专题八 三大题型的解题方略
第1讲 “十种绝技”秒杀选择题 高考物理选择题平均每道题解答时间应控制在2分钟以内。选择题解答要做到既快又准，
除了掌握直接判断和定量计算等常规方法外，还要学会一些非常规“巧解”方法。解题陷困受阻时更要切忌一味蛮做，要针对题目的特性“不择手段”达到快捷解题的目的。
通过分析、推理和计算，将不符合题意的选项一一排除，最终留下的就是符合题意的选项。如果选项是完全肯定或否定的判断，可通过举反例的方式排除；如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项，则两个选项中可能有一种说法是正确的，当然，也可能两者都错，但绝不可能两者都正确。
[例1] (2013·
全国高考)纸面内两个半径均为R 的圆相切于O 点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为2R 的导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω。t ＝0时，OA 恰好位于两圆的公切线上，如图甲所示。若选取从O 指向A 的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是( )
甲
乙 [技法渗透]
应用右手定则可以判断开始阶段电动势方向沿O 指向A 方向，电动势为正，可排除D 选
项；导体杆转动产生的电动势可用公式E ＝12
Bl 2ω计算，但导体杆切割磁感线的长度l ＝2R sin ωt ，不恒定，也不均匀变化，故A 、B 均不正确，正确选项只有C 。
[答案] C
[题后感悟]
本题若直接推导E 的表达式较困难，如果能根据E 的方向和E 的大小变化特点就可很快得出答案。
[针对训练]
1．如图所示电路中，R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，电源内阻不可忽略，闭合开关S 1，当开关S 2闭合时，电流表A 的示数为3 A ，则当S 2断开时，电流表示数可能为( )
A ．3.2 A
B ．2.1 A
C ．1.2 A
D ．0.8 A
解析：选B 断开S 2后，总电阻变大，电流变小，排除A 项；S 2断开前路端电压是U ＝
IR1＝3×4 V＝12 V，S2断开后路端电压增大，故大于12 V，电路中的电流则大于I′＝U
R1＋R2
＝
12
4＋6
A＝1.2 A，排除C、D两项。
2.如图甲所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为L的正方形线框abcd，其总电阻为R，
现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2L、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行，从线框的cd边刚好与磁场左边界重合时开始计时(t＝0)，电流沿abcda流动的方向为正，U0＝BL v，则线框中a、b两点间电势差U ab随线框cd边的位移x变化的图像是图乙中的()
甲
A B
C D
乙
解析：选B在线框向右穿过磁场的过程中，由右手定则可判断出总是a点的电势高于b 点电势，即U ab＞0，A、C、D错误，B正确。
技法二假设推理法
况对比，进行合理性判断，从而确定正确选项。假设条件的设置与合理性判断是解题的关键，因此要选择容易突破的点来设置假设条件，根据结论是否合理判断假设是否成立。
[例2]
一物体重力为50 N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，如图所示，现加上水平力F1和F2，若F2＝15 N时，物体做匀加速直线运动，则F1的值不可能是()
A．3 N B．25 N C．30 N D．50 N
[技法渗透]
物体受到的滑动摩擦力的大小为f＝μN＝10 N，用“假设推理法”分两种情况：若物体向左做匀加速直线运动，F1的值应小于5 N；若物体向右做匀加速直线运动，F1的值应大于25 N，故B不可能。
[答案]B
[题后感悟]
由于不确定物体的运动方向，解答本题时采用了假设的方法分别对两种可能的运动情况进行推理判断。
[针对训练]
3.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的平盘，盘中有一物体，质量
为m 。当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了L 。今向下拉盘使弹簧再伸长ΔL 后停止，然后松手放开。设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于( )
A.????1＋ΔL L mg
B.????1＋ΔL L (m ＋m 0)g
C.ΔL L mg
D.ΔL L
(m ＋m 0)g 解析：选A 此题可以以盘内物体为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律列出一个式子，然后再以整体为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律再列一个式子和根据平衡位置的平衡条件联立求解，求解过程较麻烦。若采用假设法，本题将变得非常简单。假设题中所给条件ΔL ＝0，其意义是没有将盘往下拉，则松手放开，弹簧长度不会变化， 盘仍静止，盘对物体的支持力的大小应为mg ，将ΔL ＝0代入四个选项中，只有A 能得到mg ，由上述分析可知，A 正确。
4.如图所示，甲、乙两物体质量分别为m 1＝2kg ，m 2＝3 kg ，叠放在水平桌面上。已知甲、乙间的动摩擦因数为μ1＝0.6，物体乙与桌面间的动摩擦因数为μ2＝0.5，现用水平拉力F 作用于物体乙上，使两物体一起沿水平方向向右做匀速直线运动，如果运动中F 突然变为零，则物体甲在水平方向上的受力情况(g 取10 m/s 2)( )
A ．大小为12 N ，方向向右
B ．大小为12 N ，方向向左
C ．大小为10 N ，方向向右
D ．大小为10 N ，方向向左
解析：选D 当F 突变为零时，可假设甲、乙两物体一起沿水平方向运动，则它们运动的加速度可由牛顿第二定律求出。由此可以求出甲所受的摩擦力，若此摩擦力小于它所受的最大静摩擦力，则假设成立，反之不成立。如图所示，假设甲、乙两物体一起沿水平方向运动，则由牛顿第二定律得f ＝(m 1＋m 2)a ，f ＝μ2N ＝μ2(m 1＋m 2)g ，解得a ＝5 m/s 2，可得甲受的摩擦力为f 1＝m 1a ＝10 N ，因为甲所受的最大静摩擦力f 2＝μ1m 1g ＝12 N ，f 1＜f 2，所以假设成立，甲受的摩擦力为10 N ，方向向左，D 正确。
技法三 逆向思维法
来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性，则利用对称规律是逆向思维解题的另一条捷径。
[例3] 如图所示，在水平地面上的A 点以速度v 1与地面成θ角射出一弹丸，恰好以速度v 2垂直穿入竖直壁上的小孔B ，下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A ．在
B 点以与v 2大小相等的速度，与v 2方向相反射出弹丸，它必定落在地面上的A 点
B ．在B 点以与v 1大小相等的速度，与v 2方向相反射出弹丸，它必定落在地面上的A 点
C．在B点以与v1大小相等的速度，与v2方向相反射出弹丸，它必定落在地面上A点的左侧
D．在B点以与v1大小相等的速度，与v2方向相反射出弹丸，它必定落在地面上A点的右侧
[技法渗透]
以速度v1与地面成θ角射出一弹丸，恰好以速度v2垂直穿入竖直壁上的小孔B，说明弹丸在B点的竖直速度为零，v2＝v1cos θ，根据对称性“逆向思维”：在B点以与v2大小相等方向相反的速度射出弹丸，它必落在地面上的A点，A正确；在B点以与v1大小相等的速度，与v2方向相反射出弹丸，由于v1>v2，弹丸在空中运动的时间不变，所以它必定落在地面上A 点的左侧，C正确，B、D错误。
[答案]AC
[题后感悟]
弹丸做的是斜上抛运动，到达最高点时速度水平，解答时若直接对斜抛运动进行分解，解答过程比较麻烦，但若采用逆向思维法，利用平抛运动规律求解，解答过程会简化很多。
[针对训练]
5.如图甲所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方式没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈。若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能为图乙中的()
甲
A B C D
乙
解析：选D由于在t1至t2时间段内，弹簧线圈处于收缩状态，则在弹簧线圈中应有感应电流通过，A、B显然不对，因为MN中此时产生恒定电流；因为线圈收缩，所以MN中产生的感应电流应增大，则在Q处所加磁场的磁感应强度随时间的变化率增大，D正确。
6．一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为F T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是()
A．若小车向左运动，N可能为零
B．若小车向左运动，F T可能为零
C．若小车向右运动，N不可能为零
D．若小车向右运动，F T不可能为零
解析：选AB对小球进行受力分析，假设N为零，小球的合力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A对，C错；假设F T为零，小球的合力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B对，D错。
技法四极限推理法
、推理或合理
性判断，并与一些显而易见的结果或熟悉的物理现象进行对比，从而做出正确的选择。
[例4] 如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m 1和m 2的物体A 和B 。若滑轮有一定大小，质量为m 且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A 和B 的拉力大小分别为F T1和F T2，已知下列四个关于F T1的表达式中有一个是正确的。请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )
A ．F T1＝(m ＋2m 2)m 1g m ＋2(m 1＋m 2)
B ．F T1＝(m ＋2m 1)m 2g m ＋4(m 1＋m 2)
C ．F T1＝(m ＋4m 2)m 1g m ＋2(m 1＋m 2)
D ．F T1＝(m ＋4m 1)m 2g m ＋4(m 1＋m 2)
[技法渗透]
设滑轮的质量为零，即看成轻滑轮，若物体B 的质量较大，由整体法可得加速度a ＝m 2－m 1m 1＋m 2
g ，隔离物体A ，由牛顿第二定律可得F T1＝2m 1m 2m 1＋m 2
g ，应用“极限推理法”，将m ＝0代入四个选项分别对照，可得C 正确。
[答案] C
[题后感悟]
由于滑轮存在质量，如果根据高中物理规律直接进行推理计算，几乎不可能得出F T1的表达式，但若用极限推理法，即假设m ＝0，则很容易选出正确选项。
[针对训练]
7．如图所示，轻细绳的一端系在质量为m 的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN 上，现用水平力F 拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，此时细绳与竖直方向的夹角为θ，然后改变F 的大小使物体缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F 、环与杆之间的摩擦力f 和环对杆的压力N 的变化情况是( )
A ．F 逐渐增大，f 保持不变，N 逐渐增大
B ．F 逐渐增大，f 逐渐增大，N 保持不变
C ．F 逐渐减小，f 逐渐增大，N 逐渐减小
D ．F 逐渐减小，f 逐渐减小，N 保持不变
解析：选D 在物体缓慢下降的过程中，细绳与竖直方向的夹角θ不断减小，可把这种θ减小状态推到无限小，即细绳与竖直方向的夹角θ＝0，此时系统仍处于平衡状态，由平衡条件可知，当θ＝0时，F ＝0，f ＝0，所以可得出结论：在物体缓慢下降过程中，F 逐渐减小，f 也随之减小，D 正确。
8．(2013·安徽高考)如图所示，细线的一端系一质量为m 的小球，另一端固定在倾角为θ
的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a 水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T 和斜面的支持力为N 分别为(重力加速度为g )( )
A ．T ＝m (g sin θ＋a cos θ) N ＝ m (g cos θ－a sin θ)
B ．T ＝m (g cos θ＋a sin θ) N ＝ m (g sin θ－a cos θ)
C ．T ＝m (a cos θ－g sin θ) N ＝ m (g cos θ＋a sin θ)
D ．T ＝m (a sin θ－g cos θ) N ＝ m (g sin θ＋a cos θ)
解析：选A 当a 趋近于0时，细线的拉力T ≈mg sin θ，而N ≈mg cos θ，由此可知只有A 正确。
等，再利用图像分析寻找答案。图像分析法具有形象、直观的特点，便于了解各物理量之间的关系，能够避免繁琐的计算，迅速简便地找出正确选项。
[例5] 如图甲所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处。若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上。则t 0可能属于的时间段是( )
甲 乙
A ．0 C.3T 4 [技法渗透] 以向B 板运动为正方向，分别作出从0、T 4、T 2 时刻释放的粒子的速度－时间图像如图所示，则由图象可看出，若0 ，粒子在一个周期内正向位移大，即最终打到B 板；若T 2 [答案] B [题后感悟] 此题由于运动过程较复杂，若用常规方法分析让人纠结，而巧用v -t 图像分析法则可轻松化解难题。用v -t 图像来分析带电粒子在周期性变化的交变电场中的单向或往复运动，一般都很有效。 [针对训练] 9．如图所示，一水平飞行的子弹恰能穿过用轻质销钉销住并置于光滑水平面上的A 、B 两木块，且木块B 获得的动能为E k1。若拔去销钉C ，仍让这颗子弹水平射入A 、B 两木块，木块B 获得的动能为E k2，则( ) A ．子弹不能穿过木块 B ，且E k1>E k2 B ．子弹不能穿过木块B ，且E k1 C ．子弹仍能穿过木块B ，且E k1>E k2 D ．子弹仍能穿过木块B ，且 E k1 解析：选B 拔去销钉前，子弹刚好穿过木块A 、B ，子弹、木块运动的v -t 图像如图中实线所示，三角形Oc v 0的面积即为A 、B 木块的总长度。拔去销钉后，木块A 、B 先一起向右加速，设经过时间t ′后子弹进入木块B ，子弹进入木块B 后，木块B 的加速度比拔去销钉前的加速度大，故木块B 的运动图像如图中Oa 、ab 所示。从图中不难看出：拔去销钉后，子弹与木块B 能达到共同速度v B 2，子弹相对木块的总路程为四边形Oab v 0的面积，由于v B 2>v B 1，四边形Oab v 0的面积小于三角形Oc v 0的面积，故子弹不能穿过B 木块，且E k1 10．如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n 1＝350 匝，副线圈匝数n 2＝70匝，电阻R ＝20 Ω，○V 是理想交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是( ) 甲 乙 A ．加在原线圈上的交流电压瞬时值的表达式为u ＝202sin(50πt ) V B ．原线圈电流的有效值为0.04 A C ．在t ＝0.01 s 时，电压表的示数为零 D ．电阻R 上消耗的电功率为0.8 W 解析：选BD 由图乙知交变电流的周期是0.02 s ，频率是50 Hz ，交流电压的瞬时值表达 式为u ＝U m sin ωt ＝202sin(100πt ) V ，A 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2，副线圈电压的有效值U 2＝4 V ，输出功率P ＝U 22R ＝0.8 W ，输入功率等于输出功率，根据P ＝U 1I 1可得，原线圈电流的有效值为I 1＝0.04 A ，B 、D 正确；电压表的读数是R 两端电压的有效值，大小始终为4 V ，C 错误。 技法六 转换对象法 ，变成简单、熟悉的问题，以便达到巧解、速解问题的目的。 [例6] 如图所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出( ) A ．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小 B ．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小 C ．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大 D ．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大 [技法渗透] 由左手定则可知磁铁对通电直导线的作用力竖直向下，故弹簧拉力增大；根据牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力竖直向上，减小了磁铁对桌面的压力，A 正确。 [答案] A [题后感悟] 本题直接对磁铁受力分析不好分析，转换对象，对通电导线受力分析，然后利用牛顿第三定律得到磁铁的受力情况。 [针对训练] 11．如图所示，站在汽车上的人用手推车的力为F ，脚对车向后的摩擦力为f ，下列说法正确的是( ) A ．当车匀速运动时，F 和f 对车做功的代数和为零 B ．当车加速运动时，F 和f 对车做功的代数和为负功 C ．当车减速运动时，F 和f 对车做功的代数和为正功 D ．不管车做何种运动，F 和f 的总功和总功率都为零 解析：选ABC 不少学生在做此题时，认为研究对象很显然应选汽车，因为四个选项中都涉及到F 和f 对汽车做功问题，但很快走进死胡同，原因是汽车在水平方向共受四个力：牵引力、地面对它的摩擦力、人对它的摩擦力f 和人对它的推力F ，因前两个力比较不出大小，故也无法比较后两者大小，因而也就无法比较二力的功。若转换一下研究对象，则会变难为易。对人进行受力分析，人在水平方向只受两个力：车对人向后的作用力F ′，车对人向前的摩擦力f ′，这两个力恰好是F 、f 的反作用力。根据人和汽车的运动状态，即可确定出F 、f 的大小，当车匀速运动时，人也匀速，F ′＝f ′，F ＝f ，又因二者的位移相等，故F 做的正功等于f 做的负功，A 正确；当车加速时，人也加速，有F ′＜f ′，F ＜f ，故f 做的负功大于F 做的正功，B 正确；同理可得C 正确，D 错误。 12.如图，一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m 的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为( ) A ．mgLω B.32 mgLω C.12mgLω D.36 mgLω 解析：选C 因轻杆匀速转动，由动能定理知，拉力F 做的功与小球克服重力做功相同，由P ＝W t 知拉力F 的功率与小球克服重力做功的功率也相同，故P ＝mg ·ωL ·cos 60°＝12 mgLω，C 正确。 ，此时可在不违背题意的前提下选择一些能直接反映已知量和未知量数量关系的特殊值，代入有关表达式进行推算，依据结果对选项进行判断。这种方法的实质是将抽象的、繁琐的一般性问题的推导、计算转化成具体的、简单的特殊性问题来处理，达到迅速、准确选择的目的。 [例7] 假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d 。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( ) A ．1－d R B ．1＋d R C.????R －d R 2 D.??? ?R R －d 2 [技法渗透] 取特殊情况，当d ＝R 时，重力加速度之比应该为零，排除B 、D ；取d ＝R 2 ，根据黄金代换式GM ＝gR 2得g ∝M R 2，重力加速度之比不等于14 (因为质量M 不一样)，排除C 。答案为A 。 [答案] A [针对训练] 13．如图所示，在倾角为θ＝30°的足够长的光滑固定斜面上，一质量为2 kg 的小球自与斜面底端P 点相距0.5 m 处，以4 m/s 的初速度沿斜面向上运动。在返回P 点之前，若小球与P 点之间的距离为d ，重力加速度g 取10 m/s 2。则d 与t 的关系式为( ) A ．d ＝4t ＋2.5t 2 B ．d ＝4t －2.5t 2 C ．d ＝0.5＋4t ＋2.5t 2 D ．d ＝0.5＋4t －2.5t 2 解析：选D 由题意可知，t ＝0时小球与P 相距为0.5 m ，故A 、B 均错误；小球沿光滑足够长斜面上滑，返回过程中d 一定随t 减小，故C 错误，D 正确。 14.如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M 、倾角为θ的光滑斜面体，它的斜面上有一质量为m 的物块沿斜面下滑。关于物块下滑过程中对斜面压力大小的解答，有如下四个表达式。要判断这四个表达式是否合理，你可以不必进行复杂的计算，而根据所学的物理知识和物理方法进行分析，从而判断解的合理性或正确性。根据你的判断，下列表达式中可能正确的( ) A.Mmg sin θM －m sin 2θ B.Mmg sin θM ＋m sin 2θ C.Mmg cos θM －m sin 2θ D.Mmg cos θM ＋m sin 2θ 解析：选D θ角的大小可取任意值，当θ＝0时，压力大小为mg ，A 、B 错误；物块对斜面的压力大小肯定非负，而当m ?M 时，C 有可能为负，C 错误，D 正确。 题的实质，避免复杂的数学演算和推导，快速解题。 [例8] (2013·江苏高考)下列选项中的各14 圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14 圆环间彼此绝缘。坐标原点O 处电场强度最大的是( ) [技法渗透] 每个14 圆环在O 处产生的场强大小相等，设为E ，由电场强度的叠加原理和对称性可知，E D ＝0，E A ＝E C ＝E ，E B ＝2E ，故B 正确。 [答案] B [针对训练] 15．如图所示，电荷量为＋q 和－q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( ) A ．体中心、各面中心和各边中点 B ．体中心和各边中点 C ．各面中心和各边中点 D ．体中心和各面中心 解析：选D 由等量同种电荷或等量异种电荷的场强对称分布可推断：对正方体的上表面中心，上表面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下表面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上表面中心处的合场强为零，同理各面中心处的合场强都为零；在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零；而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零，所以D 正确。 16．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离0点的距离为s ，则这段时间内导弹的加速度( ) A ．方向向左，大小为ks m B ．方向向右，大小为ks m C ．方向向左，大小为2ks m D ．方向向右，大小为2ks m 解析：选D 滑块静止时，两弹簧均处于自然长度，当滑块相对0向左移的距离为s 时，右边弹簧伸长了s ，左边弹簧压缩了s ，两个弹力的合力F 合＝2ks ，则F 合＝2ks ＝ma ，所以a ＝2ks m ，方向向右，D 正确。 子证明它正确，就可以肯定这个选项是正确的；有些选择题的选项中，带有“一定”、“不可能”等肯定的词语，只要能举出一个反例驳倒这个选项，就可以排除这个选项。 关于静电场，下列说法正确的是() [例9] A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 [技法渗透] 带电物体的电势可以为零，比如接地的导体，可以带电，取大地电势为零，则此物体的电势为零，A错；电场强度和电势没有必然的联系，场强为零的地方，电势可以为零，也可以不为零，如两正点电荷连线中点处的场强为零，但电势不一定为零，B错；顺着电场线的方向，电势降低，C错；负电荷沿电场线方向移动，则电场力做负功，电势能一定增加，D对。 [答案]D [题后感悟] 对于有“一定”的选项，只要能找到“不一定”的反例，或对于有“不可能”的选项，只要能找到“可能”的例子，就可将此选项排除。 [针对训练] 17．如图所示，物体在水平推力F的作用下静止在斜面上，若稍微增大水平力F而物体仍保持静止，则下列判断中错误的是() A．斜面对物体的静摩擦力一定增大 B．斜面对物体的支持力一定增大 C．物体在水平方向所受合力一定增大 D．物体在竖直方向所受合力一定增大 解析：选B原来斜面对物体的静摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，所以稍微增大水平力F，静摩擦力可能增大也可能减小，甚至可能大小不变(方向变)，A错误；F 增大，则物体对斜面的压力N＝mg·cos θ＋F sin θ也增大，B正确；根据物体仍保持静止可知，物体在水平方向和竖直方向上的合力都为零，C、D错误。 18．如图所示，一辆小车在拉力F作用下，在水平地面上做匀速直线运动(不计空气阻力)，小车上有一木块(木块在小车上不滑动)。此时，木块的受力情况是() A．受重力和支持力作用 B．受重力、支持力和向右的摩擦力 C．受重力、支持力和向左的摩擦力 D．以上说法均不正确 解析：选A显而易见，木块受到重力和支持力的作用，而且它们是一对平衡力，假设木块受水平向右(或向左)的摩擦力，而木块在水平方向不再受到其他力的作用，则木块在水平方向受力不平衡，而物体只有在不受力或受平衡力作用时，才能保持匀速直线运动状态或静止状态。综上可知，A正确。 题干要求量的单位不统一，则肯定有错误；或者，尽管式子两边的单位一致，却仍不能确保此式肯定正确，因为用单位判断法不能确定常数项的正确与否。 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半[例10] 径分别为a 和b 的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为R 。下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R 的合理表达式应为( ) A ．R ＝ρ(b ＋a )2πab B ．R ＝ρ(b －a )2πab C ．R ＝ρab 2π(b －a ) D ．R ＝ρab 2π(b ＋a ) [技法渗透] 由电阻定律R ＝ρl S 可知，C 、D 单位错误，再考虑b ＝a 时，R 应为零，可知A 错误，B 正确。 [答案] B [题后感悟] 某一物理量的表达通式直接应用现有知识可能无法推导，或很难直接得出结果，此时可结合单位换算，判断出哪些表达式是不合理的。此类问题在近几年高考中多次出现。 [针对训练] 19．声音在空气中的传播速度v 与空气的密度ρ、压强p 有关。下列速度的表达式(k 为比例系数，无单位)中可能正确的是( ) A ．v ＝k p ρ B ．v ＝ kp ρ C ．v ＝kρp D ．v ＝kpρ 解析：选B 国际单位制中p 的单位是N/m 2,1 N ＝1 kg·m/s 2，ρ的单位是kg/m 3，代入 kp ρ可得kg·m/s 2m 2·kg/m 3＝ m 2 s 2 ＝m/s ，m/s 即为速度的单位，故B 正确。 20．图示为一个内、外半径分别为R 1和R 2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为σ。取环面中心O 为原点，以垂直于环面的轴线为x 轴。设轴上任意点P 到O 点的距离为x ，P 点电场强度的大小为E 。下面给出E 的四个表达式(式中k 为静电力常量)，其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E 的合理表达式应为( ) A ．E ＝2πkσ? ????R 1x 2＋R 21－R 2x 2＋R 22x B ．E ＝2πkσ? ????1x 2＋R 21 －1x 2＋R 22x C ．E ＝2πkσ? ????R 1x 2＋R 21＋R 2x 2＋R 22x D ．E ＝2πkσ? ????1x 2＋R 21 ＋1x 2＋R 22x 解析：选B 场强的单位为N/C ，k 为静电力常量，单位为N·m 2/C 2，σ为单位面积的带电 量，单位为C/m2，则2πkσ表达式的单位即为N/C，故各表达式中其他部分应无单位，故可知 A、C肯定错误；当x→∞时E→0，而D项中E→4πkσ，故D项错误。 第2讲“以静制动”巧解实验题 1．明确考查的知识范围 现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识。尽管题目千变万化，但通过仔细审题，都能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图。 2．看清实验题图 实验题一般配有相应的示意图、实物图，目的是告知实验仪器(或部分)及其组装情况，让考生探究考查意图。认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程。 3．捕捉并提取信息 试题总是提供诸多信息再现实验情景，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息： (1)新的概念、规律、公式 一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都会为我们提供信息。要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务。 (2)新的表格数据 通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系。如正比例、反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系。根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律。 (3)新的物理图像 实验题本身提供物理图像，但这些图像平时没有接触过，关键要明确图像的物理意义，才能正确分析实验问题。 类型一基本仪器的使用 ，对有效数字的位数和给定的单位要特别留心，为此要熟练掌握各种测量仪器的使用方法及读数规则。 (2013·山东高考)图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应[例1] 该用游标卡尺的________(填“A”、“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为 ________mm。 [解析]测钢笔帽的内径时应该用游标卡尺的内测脚A，示数大小为d＝11 mm＋0.05 mm×6＝11.30 mm。 [答案]A11.30(11.25或11.35均正确) [题后感悟] 仪器的估读原则 (1)毫米刻度尺读数中，必须估读到毫米的十分位。 (2)螺旋测微器读数中，必须估读到毫米的千分位，因此螺旋测微器又叫千分尺。 (3)游标卡尺有三种精度，0.1 mm精度(游标尺10个格)，以mm为单位，读数中小数点后面有一位，0.05 mm和0.02 mm精度(游标尺20个格和50个格)，以mm为单位，读数中小数点后面有两位。 (4)多用电表的欧姆挡，刻度不均匀，结果只取两位有效数字，别忘记读取的数值乘以倍率。 [针对训练] 1．测金属电阻率实验： (1)测长度时，金属丝的起点、终点位置如图(a)，则长度为：________ cm。 (2)用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图(b)，则直径为：________ mm。 (3)用多用电表“×1”欧姆挡估测其电阻，示数如图(c)，则阻值为：________ Ω。 解析：(1)金属丝的长度为70.50 cm－10.00 cm＝60.50 cm。 (2)金属丝的直径为1.5 mm＋0.01 mm×48.0＝1.980 mm。 (3)金属丝的电阻为5.0 Ω。 答案：(1)60.50(60.48～60.52均正确)(2)1.980(1.979或1.982均正确)(3)5.0(5也正确) 2．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量： 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次，求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为________ cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。其中一次测 量结果如图乙所示，图中读数为________ mm。 甲乙 解析：金属丝的长度为241.0 mm＝24.10 cm(24.08～24.12均正确)，金属丝的直径为0.5 mm ＋0.01 mm×1.8＝0.518 mm(0.517或0.519均正确)。 答案：24.10(24.08～24.12均正确)0.518(0.517或0.519均正确) 类型二常规实验题 、误差分析。要做好这类实验题，要把主要精力放在教材实验上，从基本仪器的使用方法，基本实验原理，基本实验操作和实验细节，实验步骤的排序、纠错、补漏，实验数据的分析处理和误差分析，电学实验的连线、纠错，画电路图等全方位理解和掌握。 在“探究小灯泡的伏安特性”实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表[例2] A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从零开始变化。 (1)实验中滑动变阻器应采用________(填“分压”或“限流”)式接法。 (2)某同学已连接如图甲所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前， 请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正。 A_________________________________________________________________________； B________________________________________________________________________。 甲 乙 丙 (3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L 1和L 2的伏安特性曲线如图乙中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L 1、L 2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图丙所示电路。多次测量后得到通过L 1和L 2的电流平均值分别为0.30 A 和0.60 A 。 ①在图乙中画出电池组路端电压U 和电流I 的关系曲线。 ②由该曲线可知电池组的电动势为________ V ，内阻为________ Ω。(取两位有效数字) [解析] (1)测灯泡伏安特性曲线要求电压从零调起，故滑动变阻器必须采用分压式接法。 (2)错误一：在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的。错误二：连好线路后在闭合开关前需要将分压滑动变阻器调到待测电路两端电压为零的一端，以保护电源和电表，在图中滑动触头应是在b 端。 (3)过两灯泡伏安特性曲线上的点(0.30 A,3.8 V)和点(0.60 A,3.0 V)画直线即得到电池组的 伏安特性曲线，如图所示。由电池组伏安特性曲线的纵截距得E ＝4.6 V ，由斜率可得r ＝3.8－3.00.6－0.3 Ω≈2.7 Ω。 [答案] (1)分压 (2)见解析 (3)①见解析图 ②4.6 2.7(2.6～2.8均正确) [针对训练] 3．(2014·济南模拟)用如图所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。 (1)为了消除长木板与小车间摩擦力对实验的影响，必须在长木板远离滑轮的一端下面垫 一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至不挂沙桶时小车能在长木板上做________运动。 (2)挂上沙桶后，某同学只改变小车的质量进行测量。他根据实验得到的几组数据作出图 甲所示的a -m 图像，请根据图甲在图乙中作出a - 1 m 图像。 (3)根据图乙，可判断本次实验中小车受到的合力大小为________ N 。 解析：(1)要消除小车所受摩擦力的影响，在不挂沙桶时小车应能在长木板上做匀速直线运动。 (2) a -1 m 图像如图所示。 (3)由F ＝ma 得a ＝1 m ·F 故a -1 m 图像的斜率即为小车所受合力，由图可得F ＝k ＝0.6－010－0 N ＝0.06 N 。 答案：(1)匀速直线 (2)见解析图 (3)0.06 4．(2013·浙江高考)采用如图乙所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。 (1)除了选用照片中的部分器材外，______(填选项)。 A ．还需要电压表 B ．还需要电流表 C ．还需要学生电源 D ．不再需要其他器材 (2) (3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻R A ＝________。 解析：(1)给出的器材中没有电压表，因此还需要电压表，A 正确。 (2)作出图像如图所示，作图时注意使大部分点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直 线两侧，偏离太大的点舍弃掉。由图线电源内阻r ＝ΔU ΔI ＝0.75 Ω。 (3)由部分电路欧姆定律有I ＝U R ＋R A ，R A ＝U I －R ＝0.62 1.00 Ω－0.4 Ω＝0.22 Ω。 答案： ，但又高于教材”。要做好这类题，首先要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理。 [例3] (2013·福建高考)硅光电池在无光照时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探 究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V 1量程选用3 V ，内阻为6.0 kΩ；电压表V 2量程选用15 V ，内阻约为30 kΩ；R 0为保护电阻；直流电源电动势E 约为12 V ，内阻不计。 (1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。 (2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S ，调节变阻器R ，读出电压表V 1、V 2的示数U 1、U 2。 ①某次测量时，电压表V 1示数如图丙所示，则U 1＝________ V ，可算出通过硅光电池的反向电流大小为________ mA(保留两位小数)； ②该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U 1、U 2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压U x 和通过的反向电流I x (表中“－”表示反向)，并在坐标纸上建立I x -U x 坐标系，标 出了与表中前5组U x 、I x 数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点，并绘出I x -U x ③由I x -U x 图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，I x 与U x 成________(填“线性”或 “非线性”)关系。 [解析] (1)实物图如图甲所示。 甲 (2)①由题图知，电压表读数为1.40 V ，通过硅光电池的反向电流也等于通过电压表V 1的 电流，故I ＝U 1R V1＝ 1.4 6.0×103 A ≈0.23 mA ； ②先在坐标纸上描点，然后用平滑的曲线将其连接起来，如图乙所示； 乙 ③因图线为曲线，故I x 与U x 成非线性关系。 [答案] (1)见解析图甲 (2)①1.40 0.23 ②见解析图乙 ③非线性 [题后感悟] 探究型实验题通常可分为两类：第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律，第二类给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理。第一类必须在实验数据上下工夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理。 [针对训练] 5．(2014·保定模拟)探究能力是物理学研究的重要能力之一。某物理兴趣小组探究“阻力做功与绕固定轴转动物体角速度ω的关系”，某同学采用了下述实验步骤进行实验： ①如图所示，先让砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度为ω； ②然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间的摩擦力，砂轮最后停下，测出砂轮从脱离动力到停止转动的过程中转过的圈数为n ； ③通过分析实验数据，得出结论。 (1) (2)若砂轮转轴的直径大小为D ，转轴转动时受到的摩擦力大小恒为f 。砂轮脱离动力后克服摩擦力做功的表达式为W f ＝________。(用题目中所给的物理量表示) (3)实验测量砂轮转轴的直径D ，游标卡尺上的示数如图所示，则D ＝________ mm 。 (4)物体因绕转轴转动而具有的动能叫转动动能。设法测得砂轮转轴转动时受到的摩擦力f ＝10 π N ，通过上述实验可以得出：该砂轮的转动动能E k 与角速度ω的关系式为E k ＝kω2，其中比例系数k 的大小为________，k 的单位是________(用力学基本单位kg 、m 、s 表示)。 解析：(1)由表中数据可得n ＝20ω2，故D 正确。 (2)摩擦力做功W f ＝πDfn 。 (3)D ＝10.0 mm 。 (4)由功能关系可知，E k ＝W f ＝πDfn ＝200Dω2，故k ＝200D ＝2，由E k 的单位为kg·m 2/s 2，ω的单位为1/s ，可得k 的单位为kg·m 2。 答案：(1)D (2)πDfn (3)10.0 (4)2 kg·m 2 6．利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动。当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至光电门乙所用的时间t 。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x ，记下相应的t 值。所得数据如表所示。 (1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v 、测量值x 和t 四个物理量之间所满足的关系式是 ________________________________________________________________________。 (2)根据表中给出的数据，在如图给出的坐标纸上画出x t -t 图线。 (3)由所画出的x t -t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝________ m/s 2(保留两位有效数字)。 解析：(1)由匀变速直线运动的规律及某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬 时速度关系知x t ＝－1 2 at ＋v 。 (2)如图所示。 (3)由x t ＝－1 2at ＋v 知图线的斜率 k ＝－a 2 则a ＝－2k ＝2.0 m/s 2 答案：(1)x t ＝－1 2 at ＋v ????或x ＝v t －12at 2 (2)见解析图 (3)2.0(1.8～2.2均正确) 第3讲 “大题小做”突破计算题 1．视审题的流程化 (1)通读——构轮廓 读后脑海中要呈现物理图景的轮廓。由图景(物理现象、物理过程)与某些物理模型找关系，初步确定研究对象，猜想所对应的物理模型。 (2)细读——现情景 读后脑海中要出现较清晰的物理图景。由题设条件，进行分析、判断，确定物理图景(物理现象、物理过程)的变化趋势。基本确定研究对象所对应的物理模型。 (3)选读——挖条件 通过对关键词语(如“缓慢”、“匀速”、“足够长”、“至少”、“至多”、“刚好”、“最大”、“最小”、接触面“粗糙(或光滑)”、物体是“导体(或绝缘体)”、物体与弹簧“连接(或接触)”、电池“计内阻(或不计内阻)”等)的理解(如“刚好不相撞”表示物体最终速度相等或者接触时速度相等；“刚好不滑动”表示静摩擦力达到最大静摩擦力；“绳端物体刚
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