通用版2019版高考物理二轮复习讲义:第二部分 第一板块 第8讲 技法专题——10法速解物理选择题(含解析)
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第3讲 |吃透“三场特性”,探秘复合场中的运动问题┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄提能点(一) 对电场、重力场的综合考查⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤重难增分类考点讲练结合过关 [研一题]————————————————————————————————[多选]如图所示,一质量为m 的带电小球用长为L 不可伸长的绝缘细线悬挂于O 点,在O 点下方存在一个水平向右、场强为E 的匀强电场,小球静止时细线与竖直方向成45°角,不计空气阻力,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .若剪断细线,小球将做曲线运动B .小球带负电,且电荷量为mg EC .若突然将电场方向变为水平向左,小球在最低点速率为2gLD .若突然将电场方向变为水平向左,小球一定能运动到O 点右侧等高处[解析] 若剪断细线,小球在恒力作用下将做直线运动,选项A 错误;对小球受力分析,由平衡条件可知小球带负电,且qE =mg tan 45°,解得q =mg E,选项B 正确;将电场方向变为水平向左,小球从题图所示位置运动到最低点,由动能定理有mgL (1-cos 45°)+EqL sin 45°=12m v 2,解得v =2gL ,选项C 正确;将电场方向变为水平向左,小球运动到O 点右侧与初始位置等高处时速度最大,则小球一定能运动到O 点右侧等高处,选项D 正确。
[答案] BCD[悟一法]————————————————————————————————解决电场力做功问题时的注意点1.利用电场线的特点、等势面的特点来分析电场力做功情况。
2.应用公式W AB =qU AB 计算时,W AB 、q 、U AB 一般都要带正、负号计算。
[通一类]————————————————————————————————1.在竖直平面内有水平向右、场强为E 的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L 的绝缘细线,一端固定在O 点,另一端系一质量为m 的带电小球,它静止时位于A 点,此时细线与竖直方向成37°角,如图所示。
第5讲 |谙熟“三看、两转化”,破解力学图像三类问题提能点(一) 应用运动学图像分析物体的运动规律⎣⎢⎢⎦⎥⎥基础保分类考点练练就能过关 [题点全练]————————————————————————————————1.(2019届高三·平顶山联考)设竖直向上为y 轴正方向,如图所示曲线为一质点沿y 轴运动的位置—时间(y -t )图像,已知图线为一条抛物线,则由图可知( )A .t =0时刻质点速度为0B .0~t 1时间内质点向y 轴负方向运动C .0~t 2时间内质点的速度一直减小D .t 1~t 3时间内质点相对坐标原点O 的位移先为正后为负解析:选C 由题图知,在t =0时刻图线斜率不为0,说明t =0时刻质点速度不为0,0~t 1时间内图线斜率大于0,故质点向y 轴正方向运动,故A 、B 错误;根据图线斜率表示速度可知,0~t 2时间内质点的速度一直减小,故C 正确;t 1~t 3时间内质点相对坐标原点O 的位置坐标一直不小于0,则位移一直不为负,故D 错误。
2.A 、B 两个物体在同一条直线上做直线运动,它们的a -t 图像如图所示,规定水平向右为正方向。
已知在t =0时,两物体的速度均为零,且A 在B 的左边1.75 m 处,则A 追上B 的时间是( )A .t =0.5 sB .t =1.5 sC .t =2.5 sD .t =3.5 s解析:选D 由题图易知,在前2 s 内A 、B 的运动规律是一样的,不可能追上,故A 、B 错误;在t =2.5 s 时,A 的位移是⎣⎡⎦⎤12×1×12+⎝⎛⎭⎫1×1×1-12×1×12+12×1×0.52m =1.125 m ,B 的位移是⎣⎡⎦⎤12×1×12+⎝⎛⎭⎫1×1×1-12×1×12-12×1×0.52m =0.875 m ,A 、B 的位移之差为 0.25 m ,小于1.75 m ,故C 错误;t =3.5 s 时,同理可求得,A 的位移是1.875 m ,B 的位移是0.125 m ,A 、B 的位移之差等于1.75 m ,故D 正确。
第1讲 |抓住“两类场的本质”,理解电、磁场的性质┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄提能点(一) “吃透”电场强度和电势概念,理解电场的性质⎣⎢⎡⎦⎥⎤基础保分类考点练练就能过关 [知能全通]————————————————————————————————1.类比法、对称法求解叠加场的场强(1)类比法:当空间某一区域同时存在两个或两个以上的电场(由各自独立的场源电荷所激发)时,某点场强E 等于各电场的场强在该点的矢量和,遵循平行四边形定则,可以类比力的合成与分解。
(2)对称法:2.电势高低的三种判断方法3.电荷电势能大小判断的“四法”(1)U AB =φA -φB 。
(2)U AB =W AB q,适用于任何电场。
(3)U =Ed ,适用于匀强电场。
[题点全练]———————————————————————————————— 1.(2018·全国卷Ⅰ)如图,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =5 cm ,bc =3 cm ,ca =4 cm 。
小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线。
设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ,则( )A .a 、b 的电荷同号,k =169 B .a 、b 的电荷异号,k =169 C .a 、b 的电荷同号,k =6427 D .a 、b 的电荷异号,k =6427解析:选D 由于小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线,根据受力分析知,a 、b 的电荷异号,根据库仑定律,a 对c 的库仑力为F a =k 0q a q c (ac )2,b 对c 的库仑力为F b =k 0q b q c (bc )2。
设合力向左,如图所示,根据相似三角形,得F a ac =F b bc ,联立以上各式得k =⎪⎪⎪⎪q a q b=(ac )3(bc )3=6427,D 正确。
第8讲|技法专题——10法速解物理选择题理综全国卷中,物理8道选择题分单选和多选,主要考查对物理概念、物理现象、物理过程和物理规律的认识、判断、辨析、理解和应用等,具有信息量大、知识覆盖面广、干扰性强、命题灵活性强、层次丰富、能考查学生的多种能力等特点。
要想迅速、准确地解答物理选择题,不但要熟练掌握和应用物理学的基本概念和规律,还要学会一些非常规巧解妙招,针对题目特性“有的放矢”,达到快速解题的目的。
技法1直接判断法通过观察题目中所给出的条件,根据所学知识和规律推出结果,直接判断,确定正确的选项。
直接判断法适用于推理过程较简单的题目,这类题目主要考查学生对物理知识的记忆和理解程度,如考查物理学史和物理常识的试题等。
[应用体验][多选]下列说法中正确的是()A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C.电场强度的大小等于把一个试探电荷放在该点时受到的电场力与试探电荷本身电荷量的比值D.磁感应强度的大小等于把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值[解析]电场对放入其中的电荷有力的作用,磁场对通电导线有力的作用的条件是:磁可知,C正确;场方向和电流方向不平行,A正确,B错误;根据电场强度的定义式E=Fq中,I和B的方向必须垂直,D错误。
磁感应强度B=FIL[答案]AC技法2比较排除法运用排除法解题时,对于完全肯定或完全否定的判断,可通过举反例的方式排除;对于相互矛盾或者相互排斥的选项,则最多只有一个是正确的,要学会从不同方面或不同角度思考与推敲,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。
[应用体验]如图所示,以MN、P Q为边界的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁场宽为2L ,高为L 的正三角形闭合金属框由粗细均匀的电阻丝围成,在外力作用下由图示位置被水平向右匀速拉过磁场区域,ab 边始终与MN 平行,取逆时针方向为电流的正方向。
第6讲 |“活学巧记”应对点散面广的原子物理学┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄提能点(一) 光电效应 波粒二象性⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤基础保分类考点练练就能过关 [知能全通]————————————————————————————————1.爱因斯坦光电效应方程E k =hν-W 02.光电效应的两个图像(1)光电子的最大初动能随入射光频率变化而变化的图像如图所示。
依据E k =hν-W 0=hν-hν0可知:当E k =0时,ν=ν0,即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的极限频率。
斜率k =h ——普朗克常量。
图线在纵轴上的截距的绝对值等于金属的逸出功:W 0=hν0。
(2)光电流随外电压变化的规律如图所示。
图中纵轴表示光电流,横轴表示阴、阳两极处所加外电压。
当U =-U ′时,光电流恰好为零,此时能求出光电子的最大初动能,即E k =eU ′,此电压称为遏止电压。
当U =U 0时,光电流恰好达到饱和光电流,此时所有光电子都参与了导电,电流最大为I max 。
3.处理光电效应问题的两条线索(1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大。
(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。
4.光的波粒二象性(1)大量光子易显示出波动性,而少量光子易显示出粒子性。
(2)波长长(频率低)的光波动性强,而波长短(频率高)的光粒子性强。
(3)光子说并未否定波动说,E =hν=hc λ中,ν和λ就是波的概念。
(4)波动性和粒子性在宏观世界是不能统一的,而在微观世界却是统一的。
5.物质波(1)定义:任何一个运动着的物体,都有一种波与之对应,这种波称为物质波。
(2)公式:物质波的波长λ=h p,p 为运动物体的动量,h 为普朗克常量。
[题点全练]————————————————————————————————1.(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm 的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J 。
第3讲 | 吃透“三场特性”,探秘复合场中的运动问题┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄考法学法 带电粒子在复合场中的运动问题是历年高考的热点, 考查的难度从易到难都有。
考查的题型既有选择题, 又有计算题。
考查的主要内容包括:①带电粒子在组合场中的运动;②带电粒子(体)在叠加场中的运动。
该部分内容主要解决的是选择题中的带电粒子在复合场中的运动问题。
用到的思想方法有:①比值定义法;②假设法;③合成法;④正交分解法;⑤临界、极值问题的分析方法;⑥等效思想;⑦分解思想。
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第8讲 |技法专题——10法速解物理选择题理综全国卷中,物理8道选择题分单选和多选,主要考查对物理概念、物理现象、物理过程和物理规律的认识、判断、辨析、理解和应用等,具有信息量大、知识覆盖面广、干扰性强、命题灵活性强、层次丰富、能考查学生的多种能力等特点。
要想迅速、准确地解答物理选择题,不但要熟练掌握和应用物理学的基本概念和规律,还要学会一些非常规巧解妙招,针对题目特性“有的放矢”,达到快速解题的目的。
技法1 直接判断法通过观察题目中所给出的条件,根据所学知识和规律推出结果,直接判断,确定正确的选项。
直接判断法适用于推理过程较简单的题目,这类题目主要考查学生对物理知识的记忆和理解程度,如考查物理学史和物理常识的试题等。
[应用体验] [多选]下列说法中正确的是( )A .电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B .一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C .电场强度的大小等于把一个试探电荷放在该点时受到的电场力与试探电荷本身电荷量的比值D .磁感应强度的大小等于把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值 [解析] 电场对放入其中的电荷有力的作用,磁场对通电导线有力的作用的条件是:磁场方向和电流方向不平行,A 正确,B 错误;根据电场强度的定义式E =F q 可知,C 正确;磁感应强度B =FIL 中,I 和B 的方向必须垂直,D 错误。
[答案] AC技法2 比较排除法运用排除法解题时,对于完全肯定或完全否定的判断,可通过举反例的方式排除;对于相互矛盾或者相互排斥的选项,则最多只有一个是正确的,要学会从不同方面或不同角度思考与推敲,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。
[应用体验] 如图所示,以MN 、P Q 为边界的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁场宽为2L ,高为L 的正三角形闭合金属框由粗细均匀的电阻丝围成,在外力作用下由图示位置被水平向右匀速拉过磁场区域,ab 边始终与MN 平行,取逆时针方向为电流的正方向。
则金属框中的感应电动势E 、感应电流I 、所施加的外力F 及外力的功率P 随位移x 的变化关系图正确的是( )[解析] 金属框进入磁场的过程中,穿过金属框的磁通量增加,由楞次定律可知,此过程中感应电流为逆时针方向,而此过程金属框切割磁感线的有效长度l =2x tan 30°且均匀增加,完全进入磁场后,穿过金属框的磁通量不变,回路中无感应电流和感应电动势,排除A 选项;位移为0~L 时,因金属框做匀速直线运动,所以F 外=F安=BIl =B 2l 2v R =4B 2x 2v R tan 230°,即外力随位移的增大而非线性增大,排除C 选项;位移为0~L 时,外力的功率P=F 外v =4B 2x 2v 2R·tan 230°,即外力的功率随位移的增大而非线性增大,排除D 选项;所以B 选项正确。
[答案] B技法3 特殊值代入法有些选择题选项的代数表达式比较复杂,需经过比较繁琐的公式推导过程,此时可在不违背题意的前提下,选择一些能直接反应已知量和未知量数量关系的特殊值,代入有关选项进行推算,依据结果对选项进行判断。
[应用体验] 如图所示,在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用,F 平行于斜面向上。
若要使物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 1和F 2的方向均沿斜面向上)。
由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为( )A.F 12 B .2F 2 C.F 1-F 22D.F 1+F 22[解析] 取F 1=F 2≠0,则斜面光滑,对应最大静摩擦力等于零,代入选项中后只有C 满足。
[答案] C技法4 极限思维法有的问题不容易直接求解,但是若将题中的某些物理量的数值推向极限时,对这些问题的选项进行分析和判断常常会很容易。
如设定动摩擦因数趋近于零或无穷大、电源内阻趋近于零或无穷大、物体的质量趋近于零或无穷大等。
电荷量为Q 的电荷,[应用体验] 如图所示,一半径为R 的绝缘圆环上,均匀地分布着总在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P ,它与环心O 的距离OP =L 。
静电力常量为k ,关于P 点的场强E ,下列四个表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,判断下列表达式正确的是( )A .E =kQR 2+L 2B .E =kQLR 2+L 2C .E =kQR(R 2+L 2)3D .E =kQL(R 2+L 2)3[解析] 当R =0时,带电圆环等同于一点电荷,由点电荷电场强度计算式可知,P 点的电场强度为E =k QL 2,将R =0代入四个选项,只有A 、D 选项满足;当L =0时,均匀带电圆环的中心处产生的电场的电场强度为0,将L =0代入选项A 、D ,只有D 选项满足。
[答案] D技法5 逆向思维法很多物理过程具有可逆性如运动的可逆性、光路的可逆性,在沿着正向过程或思维由前到后或由因到果分析受阻时,不妨“反其道而行之”,沿着逆向过程或思维由后到前或由果到因来思考,往往可以化难为易、出奇制胜。
[应用体验] 如图所示,半圆轨道固定在水平面上,一小球(可视为质点)从恰好与半圆轨道相切于B 点斜向左上方抛出,到达半圆轨道左端A 点正上方P 点时,小球的速度刚好为60°,重力加速度水平,O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向的夹角为g ,不计空气阻力,则小球在P 点的水平速度为( )A. 33gR2 B. 3gR2 C.3gR2D.3gR3[解析] 小球实际是做斜抛运动,由于到达P 点时小球的速度刚好水平,所以逆向看是小球从P 点开始做平抛运动,运动过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可以应用平抛运动规律求解。
因小球运动过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,此时速度与水平方向的夹角为30°,设位移与水平方向的夹角为θ,则tan θ=tan 30°2=36,因为tan θ=y x =y 32R ,则竖直位移y =3R 4,而v y 2=2gy =32gR ,tan 30°=v y v 0,解得v 0=33gR2,故选项A 正确。
[答案] A技法6 对称思维法对称情况存在于各种物理现象和物理规律中,应用这种对称性有助于直接抓住问题的实质,避免复杂的数学演算和推导,快速解题。
[应用体验] 如图所示,带电荷量为-q 的均匀带电半球壳的半径为R ,CD 为通过半球顶点C 与球心O 的轴线,P 、Q 为CD 轴上在O 点两侧离O 点距离相等的两点。
已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零,电势都相等。
则下列判断正确的是( )A .P 、Q 两点的电势、电场强度均相同B .P 、Q 两点的电势不同,电场强度相同C .P 、Q 两点的电势相同,电场强度等大反向D .在Q 点由静止释放一带负电的微粒(重力不计),微粒将做匀加速直线运动[解析] 半球壳带负电,因此在CD 上电场线沿DC 方向向上,所以P 点电势一定低于Q 点电势,A 、C 错误;若在O 点的下方再放置一同样的半球壳组成一完整的球壳,则P 、Q 两点的电场强度均为零,即上、下半球壳在P 点的电场强度大小相等、方向相反,由对称性可知上半球壳在P 点与在Q 点的电场强度相同,B 正确;在Q 点由静止释放一带负电微粒,微粒一定做变加速运动,D 错误。
[答案] B技法7 等效转换法等效转换法是指变换角度,从不同层次、不同角度去思考和探索问题的方法。
这种方法往往通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、思维角度、物理过程等达到化繁为简,化难为易的效果。
[应用体验] 如图所示,间距为L 的两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨单位长度的电阻为r 0,导轨的端点P 、Q 间用电阻不计的导线相连,垂直导轨平面的匀强磁场(未画出)的磁感应强度B 随时间t 均匀变化(B =kt ),一电阻也不计的金属杆可在导轨上无摩擦滑动且在滑动过程中始终保持与导轨垂直,在t =0时刻,金属杆紧靠在P 、Q 端,在外力F 作用下,金属杆由静止开始向右做匀加速直线运动,则t 时刻金属杆所受安培力为( )A.k 2L 22r 0tB.k 2L 2r 0tC.3k 2L 22r 0t D.2k 2L 2r 0t[解析] 本题中既有金属杆切割磁感线又有磁场变化,为此可进行模型转换,转换为磁场不变的金属杆切割磁感线与面积不变的变化磁场的叠加,令金属杆的加速度为a ,经时间t ,金属杆与初始位置的距离为x =12at 2,此时金属杆的速度v =at ,所以回路中的感应电动势E =BL v +ΔBΔtS =ktL v +kLx ,而回路的总电阻R =2xr 0,所以金属杆所受安培力为F =BIL =BL E R =3k 2L 22r 0t ,C 正确。
[答案] C技法8 二级结论法“二级结论”是由基本规律和基本公式导出的推论。
熟记并巧用一些“二级结论”可以使思维过程简化,节约解题时间。
非常实用的二级结论有:(1)等时圆规律;(2)平抛运动速度的反向延长线过水平位移的中点;(3)不同质量和电荷量的同性带电粒子由静止相继经过同一加速电场和偏转电场,轨迹重合;(4)直流电路中动态分析的“串反并同”结论;(5)平行通电导线电流同向相吸,异向相斥;(6)带电平行板电容器与电源断开,改变极板间距离不影响极板间匀强电场的强度等。
[应用体验] 如图所示的电路中,电源电动势为E 、内阻为r ,C为电容器,电流表A 和电压表V均可视为理想电表。
闭合开关S后,在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中()A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大B.小灯泡L变暗C.通过定值电阻R1的电流方向自右向左D.电源的总功率变大,效率变小[解析]当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的有效电阻减小,由“串反并同”知,电流表A的示数将增大,电压表V的示数将减小,小灯泡L变亮,电源总功率增大,电源内电压增大,选项A、B错误;电容器两端电压与电压表两端电压相同,由Q=CU知电容器所带电荷量减小,即电容器将放电,通过定值电阻R1的电流方向自左向右,选项C错误;因电源内电压增大,所以路端电压减小,由η=UE×100%知电源效率变小,选项D正确。
[答案] D技法9类比分析法类比分析法是将两个(或两类)研究对象进行对比,分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律,然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法。
比如我们对两个等质量的均匀星体中垂线上的引力场分布情况不熟悉,但对等量同种电荷中垂线上的电场强度大小分布规律却很熟悉,通过类比分析,可以使陌生的题目变得似曾相识。