课件42张PPT。专题一 直线运动的规律 答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.×(订正:速度的大小叫速率,路程与发生这段路程所用时间的比值叫平均速率.) 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√1.如何理解平均速度的概念?
易混:平均速度的大小等于平均速率.
误区:平均速度的概念只适用宏观物体的运动,对带电粒子在电场、磁场内的运动不适用.2.如何正确理解加速度的物理意义?求物体的加速度有哪些方法?3.匀变速直线的规律的适用条件是什么?匀变速直线运动的基本公式均是矢量公式,其中物理量的正、负号是如何规定的?
提示:加速度恒定不变是匀变速直线运动规律的适用条件.
(1)匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值.
(2)公式中各矢量有时以绝对值的形式出现,此时要在此“绝对值”前加上正负号表示此物理量;有时以物理量的形式出现,此时物理量字母中包含了正负号.易错:忽视匀变速直线运动公式的适用条件而盲目套用公式,如物体的匀减速直线运动问题,一定要注意是否有反向运动的可能性,对于刹车问题,汽车速度减为零后即保持静止状态,不存在反向运动,需要注意其运动时间.4.如何判断直线运动的性质(加速或减速运动)?
提示:根据物体速度方向和加速度的方向关系判断运动性质.若二者方向相同为加速运动.若二者方向相反为减速运动.
误区:误将加速度的正负当成物体加速还是减速运动的依据.5.分析处理竖直上抛运动有哪些方法?
提示:竖直上抛运动是重力作用下的另一种匀变速直线运动,该运动有两种处理方法.
(1)分段法
①上升过程:v=0,a=-g的匀减速直线运动.
②下降过程:自由落体运动.
(2)全程法
将上升和下降过程统一看成是初速度v0向上,加速度g向下的匀变速直线运动.
? 易失分:(1)忽略抛点和落点的位置漏解而失分.
(2)不注意上升和下降过程的对称性而失分.6.对运动图象应注意哪些关键点?
提示:对图象问题要抓住六个关键点:①坐标轴所代表的物理量,如有必要首先写出两轴物理量关系的表达式;②斜率的意义;③截距的意义;④面积的意义.对v-t图象来说,面积代表位移的大小,x-t图象的面积无意义;⑤交点、转折点的意义;⑥由图象转换出物体的运动情景.
? 误区:位移-时间(x-t)图象和速度-时间(v-t)图象,既能描述质点的直线运动,也能描述质点的曲线运动,两种图象就是质点在空间的运动轨迹.7.解决同一直线上追及相遇问题的一般思路方法.
提示:分析追及问题的方法:①要抓住一个条件,两个关系.一个条件:即物体的速度相等,它往往是物体间能否追上或距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点;两个关系:即时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体的位移关系是解题的突破口.②若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意被追上前该物体是否已经停止运动.③应用v-t图象分析往往直观明了.
? 易错:错误理解追及问题的临界条件.8.如何根据纸带记录的运动信息求瞬时速度和物体的加速度?易错:应用逐差法求物体的加速度时,若纸带上出现的是奇数段位移,应舍去第一段或最后一段位移,转变成偶数段位移后再用该法求加速度.猜想一 对运动图象的考查
命题依据:对运动图象的考查一般不会只停留在v-t图象上,以全新的运动图象为背景,可考查考生的知识方法的迁移能力,数形结合的思想方法,达到考查考生素质的目的.从各省的考题统计来分析,主要集中在v-t图象的考查上,以选择题为主.2014对该点的考查,可能出现由运动情况确定a-t、F-t图象或v-t图象结合牛顿第二定律、功能关系等.试题设计
1.一质点沿直线运动,t=0时刻速度为2 m/s,加速度为1 m/s2.此后质点的加速度随时间变化的规律如图1所示,则下列判断正确的是 ( ).
A.质点做匀加速直线运动
B.质点的加速度与时间成正比关系
C.t=5 s时刻质点的速度为6.25 m/s
D.t=8 s时刻质点的速度为13.2 m/s图1 解析 由图可知质点的加速度随时间均匀增大,A错误.因为该图线不过原点,所以不是正比关系,而是线性关系,B错误.该图线与坐标轴围成的面积表示在对应的过程中质点的速度变化量.由几何关系可知,0~5 s内,质点的速度变化量为6.25 m/s,而质点在t=0时刻速度为2 m/s,由速度公式可以算出质点在t=5 s时刻的速度为8.25 m/s,C错误;同理可算出t=8 s时刻质点的速度为13.2 m/s,D正确.
答案 D2.竖直向上抛出一小球,小球在运动过程中,所受空气阻力大小不变.规定向上方向为正方向,小球上升到最高点所用时间为t0.下列关于小球在空中运动过程中的加速度a、位移x、重力的瞬时功率P的大小和机械能E随时间t变化的图象中,正确的是 ( ).答案 C猜想二 对匀变速直线运动规律的考查
命题依据:匀变速直线运动规律为《考试说明》中的Ⅱ级要求内容,为重点考查内容,注重考查学生的逻辑推理和分析能力,从各地高考题分析知,选择题注重基本概念的考查,规律的基本应用,也可以为计算题单独考查匀变速直线运动规律,我们认为2014年仍继续沿用这种考查方式或在综合题的一部分涉及该考查内容.试题设计
3.将一小球竖直向上抛出,小球到达最高点前的最后一秒和离开最高点后的第一秒时间内通过的路程分别为x1和x2,速度变化量的大小分别为Δv1和Δv2,假设小球所受空气阻力大小不变,则下列表述正确的是 ( ).
A.x1>x2,Δv1<Δv2 B.x1Δv2
C.x1x2,Δv1>Δv2答案 D4.驾证路考中在即将结束时要进行目标停车,考官会在离停车点不远的地方发出指令,要求将车停在指定的标志杆附近.如图2所示,设终点附近的平直道路上依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆,相邻杆间距ΔL=12.0 m.一次路考中学员甲驾驶汽车,学员乙坐在后排观察并记录时间,学员乙与车前端面的距离为Δs=2.0 m.图2 设在考官发出目标停车的指令前汽车是匀速的,当学员乙经过O点时考官发出指令“在D标志杆处停车”,且LOA=44 m,发出指令后学员乙立即开始计时,学员甲需经Δt=0.5 s反应时间才开始刹车,若刹车后汽车做匀减速直线运动直到停止,学员乙记录自己经过B、C杆时的时刻为tB=4.50 s,tC=6.50 s.求:
(1)刹车前汽车匀速运动时的速度v0及开始刹车后匀减速运动的加速度a;
(2)汽车停止运动时车头前端面离D的距离.因此汽车停止运动时车头前端面离D的距离为
Δx=LOA+3ΔL-x-Δs=6 m ⑥
答案 (1)16 m/s 2 m/s2 (2)6 m5.小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组,发现车厢内有速率显示屏.当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,部分数据列于表格中.已知动车组的总质量M=2.0×105 kg,假设动车组运行时受到的阻力是其重力的0.1倍,取g=10 m/s2.在小明同学记录动车组速率这段时间内,求:
(1)动车组的加速度值;
(2)动车组牵引力的最大值;
(3)动车组位移的大小.
解析 (1)通过记录表格可以看出,动车组有两个时间段处于加速状态,设加速度分别为a1、a2,
代入数据后得:a1=0.1 m/s2 ②
a2=0.2 m/s2 ③
(2)F-Ff=Ma ④
Ff=0.1Mg=2.0×105 N
当加速度大时,牵引力也大, ⑤
代入数据得:
Fmax=Ff+Ma2=2.0×105 N+2.0×105×0.2 N
=2.4×105 N ⑥
(3)通过作出动车组的v-t图可知,第一次加速运动的结束时刻是200 s,第二次加速运动的开始时刻是450 s.
代入数据得:x=x1+x2+x3=30 250 m ⑩
答案 (1)a1=0.1 m/s2 a2=0.2 m/s2
(2)2.4×105 N (3)30 250 m
猜想三 逐差法求加速度
命题依据:“研究匀变速直线运动”的实验是高考的一个必考实验,注重考查考生的实验能力和数据分析能力.6.实验装置如图3所示.一木块放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连.木块右侧与穿过打点计时器限位孔的纸带相连.图3 在重物的牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图4给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据图4中给出的数据,求木块与木板之间的动摩擦因数μ,要求写出主要的运算过程.结果保留两位有效数字.(打点计时器所用交变电流的频率为50 Hz,不计纸带与木块间的摩擦.取重力加速度g=10 m/s2)图4 答案 0.30走向考场 课件41张PPT。专题七 静电场 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
2.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,线的疏密表示电场强度的大小. ( )3.电荷在电场中具有势能,叫做电势能,电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功,是标量,具有相对性. ( )1.两相同的金属球,带不同的电荷量,两球接触后再分开,所带电荷量有何特点?
提示:分开后两球带等量同种电荷.
? 易错:接触前若两球带异种电荷,不知接触时异种电荷先中和,剩余的净电荷再均分.易混:混淆三个公式的适用范围.
易错:场强叠加时应用代数运算法则.3.电场线是如何描述电场性质的?在什么条件下电荷只在电场力的作用下,其运动轨迹与电场线重合?
提示:(1)电场线从以下几个方面描述电场的性质
①电场线每一点的切线方向表示该点的电场强度方向.
②在同一电场里,电场线越密的地方,场强越大,电场线稀疏的地方场强越小.
③沿电场线的方向,电势越来越低.(2)条件:只有当电场线为直线,点电荷初速度为零或初速度方向与电场线方向一致,且只受电场力作用时,点电荷的运动轨迹才会与电场线重合.也就是说点电荷在这种条件下才会沿电场线运动.
易错:不能准确掌握六种典型电场的电场线分布特点而判断错误.
误区:把电场线当做带电粒子在电场中的运动轨迹.4.电场力做功有什么特点?电场力做功与电荷的电势能变化有什么关系?如何求解电场力的功?
提示:(1)电场力做功的特点
电荷在电场中任意两点间移动时,它的电势能的变化量是确定的,因而移动电荷做功的值也是确定的,所以,电场力移动电荷所做的功,与电荷移动的路径无关,仅与始末位置的电势差有关,这与重力做功十分相似.
(2)电场力做功与电荷电势能的变化关系
电场力对电荷做正功时,电荷电势能减少;电场力对电荷做负功时,电荷电势能增加,电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值.5.电势叠加时遵守的法则是什么?在静电场中如何判断不同位置电势的高低?③根据电场力做功来判断
正电荷在电场力作用下移动时,电场力做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处.对于负电荷,情况正好相反.
④根据电势能判断.正电荷在电势高处电势能较大;负电荷在电势低处电势能较大.
易错:不能正确选择零电势点.
易失分:不能熟练掌握六种典型电场的等势面分布特点.6.为什么不用电势能来描述电场的能的性质?在静电场中如何判电荷在不同位置电势能的大小?
提示:(1)原因:因电势能Ep=qφ的大小不但跟该点的电势有关,还跟电荷所带的电荷量有关,故不能用电势能来描述电场的能的性质.
(2)电荷具有电势能的大小的判断方法
(ⅰ)场源电荷判断法
①场源电荷为正,离场源电荷越近,正检验电荷电势能越大,负检验电荷电势能越小.
②场源电荷为负,离场源电荷越近,正检验电荷电势能越小,负检验电荷电势能越大.(ⅱ)电场线法
①正电荷顺着电场线方向移动,电势能逐渐减小,逆着电场线方向移动,电势能逐渐增大.
②负电荷顺着电场线方向移动,电势能逐渐增大,逆着电场线方向移动,电势能逐渐减小.
(ⅲ)做功正负判断法
无论正、负电荷在什么样的电场中,只要电场力做正功,电荷的电势能一定减小;电场力做负功,即电荷克服电场力做功,电荷的电势能一定增大.
易错:不能把动能定理和功能关系应用于静电场中.7.带电粒子在电场中只受电场力作用做一般曲线运动时,如何判断动能、电势能的变化?
提示:如果只有电场力做功,则动能和电势能之间相互转化,动能(Ek)和电势能(Ep)的总和守恒,即:
①ΔEp=-ΔEk.
②电场力做正功,电势能减少,动能增加.
③电场力做负功,电势能增加,动能减少.
? 易错:不能正确利用粒子速度及电势能的变化确定电场力的做功情况.8.如何分析平行板电容器两类基本问题?9.带电粒子在匀强电场中分别满足什么条件可以做加速直线运动和匀变速偏转运动?处理带电粒子在电场中运动的方法有哪些?猜想一 对电荷及其守恒定律、库仑定律的考查
命题依据:该部分内容在高考中不属于高频考点,考查的形式以选择题为主,预计2014年高考中该部分内容命题的形式仍将以选择题为主,重点考查库仑定律的适用条件和库仑定律的运用.常与受力分析、物体的平衡等知识结合考查.下面设计的考题应用割补法和对称法求库仑力.具有某一角度的创新性,是较好的一道预测题.试题设计
1.如图2所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,A点处的电荷量为-q,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处电荷量为q1的正点电荷所受电场力 ( ).图2 答案 C 猜想二 对静电场的力的性质和能的性质的考查
命题依据:由近三年各地高考试题分析可知,该部分内容为高频考点,单独命题时以选择题的形式出现,难度中等.预计2014年高考命题形式仍以选择题为主,会从新的角度、新的背景材料进行考查.下面设计的试题以带电粒子仅在电场力的作用下沿x轴运动为背景,结合v2-x图象,来判断x轴上场强分布和电势的变化情况是一道有新意的预测题.试题设计
2.一带正电的检验电荷,仅在电场力作用下沿x轴从x=-∞向x=+∞运动,其速度的二次方v2随位置x变化的图象如图3所示.在x=x1和x=-x1处,图线切线的斜率绝对值相等且最大.则在x轴上 ( ).A.在x=x1和x=-x1两处,电场强度相同
B.在x=x1和x=-x1两处,电场强度最大
C.在x=0处电势最高
D.从x=x1运动到x=+∞的过程中,电荷的电势能逐渐增大
解析 根据题意,检验电荷的动能和电势能之和保持不变,在x=x1和x=-x1两处,动能和电势能均随x的变化改变最快,电势随x的变化改变也最快,这两处的电场强度大小相等,方向相反,且达到最大,故A错,B对;正电荷在x=0处速度最小,电势能最大,故电势能先增大后减小,x=0处电势最高,故C对,D错.
答案 BC猜想三 对带电粒子在电场中运动的考查
命题依据:通过近几年高考试题分析知,该部分内容是高考的热点和高频考点.试题类型以选择题和计算题为主,综合性较强,难度中等偏上.预计2014年高考命题将考查电场与生产技术、生活实际、科学研究等方面相联系的题目.同时,下面设计的试题,以等量同种电荷形成的电场为背景.不仅从新的角度考查了电场的力的性质、能的性质,而且考查了应用牛顿第二定律、向心力公式、动能定理等力学规律解题的方法,还考查了对称性思维的方法及空间想象能力,具有很好的区分度.试题设计
3.如图4所示,电荷量均为Q的两个正电荷分别固定于A、B两点,P为AB中垂线上的一点,PA=PB=AB=L.现有两个质量均为m、电荷量的绝对值均为q的正、负粒子,粒子的重力不计.规定无穷远处的电势为零.求:(1)P点的场强?
(2)若将带正电的粒子从P处释放,则刚释放时粒子的加速度是多大?
(3)若将带负电的粒子从P处无初速度地释放,则该粒子释放后离开P点的最大距离是多少?
(4)若将带正电的粒子从P处无初速度地释放,该粒子运动的最大速度为vm,则P点的电势φP是多大?若将带负电的粒子从P处以某一初速度v发射出去,则发射后该粒子是否可能做圆周运动?若不可能,试说明理由;若可能,试求出初速度v的大小?答案 见解析试题设计
4.(带电粒子在交变电场中的偏转也是高考考查的重点,该题单独命题的可能性较大,难度也较大,可作为压轴题)(1)带电粒子从B板的小孔穿出时的速度为多大?
(2)要使带电粒子能够从M、N两板之间(不沿中轴线)穿出,并且穿出后的速度方向保持水平,则交流电U2的周期T为多少?
(3)在满足(2)条件的情况下,它在偏转电场中的最大偏移量是多少?(结果保留一位有效数字)走向考场 课件31张PPT。专题三 牛顿运动定律 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是惯性大小的唯一量度. ( )
2.超重:当物体有竖直向上的加速度时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫做超重现象. ( )
3.失重:当物体有竖直向下的加速度时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫做失重现象. ( )
4.当物体处于完全失重状态时,所受的重力为零. ( )5.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.牛顿第一定律揭示了运动和力的关系:力不是维持物体速度(运动状态)的原因,而是改变物体速度的原因. ( )
6.牛顿第二定律:物体的加速度a与物体所受的合外力F成正比,与物体的质量m成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.数学表达式:F=ma.牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应,定量描述了力与加速度的瞬时对应关系,即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失;力与加速度具有因果关系.力是产生加速度的原因,加速度是力产生的结果. ( )7.牛顿第三定律:作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.牛顿第三定律揭示了物体与物体间的相互作用规律.两个物体之间的作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,一定是同种性质的力,作用在两个物体上各自产生效果,一定不会相互抵消. ( )
答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.×(订正:物体对水平支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象叫做完全失重) 5.√ 6.√ 7.√ 1.惯性的表现形式有哪些?
提示:惯性的表现形式有两种:
(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)不变.
(2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.惯性大,物体运动状态难以改变;惯性小,物体运动状态容易改变.
? 误区:误认为惯性与物体的速度有关,速度大惯性大.2.牛顿第一定律是实验定律吗?
提示:牛顿第一定律不是由现实实验直接总结出来的,是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,加上抽象丰富的逻辑思维,概括总结出来的.
? 易错:牛顿第一定律的获得与其它物理规律一样,是牛顿通过大量的实验总结出的实验定律.3.怎样认识力和运动的关系?
提示:合外力决定加速度而不是速度,力和速度没有必然的联系,而加速度与合外力存在瞬时对应关系:加速度的方向始终和合外力的方向相同,加速度的大小随合外力的增大(减小)而增大(减小).加速度和速度同向时物体做加速运动,反向时做减速运动.力和速度只有通过加速度这个桥梁才能实现“对话”.
? 易错:认为力是运动的原因,力越大运动速度越大.4.如何正确理解牛顿第二定律?易错:应用牛顿第二定律列方程没有选择正方向.
陷阱:讨论瞬时问题时,对轻弹簧中的弹力认为与轻绳、轻杆中的弹力一样可以发生突变.5.如何正确理解牛顿第三定律?
提示:(1)同时性:作用力和反作用力的产生和消失是同时的.
(2)普遍性:定律中的“总是”这两个字是强调对于任何物体,在任何条件下,关系都是成立的.
(3)相互性:大小相等,方向相反,作用在两个物体上,同时产生,同时消失.
? 误区:误认为作用力与反作用力的作用效果一定相同.6.超重、失重的实质是什么?
提示:超重、失重只取决于加速度的方向.当物体具有竖直方向上的加速度或具有竖直向上的加速度分量时,物体处于超重状态;当物体具有竖直向下的加速度或具有竖直向下的加速度分量时,物体处于失重状态.处于超重或失重状态的物体仍受重力,只是视重(支持力或拉力)大于或小于重力,处于完全失重状态的物体,视重为零.易错:认为超重、失重与物体的速度方向有关.
误区:物体处于完全失重状态时,在地面上由于重力作用产生的现象消失,重力的作用原理及公式均不再成立.因此,完全失重现象就是物体完全不受重力(失去重力),而一般失重现象则是物体失去了一部分重力.7.如何求解两类动力学问题?
提示:(1)已知物体的受力情况,求物体的运动情况
已知物体的受力情况,根据牛顿第二定律,可以求出物体的加速度;再知道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在任一时刻的速度和位置,也就求解了物体的运动情况.(2)已知物体的运动情况,求物体的受力情况
根据物体的运动情况,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿第二定律可确定物体受的合外力,从而求出未知的力,或与力相关的物理量.如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等.
易失分:不仔细分析每一小过程的受力情况导致加速度出现错误.8.如何处理动力学中的临界值问题?
提示:(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离的临界条件是弹力FN=0.
(2)相对静止或相对滑动的临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对静止或相对滑动的临界条件是:静摩擦力达到最大值或为零.
(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是张力等于它所能承受的最大张力.绳子松弛的临界条件是FT=0.(4)加速度最大与速度最大的临界条件:当物体在受到变化的外力作用下运动时,其加速度和速度都会不断变化,当所受合外力最大时,具有最大加速度;合外力最小时,具有最小加速度.当物体做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零时速度最大.
易错:物体运动的具体情境中存在的各种临界条件往往很隐蔽,学生因找不到临界条件而出错. 猜想一 对物理学史和物理思想方法的考查
命题依据:随着新课标的实施和新的物理教学理念的贯彻,物理学史和物理思想方法已成为近几年高考的热点,以考查考生的认知和理解能力.今后,高考仍会从不同角度对该考点内容进行考查,如下面设计的考题考查不同时代的科学家对力和运动关系的研究成果,这种题型在今后的高考中考查的几率仍较高.试题设计
1.下列对力与运动的关系认识正确的是 ( ).
A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动
B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动
D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去解析 亚里士多德对运动的认识是错误的,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动速度的原因.
答案 BCD猜想二 对牛顿运动定律与运动图象相结合的考查
命题依据:该考点是近几年高考的高频考点,它能把牛顿运动定律与运动图象有机结合起来考查学生的理解分析能力和用图象处理问题的能力.考查的角度可以根据物理情景运用物理规律判断有关运动图象,也可以根据图象所给的条件来求解物体的受力或运动情况,还可以同时把F-t图象与v-t图象相结合进行考查.下面设计的考题是物体在斜面上受到一个变化的风力作用,根据给出的变速运动的图象进行判断,具有一定的创新性.试题设计
2.如图1所示,一物体沿足够长的固定光滑斜面从t=0时由静止开始运动,同时受到沿斜面向上的风力作用,风力大小与时间成正比,即F=kt(k为常数).在物体沿斜面向下运动的过程中,物体的加速度、速度随时间变化的图象正确的是(取沿斜面向下为正方向) ( ).图1 答案 B猜想三 对两类动力学问题的考查
命题依据:牛顿运动定律是高中物理的核心内容之一,是动力学的“基石”,也是整个经典力学的理论基础.其中两类动力学问题是历年高考的必考内容.可考查考生的综合素质.考题类型有选择题或计算题,我们认为该部分仍为高频考点.下面设计的考题以我国第一艘航母舰载机在甲板着舰的情景,具有一定的创新性和预测性.试题设计
3.2012年11月,我国舰载机在航母上首降成功.设某一舰载机的质量为m=2.5×104 kg,速度为v0=42 m/s,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,舰载机将在甲板上以a0=0.8 m/s2的加速度做匀减速运动,着舰过程中航母静止不动.(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
(1)舰载机着舰后,甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里?图2 (2)为了让舰载机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让舰载机减速,同时考虑到舰载机尾钩挂索失败需要复飞的情况,舰载机着舰时并不关闭发动机.图2为舰载机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推动力大小为F=1.2×105 N,减速运动时的加速度大小a1=20 m/s2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变,求此时阻拦索承受的张力大小.走向考场 课件46张PPT。专题九 带电粒子在电磁场中的运动 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.2.磁感线:磁感线上各点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向;磁感线的疏密表示磁场的强弱;磁感线是闭合曲线,在磁铁外部由N极指向S极,在磁铁内部由S极指向N极.任意两条磁感线都不相交. ( )
3.电流的磁效应:人们利用磁场产生电流的现象. ( )
4.安培力:磁场对电流的作用,F=BILsin α,式中α是电流方向与磁场方向的夹角,L为导线的有效长度.闭合通电线圈在匀强磁场中所受的安培力的矢量和为零. ( )
5.洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用,F=qvB(条件v⊥B) ( )6.判断电流磁场的安培定则:
(1)对于通电直导线,用右手握住直导线,大拇指指向电流方向,弯曲的四指所指的方向就是直线电流周围磁感线环绕的方向. ( )
(2)对于通电螺线管,用右手握住螺线管,弯曲的四指指向电流环绕方向,右手大拇指指向螺线管中心轴线上磁感线的方向(螺线管的N极). ( )
(3)对于环形电流,让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向. ( )7.判断磁场力方向的左手定则
(1)安培力:F=BILsin θ方向的判断
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.( )
(2)洛伦兹力:F=qvB方向的判断
用左手定则判断:四指必须指电流方向(不是速度方向)即正电荷定向移动的方向,对负电荷,四指应指负电荷定向移动方向的反方向. ( )8.带电粒子在匀强磁场中的运动规律:
(1)若速度v∥B时,则洛伦兹力F=0,带电粒子以速度v做匀速直线运动. ( )答案 1.√ 2.√ 3.×(订正:电流的周围产生磁场的现象叫做电流的磁效应) 4.√ 5.√ 6.(1)√ (2)√ (3)√ 7.(1)√
(2)√ 8.(1)√ (2)√1.磁场的基本性质是什么?磁现象的电本质是指什么?怎样用磁感线来描述磁场?
提示:(1)基本性质:磁场是一种物质,存在于磁体、电流和运动电荷周围,可传递它们之间的相互作用.
(2)磁现象的电本质:不论磁体的磁场还是电流的磁场,都是由运动电荷产生的.
(3)用磁感线描述磁场:磁感线的疏密程度表示磁场的强弱;磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向.磁感线不相交、不相切、不中断,是闭合曲线.
? 误区:误认为只在磁极的周围才存在磁场.
? 易失分:不能熟练掌握六种典型磁场磁感线的分布特点.2.安培定则和左手定则有何区别?
提示:安培定则:判断直线电流和环形电流周围磁场方向使用右手.
左手定则:判断电流或运动电荷在磁场中的受力方向.
? 易混:应用时两定则容易混淆.3.垂直进入匀强磁场的带电粒子只受洛伦兹力作用时做匀速圆周运动,画出粒子在磁场中的运动轨迹是解决该类问题的前提,其中确定轨迹的圆心又是问题的关键,如何确定粒子在磁场中做圆周运动的圆心呢?
提示:(1)若已知粒子轨迹上的两点的速度方向,根据F⊥v,分别确定两点处的洛伦兹力F的方向,其交点(或延长线的交点),即为圆心.
(2)若已知粒子轨迹上的两点和其中一点的速度方向,画出粒子轨迹上的两点连线(即过这两点的圆的弦)作它的中垂线,并画出已知点v的垂线,则中垂线与垂线的交点即为圆心.(3)若已知粒子轨迹上的两点并能求出半径R,连接粒子轨迹上的两点,并作连线的中垂线,从连线的端点到中垂线上的距离为R的点即为圆心.
(4)若已知粒子的入射方向和出射方向,且能求得粒子的轨道半径R,但不知粒子的运动轨迹时,延长粒子的两速度方向所在的直线,作两直线夹角的角平分线,在角平分线上找到距两直线的距离为R的点即为圆心.
(5)若粒子沿圆形匀强磁场半径方向垂直磁场射入,偏转后离开磁场时速度方向的反向延长线一定经过圆心.
易失分:不能正确找出圆心,画不出运动轨迹,使问题的分析陷入死胡同.4.磁场对电流的作用力为安培力,磁场对运动电荷的作用力为洛伦兹力,二者的本质相同,都是性质力,具有力的共性,二者的区别是什么?
提示:安培力能对通电导体或线圈做功,把电能转化为机械能;由于洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力永不做功,但洛伦兹力的分力可以对粒子做功.
? 误区:错误类比洛伦兹力与安培力,得出洛伦兹力能做功.5.如何求粒子在有界匀强磁场中的运动时间?6.复合场通常是指哪几种场?大体可分为哪几种类型?带电粒子在复合场中运动的形式有哪几种?
提示:(1)复合场及其分类:复合场是指重力场、电场、磁场并存的场,常有四种组合形式:①电场与磁场;②磁场与重力场;③电场与重力场;④电场、磁场与重力场.
(2)带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子所受的合外力及初速度.①当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时,做匀速直线运动.(如速度选择器)②当带电粒子所受的重力与电场力等值反向,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.③当带电粒子所受的合外力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区,因此粒子的运动情况也发生相应的变化,其运动过程可能由几种不同的运动阶段组成.
易失分:不能正确建立粒子的运动模型,不能与力学规律有机联系.7.正常工作的回旋加速器中的电场和磁场对带电粒子的运动分别起什么作用?粒子的最大动能与哪些因素有关?8.什么是霍尔效应和霍尔电压?不同类型的霍尔元件如何判断两横向侧面电势的高低?图1 (2)霍尔元件:能产生霍尔效应的元件叫霍尔元件,有正电荷导电型霍尔元件(如空穴半导体材料)和电子导电型霍尔元件(如金属霍尔元件和电子导电型半导体材料).判断横向两侧面电势高低的方法是用左手定则,正电荷(空穴)聚集的侧面电势高,如上图为正电荷导电型霍尔元件是上侧面电势高,若为电子导电型元件,则情形正好相反.
易错:电子导电型霍尔元件横向侧面电势高低的判断.9.比较带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”的异同.
提示:带电粒子在磁场中的偏转,受到的作用力是洛伦兹力,洛伦兹力的大小与粒子的速度大小、电荷量、磁感应强度及速度与磁场方向的夹角都有关;而带电粒子在电场中的偏转,受到的作用力是电场力,电场力的大小仅与粒子的电荷量及电场强度有关,而且洛伦兹力的方向要用左手定则来判断,因此,带电粒子的“磁偏转”要比“电偏转”在受力分析上更加困难.在“磁偏转”中(粒子仅受洛伦兹力作用),由于洛伦兹力对粒子不做功,因此,粒子的动能不会发生变化,即磁场不会改变粒子运动的快慢;易混:用相同的方法和规律处理两类偏转.猜想一 对磁场的描述、安培力的考查
命题依据:分析近三年的高考试题可以看出,该考点是高考的常考点,多以选择题的形式考查.预计2014年的高考命题该考点的内容可能与多力平衡、磁感应强度的叠加、电磁感应等结合起来考查.下面设计的考题以磁场对电流的作用为背景,从平衡的角度考查安培力的问题,同时考查学生的空间想象能力.试题设计
1.如图2所示,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于AA′,并处于匀强磁场中.当导线中通过沿x轴正方向的电流,且导线保持静止时,细线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为 ( ).当磁感应强度方向沿着y轴正方向时,安培力方向竖直向上,若mg=BIL,则可使导线平衡,B正确;当磁感应强度方向沿细线向上时,安培力垂直细线向下,不可能使导线平衡,D错误.
答案 BC猜想二 对带电粒子在磁场中的运动的考查
命题依据:从近三年的高考试题来看,该考点是高考的高频考点.在选择题、计算题中都有出现,而计算题往往以综合题(或压轴题)的形式出现,难度大、分值高.预计2014年可能从以下几个角度命题:一是由于带电粒子速度变化导致半径和周期变化问题;二是带电粒子从一个磁场区域到另一个磁场区域导致半径的变化、轨迹的变化问题;三是高科技设备中带电粒子在磁场中运动的应用实例分析,下面设计的两个试题中“试题设计2”是已知运动轨迹,反推粒子的电性及比荷大小的关系,属于信息给予型命题,是高考命题的一个新思路,“试题设计3”是带电粒子从一个磁场区域到另一个反方向的磁场区域,属分析判断型命题,是预测2014年高考的一道好题.解析 本题考查带电粒子在磁场中做圆周运动的相关公式的应用.轨迹2对应的粒子运动的半径大,比荷相同时,轨迹2对应的粒子速率较大,A错误,B正确;当m1=m2、v1=v2时,又轨迹2对应的粒子运动的半径大,则q1>q2,且都是负粒子流,C错误,D正确.
答案 BD3.如图4所示,空间存在两个匀强磁场,它们的分界线是边长为3L的等边三角形APC,D、E、F三点分别在PC、CA、AP边上,AF=PD=CE=L,分界线两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小相同,均为B,分界线外的磁场区域足够大.现有一质量为m、电荷量为q的带正电荷离子(不计重力),从F点以速度v射向三角形.图4 (1)如果速度v的方向与PC边平行,离子第一次到达分界线就经过D点,则磁感应强度B的大小是多少?
(2)如果改变磁感应强度B的大小和速度v的方向(速度v的方向均在纸平面内),使离子第一次、第二次到达分界线时依次经过D点和E点,求离子周期性运动的周期.
(3)再改变磁感应强度B的大小和速度v的方向(速度v的方向均在纸平面内),能否仍使离子第一次、第二次到达分界线时依次经过D点和E点?为什么?(2)连接D、E、F,可得△DEF是等边三角形,当离子沿∠DFE的角平分线方向射入时,离子才能依次经过D点、E点,其运动的各段轨迹依次是a、b、c、d、e、f.回到F点,完成一个周期运动,如图所示.答案 见解析猜想三 带电粒子在复合场中运动的考查
命题依据:高考对带电粒子在复合场中运动的考查一直是重点和热点,试题特点往往构思新颖、综合性强,突出考查考生对物理过程和运动规律的综合分析能力、运用数学知识解决物理问题的能力及空间想象能力.考查时除了以常见的复合(组合)场为载体,还常以速度选择器、质谱仪、回旋加速器、电磁流量计等典型物理模型为核心来设置物理情境,考查考生的应变能力以及对知识的迁移能力.带电粒子在复合场中运动考查的形式主要有电磁分离型:三场(或两场)分离,多过程结合,考查对直线运动和曲线运动相结合的问题;电磁正交型:三场(或两场)正交,考查对直线运动和曲线运的综合分析.预计2014年高考该考点内容的命题角度可能与平衡问题、圆周运动、类平抛运动等知识相结合.从全新的角度,综合性地考查考生的能力,如下面的“试题设计4”是以电子在组合场中运动的多过程为背景的题目.要求考生对电子的运动过程有清晰的认识,并且归纳出各个区域中运动的动能、速度、时间、路程等物理量的比例关系,并能应用数学知识解决具体的物理问题,是预测明年高考压轴的一道好题.试题设计
4.如图5所示,在xOy平面内的第四象限内充满着竖直向下的、电场强度大小为E的匀强电场,上下宽度为d;第一象限内充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;x轴处有一很薄的隔离层.一个电荷量为e、质量为m、初速度为零的电子,从A点(0,-d)开始被电场加速,经隔离层从O点垂直进入磁场,电子每次穿过隔离层,运动方向不变,其动能损失是每次穿过前动能的10%,不计电子所受重力.图5 (1)求电子每次通过x轴前后的速率;
(2)为了使电子能通过S(L,0)点,试写出L与E、e、m、B各物理量应满足的关系式;
(3)在满足第(2)小题的情况下,电子从O点开始运动到第一次经过S点的过程中所用的时间;
(4)电子从O点运动起到最终停止,电子在电场中运动的总路程.答案 见解析走向考场 课件42张PPT。专题二 力与物体的平衡 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,大小G=mg,方向竖直向下. ( )
2.发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力. ( )
3.由于两个相接触的物体只具有相对运动的趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动趋势的摩擦力叫静摩擦力,方向总沿着接触面,并跟物体相对运动趋势的方向相反. ( )4.相接触的两个物体有相对运动时,在接触面上会产生阻碍它们相对滑动的力,叫滑动摩擦力,大小F=μFN,方向总是沿着接触面,并跟物体相对运动的方向相反. ( ).
5.力的合成和分解就是几个力的数字相加减. ( )
6.如果几个力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点,但它们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力. ( )
7.一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,叫做物体处于平衡状态. ( )
8.胡克定律:F=kx,x为弹簧的形变量. ( )9.滑动摩擦力:F=μmg. ( )
10.共点力的平衡条件:F合=0. ( )
11.动态平衡:是指通过控制某一物理量的变化,使物体的状态发生缓慢变化,可认为物体在每一个状态都处于平衡状态. ( )
12.整体法:当两个或两个以上的相互作用的物体处于静止状态,匀速运动状态或具有相同的加速度时,把这几个物体视为一个整体的研究方法. ( )
13.隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑其他物体所受的作用力. ( )答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.×(订正:求已知几个力的合力叫力的合成.求已知力的分力叫力的分解,力的合成与分解均遵守平行四边形定则) 6.√ 7.√ 8.√ 9.×(订正:滑动摩擦力的大小与接触面间的弹力大小成正比.即F=μFN,方向与物体间相对运动的方向相反) 10.√ 11.√ 12.√ 13.√1.万有引力和重力间具有什么关系?
提示:重力是物体所受地球引力的一个分力,引力的另一个分力提供物体绕地轴做圆周运动的向心力.重力的方向竖直向下,只有在赤道、两极上的物体所受重力的方向才指向地心.
? 易混:地面上的物体所受的重力就是地球对物体的万有引力,认为重力的方向一定指向地心.2.弹力产生的条件有哪些?如何确定弹力是否存在?
提示:(1)弹力产生必须具备以下条件:接触、挤压和发生弹性形变.
(2)有无弹力的判断方法:①根据弹力产生的条件判断;②假设法;③平衡条件法;④牛顿第二定律法.
? 误区:认为两个相互接触的物体间一定存在弹力.3.对轻弹簧产生的弹力的认识
提示:轻弹簧发生弹性形变而产生的弹力沿弹簧的轴线方向指向与形变相反的方向,在弹性限度内其大小由胡克定律来计算,如图1所示.图1 四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.
若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,可由胡克定律比较它们的大小关系是:由于弹簧的质量不计,在四种情况下,弹力F弹都等于弹簧右端的拉力F,因而弹簧伸长量均相同,即L1=L2=L3=L4.
易错:L2>L1>L4>L34.轻绳产生的弹力(张力)一定沿绳指向绳收缩的方向,轻弹簧产生的弹力一定沿着弹簧的轴线方向,则轻杆产生的弹力一定沿杆的方向吗?
提示:杆与物体作用时,既能拉,又能顶(或压),还能挑,故轻杆产生的弹力不一定沿杆的方向,具体有以下两种情况:
自由杆和固定杆中的弹力方向 易错:认为杆产生的弹力一定沿杆的方向,未对杆的各种形变进行具体分析.5.静摩擦力存在的条件是什么?确定静摩擦力方向的方法有哪些?静摩擦力有什么特点?
提示:静摩擦力的产生应具备三个条件:物体相互接触且接触面粗糙;物体间有弹力;物体间有相对运动的趋势但又保持静止.确定静摩擦力方向的方法主要有:
①“假设法”和“反推法”
a.假设法:先假设没有摩擦力(即光滑)时,看相对静止的物体间能否发生相对运动.若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反;若不能,则没有静摩擦力.
b.反推法:是从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件,分析组成该条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就容易判断摩擦力的方向了.②利用牛顿第二定律判断
先假设物体受摩擦力作用,并假设出方向,利用牛顿第二定律或平衡条件列式计算.若F静≠0,则有静摩擦力;F静>0,说明其方向与假设方向相同;F静<0,说明其方向与假设方向相反.
③利用牛顿第三定律(即相互作用力的关系)判断
此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向.
静摩擦力的特点有:静摩擦力是被动力,是以其他力的存在为前提;静摩擦力有最大值,即最大静摩擦力Fmax;静摩擦力可以根据需要在0和Fmax之间取值.陷阱:只有静止的物体才有可能受静摩擦力.
误区:静摩擦力不能为动力,只能是阻力.
易错:静摩擦力跟场力一样是主动力,其大小与物体沿接触面方向的外力或加速度无关,可任意取值.6.物体处于平衡状态的条件是什么?有哪些主要推论?
提示:共点力作用下物体的平衡条件是:∑F=0,或同时满足∑Fx=0、∑Fy=0.根据平衡条件可得以下重要推论:(1)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力等值反向;(2)当三个共点力作用于物体并处于平衡状态时,三个力的矢量组成一封闭的矢量三角形.
? 易错:误将物体速度为零时当成平衡状态.7.受力分析的基本技巧和方法有哪些?
提示:进行受力分析时,有些力的大小和方向不能准确确定下来,必须根据物体受到的能够确定的几个力的情况和物体的运动状态判断出未确定的力的情况,要确保受力分析时“不漏力、不添力、不错力”.
“不漏力”的方法是:按先重力、后弹力、再摩擦力的顺序,逐一分析检查.另外,弹力和摩擦力是接触力,分析物体与周围哪些物体有接触,有几处接触,就可以预计可能有几个弹力或几个摩擦力.“不添力”的方法是:①分析物体受哪些“性质力”(按性质命名的力)时,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析;②确定某一个力是否存在时,就找该力的施力物体,根据力的物质性可知,没有施力物体的力是不存在的;③根据弹力和摩擦力产生的条件,进一步判断在接触处是否一定有弹力和摩擦力产生;④注意不要把物体施给另外物体的力,当做物体所受的力.
“不错力”的方法是:严格按照各力的方向特点作图,即重力的方向竖直向下;弹力的方向垂直接触面指向受力物体;摩擦力的方向与接触面相切,与相对运动或相对运动趋势的方向相反.易错:受力分析时将“施力”和“受力”混淆,出现“漏力”或“多力”.8.解决共点力平衡问题的步骤是什么?处理平衡问题常用的方法有哪些?
提示:解决共点力作用下平衡问题的步骤
(1)明确研究对象
研究对象常有三种情况:①单个物体,可以将物体受到的各个力的作用点全都画到物体的重心上;②多个物体(系统),在分析外力对系统的作用时,用整体法,在分析系统内各物体间的相互作用时,用隔离法,其关键是找出它们之间的相互作用力这个纽带;③几个物体的结点常常是平衡问题的研究对象.(2)分析受力情况,作出受力示意图
①确定物体受到哪些力的作用,不能添力,也不能漏力.②准确画出受力示意图,受力示意图的关键是力的方向的确定,要培养准确画图的习惯.
(3)选取研究方法——合成法或分解法
在解题中采用合成法还是分解法应视问题而定,通常利用正交分解法求解平衡问题.
(4)利用平衡条件列出方程
处理平衡问题常用的方法:①受力较少时,可用合成法,应用F合=0列方程求解.②物体受力较多时用正交分解法,应用Fx合=0,Fy合=0列方程求解.③推论法.易错:(1)研究对象选取不恰当.
(2)物理知识与数学知识不能有机结合.9.处理动态平衡、临界值与极值问题的方法
提示:(1)解析法
①选某一状态对物体进行受力分析;②将物体受到的力进行分解;③列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式;④根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况.
(2)图解法
①选某一状态对物体进行受力分析;②根据平衡条件画出力的平行四边形;③根据已知量的变化情况,画出平行四边形的边角变化;④确定未知量大小、方向的变化.
? 易错:审不透题意,找不出临界条件或求极值的方法. 猜想一 对弹力、摩擦力及受力分析的考查
命题依据:从近三年各地高考分析可知,该考点为高频考点,以选择题的形式出现.我们认为今后考查该点可设置全新的情景来考查考生的知识方法迁移和基本素质.下面设计的考题是两根绳跨过两光滑定滑轮连接两个物体处于平衡状态,情景较新颖,主要考查连接体的受力分析及摩擦力的相关知识,属于高考选择题的常考题型.试题设计
1.两质量分别为M、m的物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图2所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,两物体均处于静止状态.则 ( ).图2 A.绳OA对质量为M的物体的拉力大小大于绳OB对质量为M的物体的拉力大小
B.绳OA对质量为M的物体的拉力大小等于绳OB对质量为M的物体的拉力大小
C.质量为m的物体受到水平面的静摩擦力大小为零
D.质量为m的物体受到水平面的静摩擦力的方向水平向左解析 解决本题的关键是进行正确的受力分析和明白跨过滑轮的绳中的力大小是相等的.质量为M的物体用轻绳OA、OB相连,使得质量为m的物体处于静止状态,由质量为M的物体受力平衡,容易得到FOAcos 30°=FOBcos 60°,则对质量为m的物体而言,必定受到向左的静摩擦力,其大小为FOB-FOA.
答案 D猜想二 对三力平衡问题的考查
命题依据:该考点是高频考点,每年以选择题的形式出现或在计算题中体现,每年均从不同的角度来考查.下面设计的考题所给的物理情景有了一定的创新,能很好的考查考生对动态平衡问题求解的能力,绳中的拉力是否发生变化及如何变化是看绳与水平方向的夹角,该题应是将来考查的方向.试题设计
2.如图3所示,一根不可伸长的细绳两端分别连接在框架上的A、B两点,细绳绕过光滑的滑轮,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态.若缓慢移动细绳的两端,则绳中拉力大小变化的情况是 ( ).
A.只将绳的左端移向A′点,拉力变小
B.只将绳的左端移向A′点,拉力不变
C.只将绳的右端移向B′点,拉力变小
D.只将绳的右端移向B′点,拉力不变图3 绳与竖直方向的夹角由A、B两点的水平距离d和绳的总长度决定.当只将绳的左端移向A′点,夹角α不变,由①式可知,绳的拉力大小不变,所以A错误,B正确;只将绳的右端移向B′点,AB′的水平距离变大,由②式可知α变大,代入①式可知,绳的拉力大小变大,所以C、D错误.
答案 B猜想三 对平衡问题中的“整体法”与“隔离法”的考查
命题依据:对于连结体问题会涉及到研究对象的选取问题,该类问题可以考查考生灵活应变的能力,为各地高考的高频考点.今后可根据实际问题进行该方法的考查.下面设计的考题所给的物理情况有了一定的创新,三绳、两物体、两斜面体空间分布具有对称性,可考查考生整体法、隔离法的应用,具有较强的综合性.试题设计
3.如图4所示,两相同物块分别放置在对接的两固定斜面上,物块处在同一水平面内,之间用细绳连接,在绳的中点加一竖直向上的拉力F,使两物块处于静止状态,此时绳与斜面间的夹角小于90°.当增大拉力F后,系统仍处于静止状态,下列说法正确的是 ( ).
A.绳受到的拉力变大
B.物块与斜面间的摩擦力变小
C.物块对斜面的压力变小
D.斜面体对水平地面的压力变小图4 图(1) 图(2) 答案 ACD 猜想四 对用正交分解法解平衡问题的考查
命题依据:正交分解法是处理多力平衡问题的重要常用方法,考查的题型有选择题或计算题,是高考的高频考点,试题难度一般不太大.我们认为今后可能涉及生活、生产实际中的问题来考查正交分解法.且往往和牛顿运动定律相结合.下面设计的考题就是生产现实中的问题.第一问是用正交分解法处理的平衡问题.第二问则是与牛顿运动定律相结合的问题,这种题型在高考中考查的几率较高.试题设计
4.如图5所示,在建筑装修中,工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨,已知A与地面、斜壁间的动摩擦因数均为μ.(取g=10 m/s2,且已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图5 (1)当A受到与水平方向成θ=37°斜向下的推力F1=50 N打磨地面时,A恰好在水平地面上做匀速直线运动,求A与地面间的动摩擦因数μ.
(2)若用A对倾角θ=37°的斜壁进行打磨,求对A施加竖直向上推力F2=60 N时A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)时速度的大小?解析 (1)磨石在水平地面上受力如图a,由平衡条件知:
水平方向F1cos θ-μFN1=0 ①
竖直方向FN1-mg-F1sin θ=0 ②
联立①②式代入数值解得μ=0.5. ③图a (2)磨石在斜壁上受力如图b所示,沿斜壁方向由牛顿第二定律得
(F2-mg)cos θ-μFN2=ma ④
垂直斜壁方向由平衡条件得
(F2-mg)sin θ-FN2=0 ⑤
由运动学公式得v2=2ax ⑥
联立③④⑤⑥式代入数值解得v=2.0 m/s. ⑦
答案 (1)0.5 (2)2.0 m/s图b 走向考场 课件27张PPT。专题五 万有引力与天体运动 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.第一宇宙速度:v1=7.9 km/s,人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度,叫做第一宇宙速度.如果发射速度v<v1,物体必然落回地面;如果v2>v>v1,物体能成为卫星,但轨道不再是圆而是椭圆. ( )
2.第二宇宙速度:v2=11.2 km/s,若物体只受万有引力作用,只要物体在地球表面具有足够大的速度,就可以脱离地球的引力而飞离地球,这个速度叫做第二宇宙速度. ( )3.第三宇宙速度:v3=16.7 km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. ( )
4.同步卫星:运转周期等于地球自转周期,即T=24 h,可位于地球上空任意高度和轨道上的卫星. ( )
5.开普勒第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上. ( )
6.开普勒第二定律:行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等. ( )答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.×(订正:周期T=24 h,必须位于赤道正上方距地面高度h=3.6×104 km处与地球保持相对静止的卫星) 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 1.行(卫)星在椭圆轨道上运行时,如何分析其线速度变化?
提示:以行(卫)星从近日(地)点向远日(地)点运动为例有以下几种方法分析线速度的变化.
(1)由开普勒第二定律分析:即行(卫)星与中心天体的连线在相等的时间内扫过的面积相等知速度逐渐减小.
(2)由万有引力做功情况和动能定理分析知:引力做负功,行星或卫星的动能减小,速度减小.
(3)由机械能守恒定律分析知该过程势能增大,动能减小,速度减小.
? 陷阱:根据v=ωr,认为ω不变,来分析v的变化.2.如何计算天体的质量?
易错:不能用已知量表示天体的质量.3.行星(或卫星)绕恒星(或行星)的运动看作圆周运动,则绕天体运动的线速度、角速度、周期、加速度、动能与其轨道半径的关系是什么?
提示:在天体运动中不管是行星绕太阳的运动还是卫星绕地球的运动,它们做圆周运动的向心力都由万有引力提供,据此可推导下列关系式:易失分:(1)选不出相应的向心力表达式;(2)数学式运算出现错误.4.物体在赤道上随地球自转所需的向心力和卫星环绕地球运行所需的向心力都是由地球的万有引力提供的吗?
提示:位于赤道上的物体随地球自转所需的向心力是由地球对它的万有引力的一个很小的分力提供的,而环绕地球运行的卫星.所需的向心力是由地球对它的全部万有引力提供的,既使物体和卫星的质量相同,两个向心力的数值也不相等.
? 易错:向心力都等于万有引力.5.地球同步卫星有哪些特点?
提示:同步卫星的特点有:
①轨道一定,轨道平面一定和赤道平面重合.
②周期一定,T=24 h.
③角速度一定,等于地球自转的角速度.
④向心加速度大小一定,a=0.23 m/s2.
⑤距地面高度一定,h=3.6×104 km
⑥环绕运行线速度大小一定,v=3.1×103 m/s
? 误区:(1)误认为同步卫星可在任意纬度的轨道上.
(2)把周期T=24 h轨道经过极地上空的卫星当做同步卫星.6.发射越高的卫星其轨道环绕速度越小,是否能说明卫星发射越高越容易呢?请分析说明.
易错:忽视卫星引力势能的变化和克服阻力做功,认为发射越高越容易.7.如何实现卫星的变轨?
提示:卫星的变轨问题有以下两种情况:
(1)制动变轨:卫星的速率变小时,使得万有引力大于所需向心力,卫星做向心运动,轨道半径将变小,所以要使卫星的轨道半径减小,需开动反冲发动机使卫星做减速运动.
(2)加速变轨:卫星的速率增大时,使得万有引力小于所需向心力,卫星做离心运动,轨道半径将变大,所以要使卫星的轨道半径变大,需开动反冲发动机使卫星做加速运动.
? 易错:飞船加速时可追上同一轨道上前方的物体(卫星、飞船、空间站).8.分析双星系统中两天体运动的相同点和不同点.
提示:(1)相同点:①绕两天体中心连线的同一点做绕向相同的匀速圆周运动.②两天体运动的角速度、周期相同.③它们做圆周运动的向心力大小相同,均由两者间的万有引力提供.易混:把天体运转的轨道半径与两天体间的距离混淆.
易错:找不出二者角速度相等的隐含条件.9.卫星(或飞船)变轨前后动能、势能和机械能如何变化?
易错:不能用功能关系分析势能和机械能的变化.猜想一 对万有引力定律及其应用的考查
命题依据:万有引力定律及其应用一直是高考考查的重点,以选择题的形式出现的几率较大.但近几年,有些省份的计算题也常涉及该知识点,试题难度中等或中等偏上.预计2014年高考中,该知识点仍是考查的热点,可能结合最新的航天、宇宙探索来考查,也可能会结合双星、三星、黑洞等天体模型来考查.如下面设计的考题以我国宇航员登月考查为背景,从全新的角度来考查考生对万有引力定律及其应用掌握的情况,具有较高的命中率.试题设计
1.随着我国登月计划的实施,我国宇航员登上月球已不再是梦想.假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球,经时间t后回到出发点.已知月球的半径为R,引力常量为G,忽略月球表面的空气阻力,则下列说法正确的是 ( ).答案 B猜想二 对天体运动的考查
命题依据:天体运动是高考的必考内容,为高频考点,题型以选择题为主.由于卫星、宇宙飞船和同步卫星的发射以及新天体的发现等属于世界各国都关注的热点问题,以这些科学成就为背景命题能够很好地与该知识相联系,同时能够与动力学、能量问题紧密相结合,能够考查学生的信息采集、建立模型、处理数据等多方面的能力,所以预计2014年高考仍不例外.下面设计的考题以地月系统为背景涉及“第一拉格朗日点”,重点考查了天体圆周运动的各物理量间的关系.试题设计
2.地月系统的“第一拉格朗日点”处于地月连线上偏向月球一侧,是登月必经之路,非常适合建设登月中转和补给站.我国的著名科学家钱学森就曾经提出要加大对该点的关注力度,因为它今后必将成为“太空高速路”的连接点.在该点,物体绕地球做圆周运动的轨道周期与月球绕地球做圆周运动的轨道周期相同,则物体的 ( ).
图1 A.线速度大于月球的线速度
B.角速度大于月球的角速度
C.向心加速度大于月球的向心加速度
D.地球对物体的引力大于月球对物体的引力
解析 地球对物体的引力(指向地心)和月球对物体的引力(指向月心)的合力(指向地心),提供物体绕地球做圆周运动的向心力,故地球对物体的引力大于月球对物体的引力,D项正确.由于物体的周期与月球绕地球做圆周运动的周期相同,故物体角速度等于月球的角速度,B项错.由v=ωr知物体的线速度小于月球的线速度,A项错.由a=ω2r知,物体的向心加速度小于月球的向心加速度,C项错.
答案 D 走向考场 课件34张PPT。专题八 直流电路 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.8.焦耳定律:电流通过电阻产生的热量跟电流I的平方成正比,与电阻成正比,与通电时间成正比,即Q=I2Rt,为普遍适用的电热计算公式,当通过的电流为恒定电流或已知交流的有效值亦可应用. ( )1.记录用电量多少的电度表的显示值××度,其中“度”是功率单位,还是能量单位?
提示:能量单位:1度=1 kW·h=3.6×106 J.
? 易混:把“度”当做功率的单位.3.描述电源的功率有三个,它们分别是电源的总功率,电源内部消耗的功率和电源的输出功率:如何求解三个功率,它们之间的关系如何?如何求电源的效率?
提示:(1)电源的三个功率及关系
①电源的总功率P总=EI.
②电源内部消耗的功率P内=I2r.
③电源的输出功率P出=P总-P内=UI.
④三者关系:P总=P出+P内,即EI=UI+I2r.易错:不能正确区分纯电阻电路和非纯电阻电路中三个功率的关系及电源的效率.4.写出对任何电路都适用的电功和电功率的公式,如用电器是纯电阻,进一步写出电功和电功率的公式,若用电器为非纯电阻,请写出电功和电功率的计算公式.6.直流电路的动态电路问题的分析方法有哪些?
提示:(1)动态电路分析的总的原则
局部—整体—局部,在分析外电路变化时,先分析固定电路,然后分析可变电路,具体的分析流程为:
(2)分析局部电路电阻变化时几个常用的规律
①并联电路并联支路增多,则并联总电阻减小.②并联电路任意一个支路的电阻增大(或减小),则并联总电阻增大(或减小).
③滑动变阻器总阻值变化可采用特殊值法和极限法.
(3)分析路端电压变化时,可以把内外电路等效为内外电阻串联.电压与电阻成正比,内电阻不变,外电阻增大,则路端电压增大.若变化的为并联部分电路,并联部分任意一个电阻增大(或减小),则并联总电阻增大(或减小),外电阻增大(或减小),路端电压和并联部分电压增大(或减小).若变化的为串联部分电路,串联电阻增大(或减小),则路端电压和串联部分电压增大(或减小).
易错:电路结构分析不清引起错误.7.简化电路的原则和主要方法有哪些?
提示:(1)电路图的简化原则
①无电流的支路除去.②电势相等的各点合并.③理想导线任意长短.④理想电流表可以视为短路,理想电压表可视为断路.⑤电容器稳定时可以视为断路.
(2)电路图的简化方法
①电流分支法
先将各节点用字母标上,判断各支路元件的电流方向(若无电流,可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左到右将各元件、结点、分支逐一画出,加工整理即可.②等势点排列法
标出节点字母,判断出各节点电势的高低(电路无电压时可先假设加上电压),将各节点按电势高低自左到右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可.注意以上两种方法常常结合使用.
③滑动变阻器的等效处理
滑动变阻器在电路中起改变电流的作用,在电路计算中,一般把它当做两个电阻分开进行处理.
④电动机的等效处理如图1所示,电动机是一种非纯电阻性用电器,它把电能转化为机械能和热能.在电路计算中,常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻rD和无电阻的转动线圈串联而成的器件,电流通过rD时电能转化为热能,而线圈把电能转化为机械能.
⑤无电流通过的电阻的等效处理
在电路中,当通过某一电阻的电流为
零时,则它两端的电压为零,即电阻
两端的电势相等,可把这样的电阻去掉.
易错:常见电学仪表和电学元件的等效处理.图1 8.在如图2所示的U-I图象中,可得到哪些物理信息?
提示:(1)对电源有:U=E-Ir,如题图中a线.
(2)对定值电阻有:U=IR,如题图中b线.(3)说明:①图中a线常用来分析测量电源电动势和内电阻的实验数据.b线可用于求定值电阻的阻值,即b线的斜率等于定值电阻的阻值.
②图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率.
③a线与b线的交点P(I、U)表示电源E和定值电阻R连成闭合电路时的工作状态.
易错:对U-I图象的意义不明确,不能把U=E-Ir和U=IR联系起来求解问题.9.含电容器的电路分析与计算应注意哪些问题.
提示:在直流电路中,当电容器充(放)电时,电路里有充(放)电电流.一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,在电容器处电路可看做是断路,简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电荷量时,可接在相应的位置上.分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:
(1)电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.(2)当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等.
(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电.
易错:不会求解电容器两极板间的电压.10.如何分析电路的故障?
提示:电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象,检查故障的基本方法有两种.
(1)仪表检测法
①电压表是由灵敏电流计G和分压电阻R0串联组成的,内部结构如图3甲所示.图3 ②用电压表检测
如图乙所示,合上开关S,若电压表示数等于电源电压,说明电路中有电流通过电压表,电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了),则开关S和导线不断路,灯L断路即故障所在.(2)假设法
已知电路发生某种故障,寻找故障发生的位置时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理.推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路,若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路.直到找出发生故障的全部可能为止,亦称排除法.
易错:用电压表检测时,不会分析电路结构的变化. 猜想一 对部分电路基本概念和基本规律的考查
命题依据:分析近三年的各地高考试题可知,部分电路欧姆定律、电阻定律、串联电路的规律主要以选择题和实验题的形式考查.偶尔考查的基本物理量和基本规律.主要有:电流、电阻、电压、电动势、电功和电功率、焦耳定律等,考查难度中等.预测在2014年高考中,本考点内容将结合STS融合在选择题、实验题或计算题中.下面设计的考题是以生活中广泛使用的锂离子电池充电为背景来考查考生的基本能力,该题具有较强的预测性.试题设计
1.锂电池因能量高、环保、无污染而广泛使用在手机等电子产品中.现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图4所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是 ( ).答案 AC猜想二 对电路分析的考查
命题依据:分析近三年的高考试题可知,直流电路的分析与计算试题在高考中考查的形式可分为两大类:定性分析与定量计算.定性分析以电路的动态分析为主,由电路结构的变化或电阻的变化,根据两个欧姆定律确定电路中各部分的电流、电压与功率等电学量的变化.定量计算则主要是功率的求解,所涉及的电路可以是纯电阻电路,也可以是非纯电阻电路,线性电阻和非线性电阻的分析与计算.预测2014年闭合电路动态变化问题和实验中的故障分析仍是高考的命题热点.下面设计的考题以直流电路的动态变化为背景,全面地考查了部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路的基本特点等知识,还考查了电容器的相关知识,对预测明年的高考命题起重要作用.
试题设计
2.如图5所示,电流表、电压表的示数分别为I、U,在滑动变阻器R1的滑片向右移动的过程中,电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU,R1、R2上电流变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,灯L两端电压的变化量的绝对值为ΔUL,在R1的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是 ( ).图5根据闭合电路欧姆定律可知E=U+UL+Ur,因UL、Ur增大、U减小,故ΔU>ΔUL,D错误.
答案 AC 走向考场 课件46张PPT。专题六 功和能 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.功是描述力在空间上累积效应的量,大小等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦,这三者的乘积,即W=Flcos α是标量. ( )3.当取地面为零势能面时物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积,即Ep=mgh,重力势能具有相对性和系统性. ( )
5.物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能,弹性势能属于发生弹性形变的物体. ( )
6.动能定理
(1)内容:合外力对物体做的功等于物体动能的改变量.
(2)表达式:W合=Ek2-Ek1. ( )7.机械能守恒定律
物体的动能、重力势能和弹性势能总量保持不变时,物体机械能守恒.
机械能守恒的条件:(1)有重力和弹力作用,没有其他力作用;(2)有重力、弹力以外的其他力作用但其他力不做功;(3)有重力、弹力以外的力做功但其他力做功的代数和为零.
表达式形式:
①能量守恒公式:Ep+Ek=Ep′+Ek′
②能量转化公式:ΔEk增=ΔEp减
③能量转移公式:ΔEA增=ΔEB减 ( )8.功能关系——功是能量转化的量度.
(1)重力做的功等于重力势能的变化量即WG=Ep2-Ep1( )
(2)弹簧的弹力做的功等于弹性势能的减少量,即W=Ep1-Ep2 ( )
(3)电场力做功等于电势能的减少量,即WE=Ep1-Ep2.( )
(4)重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于机械能的变化量,即W外=E2-E1=ΔE ( )
(5)克服一对相互作用的滑动摩擦力做的总功等于摩擦产生的内能,即Q=W克 ( )答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.√ 7.√ 8.(1)×(订正:重力做的功等于重力势能的减少量即WG=Ep1-Ep2) (2)√ (3)√ (4)√ (5)√1.怎样判断一个力做功的情况?
提示:(1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于对恒力做功的判断.由于恒力所做的功W=Fl cos α,当α=90°,即力和作用点的位移方向垂直时力做的功为零.
(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时,作用点在力的方向上的位移是零,力做的功为零.(3)根据质点或系统能量是否变化判断,彼此是否有能量的转移或转化.若有能量的变化,或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功.
易混:某个力做功与物体克服该力做功.2.如何求解恒力做功:变力做功和合力做功?主要方法有哪些?②滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或往返运动时,这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积,即W=-Ff l,式中l为物体运动的路程.
③变力F的功率P恒定,W=Pt.
④利用动能定理及功能关系等方法根据做功的效果求解,即W合=ΔEk或W=E.
(3)合力的功W合
W合=F合lcos α,F合是恒力
W合=W1+W2+…+Wn,要注意各功的正负.易错:(1)把变力的功当做恒力的功来求.
(2)某一过程受力发生变化时求合力的功,仍先求合力,再求合力的功.3.一对作用力与反作用力的功一定相等吗?
提示:作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,同时存在,同时消失,但它们分别作用在两个不同的物体上,而这两个物体各自发生的位移却是不确定的.所以作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功.
? 易混:两个功与两个力相混淆,认为两个功一定大小相等,一正一负.4.摩擦力做功有哪些特点?一对相互作用的静摩擦力和一对滑动摩擦力的总功有什么区别?它们在能量转化上的作用相同吗?
提示:(1)摩擦力既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
(2)一对静摩擦力的功的代数和总为零,静摩擦力起着传递机械能的作用,而没有机械能转化为其他形式的能.
(3)一对滑动摩擦力的功的代数和等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,其值为负值,W=-F滑l相对,且F滑l相对=ΔE损 =Q内能,即机械能转化为内能.误区:(1)静摩擦力做功也能产生内能.
(2)对往复运动的物理过程求因摩擦产生的内能时,用滑动摩擦力乘相对位移(应乘相对路程即Q=Ff s相).5.如何计算平均功率和瞬时功率?
易混:应用时公式选择混乱.6.机车的启动方式常见的有哪几种?各有什么特点?(2)机车以恒定加速度启动如果机车保持恒定的加速度,则需要保持恒定的合外力 .若机车受到的阻力是不变的,则机车的牵引力也应该保持不变,利用P=Fv可知:机车的功率逐渐增大.当机车的功率达到额定功率时,机车的匀加速直线运动结束.此时,机车的牵引力仍然大于阻力,机车的速度还在增大,但机车的功率已经不能再增大,利用P=Fv可知:机车的牵引力逐渐减小,即机车做加速度逐渐减小的加速运动,直到机车牵引力等于受到的阻力,机车开始做匀速直线运动.
易失分:找不出不变的物理量(P或a),不善于应用P=Fv和F=ma分析机车的运动情况.7.如何理解动能定理?应用动能定理解题的基本思路是怎样的?
提示:(1)理解
①总功是指各力做功的代数和,但要特别注意各功的正负.
②正功表示该力作为动力对物体做功,负功表示该力作为阻力对物体做功.
③动能定理是标量式,所以不能在哪个方向上运用动能定理.
(2)应用动能定理解题的基本思路
①明确研究对象和过程,找出始、末状态的速度情况.②对物体进行受力分析,明确各个力的做功情况,包括大小、正负.
③有些力在运动过程中不是始终存在的,计算功时要注意它们各自对应的位移.
④如果运动过程包含几个物理过程,此时可以分段考虑,也可以视为一个整体列动能定理方程.
易错:(1)认为动能定理只能在机械力做功范围内应用.
(2)在某一方向上使用动能定理,误认为动能定理的表达式是矢量表达式.8.机械能守恒定律常用表达式有哪些?如何理解该定律的适用条件?
提示:(1)机械能守恒定律的表达式如下
①守恒式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(或E1=E2).即系统(或物体)初态的机械能等于末态的机械能.
②转化式:ΔEk=ΔEp,该等式表示系统(或物体)减少(或增加)的动能等于系统(或物体)增加(或减少)的重力势能.
③转移式:ΔEA=ΔEB.该等式表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等.(2)对守恒条件的理解
①对某一物体,若只有重力(或弹簧弹力)做功,其他力不做功,则该物体机械能守恒.
②对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.
③当研究对象(除地球以外)由多个物体组成时,往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒.
易错:机械能守恒的条件误认为是物体系统不受外力或所受的合外力为零.9.力学中有哪些常见的功能关系
提示:常见的功能关系有以下6种
(1)弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系
弹性势能的变化等于弹力做功的负值,即ΔEp=-W.弹力做负功,弹性势能增大,弹力做正功,弹性势能减小.
(2)重力做功与重力势能变化的关系
重力势能的变化等于重力做功的负值,即ΔEp=-WG.WG>0,重力势能减小;WG<0,重力势能增加.重力势能的变化与其他力是否做功无关,只与重力做功有关.
(3)合外力做功与动能变化的关系——动能定理W总=ΔEk.(4)重力或弹簧弹力做功与机械能关系——机械能守恒定律.
(5)重力和弹簧的弹力以外的其他力做的总功与机械能变化的定量关系——功能关系:
重力或弹簧弹力之外的力所做的功等于物体机械能的变化,即W外=ΔE.W外>0,机械能增加;W外<0,机械能减少.
(6)一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功总是负值,其绝对值等于系统产生的内能.
易混:实际问题使用功能关系时,易混淆它们的应用范围. 猜想一 对功和功率的考查
命题依据:分析近三年高考试题可知,功和功率是高考的必考内容,以选择题为主,试题难度中等.在高考中单独考查其基本概念的几率很小,一般来说,往往与动能定理、功能关系、电磁学、图象问题等结合起来综合考查.预测2014年高考中,本考点的出题形式、考查思路和命题趋势将延续历年命题特点,但可结合生活、科技和社会热点作为命题的新背景和素材,或从新的角度来命题.下面设计的考题以生产实际为背景联系牛顿第二定律、运动的分解来综合考查的,是一道预测2014年高考的好题.试题设计
1.如图1所示,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边.已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时缆绳与水平方向的夹角为θ,小船的速度大小为v0.若缆绳质量忽略不计,则此时小船加速度大小a和缆绳对船的拉力F为 ( ).图1 答案 B猜想二 对动能定理的考查
命题依据:对近三年高考试题分析知,该部分为高考的高频考点,它涉及的题型非常全面,既有选择题、实验题,也有计算题、选择题、实验题以中等难度试题为主,计算题综合性强,难度较大,常常以高考压轴题的形式出现.命题常以生活生产、科技发展等为背景材料,考查的方式灵活多样,既可与动力学综合考查,也可与电磁学综合考查.预测2014年高考命题依然沿袭历年高考命题的特点,但会有创新.下面设计的考题是斜抛与传送带相结合的力学综合问题,突显应用动能定理的优越性.试题设计
2.如图2所示,一水平传送带长3 m,离地面高2.4 m,以6 m/s的速度顺时针运行,其右侧紧接长为3 m的平台.一小物块从地面上的A点抛出,刚好以4 m/s的水平速度从B点滑上传送带,最终停在平台末端D点.已知小物块与传送间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,g=10 m/s2.求:
(1)小物块从A点抛出时速度的大小vA;
(2)小物块在传送带上留下的划痕长度ΔL;
(3)小物块与平台间的动摩擦因数μ.图2 答案 (1)8 m/s (2)0.4 m (3)0.6 猜想三 对机械能守恒定律及其应用的考查
命题依据:分析近三年的高考试题可知,机械能守恒定律及其应用是高考的高频考点,往往与其他知识点如抛体运动、竖直平面内的圆周运动等结合起来考查.涉及本考点的考题不但题型全、分值高,而且常以压轴题的形式出现.预计2014年该考点考查的角度有以下三个:①考查对机械能守恒条件的理解;②单个物体机械能守恒的应用;③多个物体组成的系统机械能守恒的应用.下面设计的考题是两个物体组成的系统的机械能守恒问题,该考题结合了运动分解的知识是该题的一个新颖点,是2014年高考的重点.试题设计
3.如图3所示,左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上,碗口水平,O点为球心,碗的内表面及碗口光滑.右侧是一个固定光滑斜面,斜面足够长,倾角θ=30°.一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上,线的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2,且m1>m2.图3 开始时m1恰在右端碗口水平直径A处,m2在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直.当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开,不计细绳断开瞬间的能量损失.
猜想四 对功能关系、能的转化和守恒定律的考查
命题依据:从近三年各地高考题的统计来看,该点为高频考点,题型全,选择题灵活,难度中等,计算题分值高,难度大.预计在2014年高考中以计算题出现的几率较大,会与牛顿运动定律、平抛运动和圆周运动、电磁场等知识密切联系,难度和能力要求仍较高.下面设计的考题是以“潮汐发电”和“皮带传送机”为背景的命题,题意新颖,且综合性较强,是预测2014年高考的一道好题.试题设计
4.“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式.某海港的货运码头,就是利用“潮汐发电”为皮带式传送机供电,用皮带式传送机往船上装煤.本题计算中取sin 18°=0.31,cos 18°=0.95,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2.图4 (1)皮带式传送机示意图如图4a所示,传送带与水平方向的角度θ=18°,传送带的传送距离为L=51.8 m,它始终以v=1.4 m/s的速度运行.在传送带的最低点,漏斗中的煤自由落到传送带上(可认为煤的初速度为0),煤与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4.求:从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t;
(2)图b为潮汐发电的示意图.左侧是大海,中间有水坝,水坝下装有发电机,右侧是水库.当涨潮到海平面最高时开闸,水由通道进入海湾水库,发电机在水流的推动下发电,待库内水面升至最高点时关闭闸门;当落潮到海平面最低时,开闸放水发电.设某潮汐发电站发电有效库容V=3.6×106 m3,平均潮差Δh=4.8 m,一天涨落潮两次,发电四次.水流发电的效率η1=10%.求该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P;
(3)传送机正常运行时,1秒钟有m=50 kg的煤从漏斗中落到传送带上.带动传送带的电动机将输入电能转化为机械能的效率η2=80%,电动机输出机械能的20%用来克服传送带各部件间的摩擦(不包括传送带与煤之间的摩擦)以维持传送带的正常运行.若用潮汐发电站发出的电给传送机供电,能同时使多少台这样的传送机正常运行?答案 (1)38 s (2)400 kW (3)30台走向考场 课件39张PPT。专题十 电磁感应与能量变化 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.电流的周围产生磁场的现象叫电磁感应现象. ( )
2.匀强磁场的磁感应强度B和在该磁场中与磁场方向垂直的平面面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,即Φ=BS.形象地说,磁通量就是穿过这个面的磁感线的条数.公式Φ=BS只适用于匀强磁场,且面积S指完全处在垂直磁场方向的有效面积.磁通量是标量,但有正、负之分. ( )
3.产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化 ( )4.当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势,这种现象叫自感,由于自感产生的电动势叫做自感电动势. ( )
5.判断感应电流方向的右手定则:让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体切割磁感线的运动方向,则四指的指向就是导体内部所产生的感应电流的方向. ( )
6.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. ( )
7.楞次定律的推广:感应电流的效果总是阻碍产生电流的原因 ( )答案 1.×(订正:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流). 2.√ 3.√ 4.√ 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√1.应用楞次定律判断感应电流方向的基本思路是什么?
提示:运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”;从“阻碍磁通量变化”的角度来看,表现出“增反减同”,即若磁通量增加,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;若磁通量减小,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.
? 易错:分不清两个磁场——原磁场和感应电流的磁场,误认为阻碍就是两磁场方向相反.2.如何计算平均感应电动势和瞬时感应电动势的大小?3.安培定则,左、右手定则、楞次定律各适用于什么情况?
提示:
易混:综合问题中选错规律或伸错手.4.电磁感应的图象问题一般有哪些类型?分析解决它们的思路如何?
提示:这些图象问题大体上可分为两类:
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象.此类问题要注意以下几点:
①定性或定量地表示出所研究问题的函数关系;
②在图象中E、I、B等物理量的方向通过正负值来反映;
③画图象时要注意横、纵坐标的单位长度的定义或表达.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.
不管是何种类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、左手定则,楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决.
易错:不进行子过程的划分,建立不起数和形的关系.5.解决电磁感应与电路结合问题的一般思路是什么?
提示:一般思路是“先源后路”
第一步:确定电源.用法拉第电磁感应定律求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断感应电流的方向.如果在一个电路中切割磁感线的有几个部分且相互联系,可等效成电源的串、并联.
第二步:分析电路结构.找出等效的内、外电路及外电路的串、并联关系,画出等效电路图.
第三步:利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解.
? 易失分:不能正确画出等效电路,不能结合直流电路的有关规律列出方程.6.闭合电路的一部分导体(一般为导体棒)做切割磁感线的运动,产生的感应电流又受到安培力的作用.安培力又怎样影响导体棒的运动?分析此类问题的基本方法和关键是什么?
提示:(1)安培力对导体棒运动的影响
导体棒产生感应电动势―→感应电流―→通电导体受安培力―→合外力变化―→加速度变化―→速度变化―→感应电动势变化―→……周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定状态.
(2)基本方法
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.②求回路中的电流强度.
③分析、研究导体受力情况(注意安培力用左手定则判定其方向).
④列动力学方程或平衡方程求解.
(3)动态问题分析要抓好研究对象的受力情况、运动情况的动态进行分析.
易失分:在分析此类问题时不进行受力分析和运动情况分析,盲目套用公式.7.电磁感应过程,就是能量转化过程,则该过程涉及哪些能量的转化?
提示:(1)电磁感应过程往往涉及多种能量的转化.①如图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时,重力势能减少,一部分用来克服安培力做功,转化为感应电流的电能,最终在R上转化为焦耳热,另一部分转化为金属棒的动能.②若导轨足够长,棒最终达稳定状态匀速运动时,重力势能的减小则完全用来克服安培力做功,转化为感应电流的电能.
因此,从功和能的观点入手,分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系,是解决电磁感应中能量问题的重要途径之一.
(2)安培力做功和电能变化的特定对应关系
“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.同理,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能.
易错:对电磁感应现象中的能量转化关系和功能关系分析不透彻,不能根据这些关系正确列出方程求解.8.如何求解电磁感应中感应电荷的电荷量?感应电荷量与哪些因素有关?易错:不用平均感应电动势和平均感应电流求电荷量,误认为E=IΔt与电磁感应的时间Δt有关.猜想一 对电磁感应现象、右手定则和楞次定律的考查
命题依据:由近三年高考试题分析可知,该考点考查的内容有物理学史、电磁感应现象及感应电流产生的条件,应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.命题形式多以选择题的形式出现,难度中等.预计2014年高考命题的角度一是应用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向;二是应用感应电流引起的作用效果判断感应电流的方向.下面设计的考题是从感应电流效果角度的一个命题,具有一定的新意和预测性.试题设计
1.如图1所示,两个闭合的金属圆环,穿在一根光滑的绝缘杆上,当条形磁铁的N极自右向左插向圆环时,两圆环的运动是 ( ).
A.边向左移边分开
B.边向左移边合拢
C.边向右移边合拢
D.边向右移边分开解析 感应电流的磁场阻碍导体间的相对运动,故两圆环都向左运动.根据楞次定律,条形磁铁的N极自右向左插向圆环时,两环中磁通量都增加,感应电流磁场都向右,产生同方向的感应电流,同向电流要相互吸引.
答案 B猜想二 对法拉第电磁感应定律的考查
命题依据:由近几年高考试题分析来看,该考点为高频考点,命题角度为对磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率的理解.动生电动势的计算(导体棒平动切割、转动切割磁感线两种情况),感生电动势的计算,电磁感应中电荷量的计算等.命题形式以选择题和计算题为主,难度中等偏上.预计2014年高考会以新的背景材料结合生活生产、实际科研成果等进行考查.下面设计的考题以线框穿过有特殊边界的匀强场为背景,综合考查电磁感应的规律,该题的亮点是切割磁感线的有效长度按弦函数规律变化,是预测明年高考的一道好题.图2 A.线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向
B.线框中的最大感应电流为4 A
C.线框穿过磁场区域的过程中外力做功为0.048 J
D.线框向右运动0.3 m的过程中,通过线框某一截面的电荷量为0.12 C答案 ABC猜想三 对电磁感应规律综合应用的考查
命题依据:从近三年高考试题分析可知,该内容是高考的高频考点,命题的形式以选择题和计算题为主,计算题还可以压轴题的形式出现,分值高、难度大.该考点考查的角度主要有以下几个方面:①电磁感应中的图象问题主要考查电磁感应过程中感应电动势、感应电流、安培力随时间或位移的变化规律;②常见题型有两类,一是各种形状的线圈穿过不同形状有界磁场过程中的电磁感应图象;二是线圈面积不变,磁场变化过程中的电磁感应图象.③电磁感应规律的综合应用,通常以单导体棒、双导体棒、线圈的电磁感应过程为模型,考查电磁感应过程的电路分析、感应电流的安培力与导体棒的运动关系、安培力做功与功能关系.电磁感应规律的综合应用试题一般综合性较强,对能力要求较高.预计2014年高考电磁感应中的图象问题仍是重点考查的内容,会从新的角度、新的背景进行考查.如下面的“试题设计3”就是从定量计算角度进行预测.“试题设计4”就是以金属杆在倾斜导轨上的滑动为背景,斜面上存在两个磁场区域,且有一个磁场还是随时间变化的,此题难度较大,可做为高考压轴题.试题设计
3.如图3甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与导线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正,竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正.则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是 ( ).图3 t=3 s时F=B0Il=F0,t=3 s后由于磁感应强度减小使感应电流反向,导致安培力瞬间反向而大小不变,然后随磁感应强度的减小而减小,4 s后安培力又变为正向增大,C正确,D错误.
答案 AC4.如图4甲所示,间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图乙所示.t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图所示位置由静止开始沿导轨下滑,同时下滑的另一金属棒cd在位于区域Ⅰ内的导轨上由静止释放.在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好.已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量、阻值均未知,区域Ⅱ沿斜面的长度为2l,在t=tx时刻(tx未知),ab棒恰进入区域Ⅱ,重力加速度为g.求:(1)通过cd棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向;
(2)当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率;
(3)ab棒开始下滑的位置离EF的距离;
(4)ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量.答案 见解析走向考场 课件34张PPT。专题十一 交流电路和变压器 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流;按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流,表达式为:e=Emsin ωt,u=Umsin ωt,i=Imsin ωt. ( )
2.峰值;交变电流变化过程中可能达到的最大值叫做峰值,正弦交变电流的峰值为Em=NBωS. ( )3.让交流和恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流的电流I,电压U叫做这个交流的有效值,它是根据电流的热效应定义的. ( )
4.互感现象:在原、副线圈中同样要引起感应电动势.在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象,叫做互感现象. ( )1.正弦交流电是怎样产生的?中性面的含义是什么?线圈通过中性面时有怎样的情况?
提示:(1)正弦交流电的产生:闭合线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动时,线圈中就产生按正弦规律变化的交流电.
(2)中性面:当线圈平面转动至垂直于磁感线位置时,各边都不切割磁感线,感应电动势为零,即线圈中没有感应电流,这个特定位置叫做中性面.(3)性质和特点
①线圈通过中性面时,磁感线垂直于该时刻的线圈平面,所以磁通量最大,磁通量的变化率为零;
②线圈平面每次转过中性面时,线圈中感应电流方向改变一次,线圈转动一周通过中性面两次,故一个周期内线圈中电流方向改变两次;
③线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,线圈平面平行于磁感线,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变.
误区:误认为线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量最大,感应电动势、感应电流也应最大.2.求交流电的有效值有哪些途径?(3)利用能量关系:当有电能和其他形式的能转化时,可利用能量守恒定律来求有效值.3.如何从交流电的表达式或图象获得表示交流电的物理量?4.理想变压器有何特点?其规律有哪些?易错:不理解U1、U2、I1、I2应为同一性质量,乱套公式,不能用P入=P出来分析一原多副变压器的电流关系.5.理想变压器动态问题的分析方法和思路是什么?易错:不会应用控制变量法分析此类问题.
易混:混淆各物理量之间的决定关系.6.减小线路上功率损失和电压损失的方法有哪些?7.如何分析处理远距离输电问题?
提示:①画出远距离输电的示意图,并将已知量和待求量写在示意图的相应位置,输电电流一般为联系各物理量的重要线索;②抓住输电的两端——电源与用电器;分析一条线——输电线;研究两次电压变换——升压和降压;③以变压器为界将整个输电电路分为几个独立回路;发电机与升压变压器的原线圈组成的回路(回路一);升压变压器的副线圈、高压输电线及降压变电器的原线圈组成的回路(回路二);降压变压器的副线圈与用户组成的回路(回路三),各回路分别用欧姆定律,串并联的特点及电功、电功率等公式进行计算;④掌握几个基本关系(以图1为例):
图1 猜想一 对交变电流的产生及描述的考查
命题依据:通过对近三年高考试题分析可知,该考点是高考的常考考点,命题形式以选择题为主,难度中等.命题的角度有:交变电流的产生过程,交变电流的峰值、有效值、周期、频率的计算,交变电流的图象与产生过程的综合,交变电流与变压器的综合.预计2014年高考命题的角度是交变电流的产生及图象与生活、生产实际相结合.如下面设计的试题以自行车发电机为背景,考查交变电流的产生及有关量的计算,是一道有新意的预测题.试题设计
1.传统的自行车发电机内部电路如图2甲所示,驱动轴一端与自行车车轮相连,另一端连接条形永久磁铁,车轮转动过程中,驱动轴带动磁铁在C形软铁芯之间匀速转动,发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示.已知波形图中正负尖峰电压分别为Um和-Um,两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为Δt,发电机线圈匝数为n.下列判断正确的是 ( ).图2 答案 C 猜想二 对理想变压器、远距离输电的考查
命题依据:从近几年的高考试题分析来看,该考点为高频考点.题目的形式以选择题为主,难度中等.命题的角度有:变压器的原理、电压、电流、功率、频率(周期)的分析计算.变压器与交变电流图象的综合,变压器与动态电路的综合,远距离输电中电压、电流、功率的分析计算.预测2014年高考中该考点的命题形式仍为选择题.考查变压器与动态电路的综合分析.如下面设计的考题是以副线圈变化为背景的考题,既能考查变压器的工作原理,又综合了电路的动态分析问题.故该题在题设背景、考查角度和手法等方面都有创新.试题设计
2.某同学自制变压器,在做副线圈时,将外表涂有绝缘层的导线对折后并在一起在铁芯上绕了n2圈,导线的两个端头为a、b,从导线对折的中点引出了一个接头c,连接成如图3所示的电路(线圈电阻不计).已知原线圈匝数为n1,原线圈的输入电压为u1=U0sin ωt,则下列结论正确的是 ( ).图3 答案 BD走向考场 课件43张PPT。专题十三 热 学(自选模块) 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.阿伏加德罗常数反映了一条重要规律:任何一摩尔的物质所含的微粒数都相同,都是6.02×1023个,阿伏加德罗常数是连接宏观世界与微观世界的桥梁. ( )
2.悬浮在液体中的固体微粒分子不停地做无规则运动,称为布朗运动. ( )
3.分子力:分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小. ( )4.温度是物体分子平均动能的标志,宏观上物体的冷热程度,是微观上大量分子热运动的集体表现,温度越高,分子热运动的平均动能就越大. ( )
5.晶体、非晶体分子结构不同,表现出物理性质不同,晶体表现出各向异性,非晶体表现各向同性. ( )
6.液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部分子引力和斥力可认为相等,而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r0)、分子比较稀疏,分子间的相互作用力表现为引力的缘故. ( )7.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压. ( )9.气体分子运动速率的统计分布规律:温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,呈现“中间多、两头少”的分布,温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大,即遵守统计规律. ( )10.玻意耳定律
(1)内容:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比.
(2)公式:pV=C或p1V1=p2V2.
(3)图象:如图1所示,t1<t2.( )
11.查理定律
(1)内容:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比.15.热力学第二定律反映了能量转化的方向性,表明自然界中的宏观过程具有方向性,宣告了第二类永动机是不可能制成的.能量耗散从能量转化的角度揭示了一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.有两种表述:
(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化. ( )
(2)能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化. ( )答案 1.√ 2.×(订正:悬浮在液体或气体中的固体颗粒不停地做无规则的运动,叫布朗运动) 3.√ 4.√ 5.×(订正:单晶体表现出各向异性,多晶体和非晶体表现各向同性). 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.√ 12.√ 13.√ 14.√ 15.(1)√ (2)×(订正:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.)1.在热学中,宏观物理量与微观物理量分别指哪些量?怎样用阿伏加德罗常数把它们联系起来?求分子大小时,我们可以把分子看成球体或立方体两种不同的模型,对于固、液态物质如何求分子的大小?
提示:(1)宏观与微观物理量:宏观物理量:物质的质量M,体积V,密度ρ,摩尔质量MA,摩尔体积VA.
微观物理量:分子的质量m0,分子体积V0,分子直径d.2.布朗运动的定义和实质是什么?布朗运动说明了什么问题?影响布朗运动的因素有哪些?
提示:(1)悬浮于液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动
(2)固体微粒的无规则运动
(3)间接说明液体分子在永不停息地做无规则运动
(4)温度越高,颗粒越小,布朗运动越明显
? 误区:误认为布朗运动是固体颗粒分子的无规则运动.3.根据F-r图象和Epr图象分析分子力和分子势能随分子间距的变化特点.提示:(1)分子间同时存在引力、斥力,二者随分子间距离的增大而减小,且斥力减小得更快一些,当分子处于平衡位置时,引力和斥力的合力为零.
(2)由于分子间存在相互作用力,所以分子具有分子势能,不管分子力是斥力还是引力,只要分子力做正功,则分子势能减小,做负功,则分子势能增大.由此可知分子间距离r=r0时,分子势能具有最小值,但不为零.
易错:在Ep-r图象中图线与r轴的交点认为是平衡位置.
易混:把Ep-r图象当成F-r的图象.4.分子动能、分子势能和物体的内能的决定因素分别是什么?
提示:分子动能:分子由于热运动而具有的能量,由温度T决定.
分子势能:分子间由相互作用力和相对位置决定的能量,与体积V有关;
物体内能:组成物体的所有分子的动能和势能的总和,与T、V和分子数n有关.
? 易错:分析物体内能时不能全面分析影响内能的因素.特别是物质的量.5.晶体与非晶体有何区别?什么是液晶?它有哪些特性和应用?
提示:(1)单晶体、多晶体、非晶体之间的区别如下表:(2)液晶既可以流动,又表现出单晶体的分子排列特点,在光学、电学物理性质上表现出各向异性,液晶显示技术有很多的应用.
易错:不能区分多晶体和单晶体.
误区:误认为液晶是晶体.6.什么是液体的表面张力?产生表面张力的原因是什么?表面张力的特点和影响因素有哪些?
提示:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部,分子引力和斥力可认为相等,而在表面层里分子间距较大(分子间距离大于r0)、分子比较稀疏,分子间的相互作用力表现为引力的缘故.故液体表面各部分间相互吸引的力叫做液体的表面张力.
表面张力使液体自动收缩,液体表面有收缩到最小的趋势,表面张力的方向和液面相切;表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外,还跟液体的种类、温度有关.
? 易错:表面张力的作用效果不能与实际问题相结合.7.气体分子运动有哪些特点?
提示:①气体分子之间有很大的空隙,气体分子可视为质点.
②气体分子间的作用力很弱,气体的分子势能可以认为是零.
③分子的数密度十分巨大.在某一时刻,分子向任何一个方向运动的都有,且数量均等.④分子做无规则的运动,速率有大有小,大量分子的速率却按照“中间多、两头少”的规律分布.当温度升高时,速率小的分子数目将减小,速率大的分子数目将增加;其所表现的统计规律不变,分子的平均速率将增大,最大比例的速率区间,随温度的升高向速率大的方向移动.
易错:气体分子速率随温度均匀分布.8.应用三个气体实验定律及气态方程解决气体问题的基本思路如何?
提示:(1)选对象——根据题意,选出所研究的某一部分气体,这部分气体在状态变化过程中,其质量必须保持一定.
(2)找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式,压强的确定往往是个关键,常需结合力学知识(如力的平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式.
(3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式,认清变化过程是正确选用物理规律的前提.(4)列方程——选用气态方程或某一实验定律,代入具体数值,最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义.
易失分:物理图象不能与物理规律相结合.
易错:①不考虑气体实验定律和气体状态方程的适用条件;②研究对象选取不当;③气体的压强确定错误.9.在一般情况下,如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程,外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU.即ΔU=W+Q.说明各物理量的符号是如何规定的?第一类永动机为何不能制成?
提示:(1)符号规则:当外界对物体做功时W取正,物体克服外力做功时W取负;当物体从外界吸热时Q取正,物体向外界放热时Q取负;ΔU为正表示物体内能增加,ΔU为负表示物体内能减小.
(2)第一类永动机违背了能量守恒定律
易错:①实际问题中各物理量的符号掌握不准出错.②讨论实际问题时不能与气体规律相结合,全面讨论有关问题.10.指出热力学第一定律和第二定律的关系?第二类永动机为何不能制成?
提示:(1)关系:热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量转化与守恒的特殊表达形式.而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程的方向,指出了一切变化过程的自然发展是不可逆的,除非靠外界影响.所以,二者既相互联系又相互补充.
(2)第二类永动机违背了热力学第二定律 猜想一 对分子动理论与统计观点的考查
命题依据:分析近三年的高考题可知分子间的作用力、布朗运动、分子势能和物体的内能等是高考考查频率较高的内容.该部分内容单独考查,多以选择题、填空题的形式出现,难度不大.预计2014年高考仍沿这个方向命题,而命题的材料和角度会有变化.如下面设计的试题以人们关注环境监测PM2.5为背景的命题,全面考查布朗运动的有关知识.命题新颖、预测性强.试题设计
1.我国将开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,其漂浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后会进入血液对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中不正确的是________.(填写选项前的字母)A.温度越高,PM2.5的运动越激烈
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动
D.倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度
解析 由布朗运动知识知A项对,B项错,C项对,PM2.5浓度增加的原因是人类生活生产造成的,D项对.
答案 B猜想二 对固体、液体性质的考查
命题依据:分析近三年的高考试题知,固体和液体的性质也是高考常考内容,考查的角度有:固体的微观结构、晶体和非晶体、液晶的微观结构、液体的表面张力、未饱和汽和饱和汽、饱和汽压、相对湿度等,命题的形式以选择题为主,难度不大.预计2014年高考在该部分内容上命题的可能性极大.如下面设计的考题是以我国女航天员在太空授课的物理实验为背景,来考查液体的表面张力问题,是一道最新原创预测题.试题设计
2.2013年6月20日我国女航天员王亚平在天宫一号上进行我国第一次太空授课,她不断用注射器向金属圆圈中的水膜里注入水,最后水膜变成了水球.分析形成水球的原因是
( ).
A.水球在完全失重环境下不受任何力的作用
B.水球所受的地球对它的引力只改变它的运动状态,对其形状无影响
C.对水球形状有影响的是水的表面张力,在其向各个方向大小相同的表面张力的作用下形成球体
D.以上说法均不正确解析 水球在天宫一号中要受到万有引力和表面张力的作用,A项错.水球所受的地球对它的引力全部用来产生向心加速度改变水球的运动状态,对其形状无影响,B项正确.由于各个方向大小相同的表面张力的作用,才能形成球体,C项正确,D项错.
答案 BC猜想三 对气体实验定律和理想气体状态方程的考查
命题依据:对近三年高考试题分析可知,该考点为高考的高频考点也是重点.命题集中在气体压强的产生、气体状态参量、气体实验定律及图象、理想气体状态方程、气体实验定律的微观解释.命题的形式多为计算题,难度中等偏上.预计2014年高考在该点命题仍集中在以上几个方面.特别是气体实验定律和理想气体状态方程与生活生产、科学探究等方面的实际问题相联系.如下面设计的考题,以农业生产工具喷雾器的工作原理为背景,从实际的角度考查气体实验定律,这是今后高考命题的方向.试题设计
3.农村常用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图5所示,药筒A的容积为7.5 L,装入药液后,药液上方空气的体积为1.5 L,关闭阀门K,用打气筒B每次打进1×105 Pa的空气250 mL.求:
(1)要使药液上方的气体压强为4×105 Pa,
打气筒活塞应打气的次数;
(2)当A中有4×105 Pa的气体后,打开阀
门K可喷射药液,直到不能喷射时,喷
雾器内剩余药液的体积.图5 答案 (1)18 (2)1.5 L猜想四 对热力学定律和能量守恒的考查
命题依据:分析近三年的高考试题可知,热力学第一定律、热力学第二定律以及与气体实验定律的综合是高考考查的重点.命题将以选择题、填空题和计算题的形式出现.预计2014年高考命题会以新的背景、新的角度结合实际实施.如下面设计的试题以航天员的航天服的工作原理为背景,综合考查该考点的内容,具有一定的新意和预测性.试题设计
4.太空宇航员的航天服能保持与外界绝热,为宇航员提供适宜的环境.若在地面上航天服内气体的压强为p0,体积为2 L,温度为T0,到达太空后由于外部气压降低,航天服急剧膨胀,内部气体体积增大为4 L.(所研究气体视为理想气体)
(1)宇航员由地面到太空的过程中,若不采取任何措施,航天服内气体内能________(填“增大”、“减小”或“不变”),为使航天服内气体保持恒温,应给内部气体________(填“制冷”或“加热”).
(2)试求在太空中航天服内气体的压强.解析 (1)宇航员由地面到太空,若不采取任何措施,由于外部气压降低,航天服内气体体积增大,气体对外做功,内能减小.为使航天服内气体保持恒温,即保持内能不变,需要给内部气体加热.(2)研究航天服内的气体,在地面时有p1=p0,V1=2 L;升到太空后有V2=4 L;根据玻意耳定律可知p1V1=p2V2,解得p2=0.5p0.
答案 (1)减小 加热 (2)0.5p0 走向考场 课件48张PPT。专题十二 振动和波 光学 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
振动和波
1.简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动.动力学特征:F=-kx.图象:正弦(或余弦)曲线. ( )5.描述机械波的物理量及其相互关系.
(1)周期和频率:波的周期和频率始终等于波源的振动周期和频率. ( )
(2)波速:机械波的传播速度只与介质有关,与波的频率、振幅无关. ( )
(3)波长:波在一个周期里传播的距离等于波长.波长λ由波速v和周期T决定. ( )6.波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫波的干涉;频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,这种现象叫波的衍射. ( )
7.波源与观察者相互靠近或者相互远离时,观察者接收到的波的频率都会发生变化,这种现象叫做多普勒效应. ( )
8.机械波的传播规律
(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动;后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动. ( )
(2)波传播的只是运动(振动)形式和振动能量,介质中的质点并不随波迁移. ( )
(3)简谐波的图象为——正余弦函数曲线. ( )9.波的叠加原理:几列波相遇时,每列波都能保持各自的状态继续传播而互不干扰,只是在重叠的区域里,任一质点的总位移等于各列波分别引起位移的矢量和. ( )12.两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象. ( )
13.光在遇到障碍物时,偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射. ( )
14.光的偏振:沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光,自然光通过偏振片后只剩下沿某一方向振动的光叫偏振光. ( )
15.光的反射定律
反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居于法线两侧.反射角等于入射角.在反射现象中光路是可逆的. ( )1.简谐运动有什么特点?
提示:(1)回复力与位移满足关系式F=-kx(k是比例常数).
(2)简谐运动是一种周期性的往复运动.
(3)简谐运动具有对称性.关于平衡位置对称的两点,位移加速度、回复力等大反向,动能大小相等,在平衡位置左右两侧相等的距离上的运动时间相同.
(4)简谐运动的表达式x=Asin(ωt+φ).
? 误区:振子在平衡位置时所受的合外力一定为零.
? 易错:忽略对称性在问题分析中的作用.2.利用振动图象可获取哪些信息?如何应用图象分析解决问题?
提示:(1)可直观地读取振幅A、周期T及各时刻的位移x及各时刻振动速度方向.
(2)判定回复力、加速度方向.
(3)判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.
(4)计算某段时间内振子的路程.
? 易混:混淆振动图象与振子的运动轨迹. 提示:(1)公式成立的条件是摆角很小(不超过10°).
(2)单摆的振动周期在振幅较小的条件下,与单摆的振幅无关,与摆球的质量也无关.
(3)周期公式中L为摆长:摆长L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,而不等于摆线的长.4.如何理解机械波?怎样描述简谐波的规律?根据波动图象能获得波的哪些信息?
提示:(1)对机械波的理解有以下几点:
①介质依存性:机械波的传播离不开介质.
②能量信息性:机械波传播的是振动的形式、能量和信息.
③传播不移性:在传播方向上,各质点只在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移.
④时空重复性:机械波传播时,介质中的质点不断地重复着振源的振动形式.
⑤周期、频率同源性:介质中各质点的振动周期均等于振源的振动周期且在传播中保持不变.⑥起振同向性:各质点开始振动的方向与振源开始振动方向相同.
⑦波长、波速和频率的关系:v=λf,f由波源决定,v由介质决定.
(2)在中学阶段用波的图象描述波动规律,简谐波的图象为正余弦函数曲线,根据波动图象可获得波的下列信息:
①波长、振幅 ②任意质点在此时刻的位移 ③任意质点在此时刻的加速度方向 ④传播方向,振动方向的互判.
易错:误认为介质中的大量质点沿波的传播方向平移.
易失分:波速v、波长λ、频率f三者的决定因素.5.波的传播方向和质点振动方向的互判方法有哪些?
提示:(1)上下坡法
沿波的传播速度的正方向看,“上坡”的点向下振动,“下坡”的点向上振动,简称“上坡下,下坡上”(如图1a所示).
(2)同侧法
在波的图象上的某一点,沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向,并设想在同一点沿x轴方向画个箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是在曲线的同侧(见图1b所示).图1 (3)带动法(特殊点法)
如图2c所示为一沿x轴正方向传播的横波,根据波的形成,靠近波源的点能带动它邻近的离波源稍远的点,可判断质点的振动方向.在质点P附近靠近波源一方的图线上另找一点P′,若P′在P上方,P′带动P向上运动,则P向上运动;若P′在下方,P′带动P向下运动,则P向下运动.图2 6.导致“波动问题多解性”的原因有哪些?
提示:波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目加上一定的条件,可使无限系列解转化为有限解或唯一解.具体表现有:
(1)波的传播方向不确定有两种可能解;
(2)波形移动的距离x与波长λ的关系不确定,有系列解,若x与λ有一定的约束关系,可使系列解转化为有限解或唯一解;(3)波形变化的时间Δt与周期T的关系不确定,有系列解,若Δt与T有一定的约束关系,可使系列解转化为有限解或唯一解;
(4)两质点间波形不确定形成多解.
易失分:不能掌握波在传播时空间和时间的周期性及传播的双向性.7.波能发生哪些现象?波叠加原理的内容是什么?发生波的干涉和明显衍射现象的条件是什么?
提示:(1)波可以发生反射、折射、衍射、干涉、多普勒效应等.
(2)波的叠加原理(独立传播原理)
几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰.在几列波重叠的区域里,任何一个质点的总位移,都等于这几列波分别引起的位移的矢量和.(3)波的衍射与干涉
易混:混淆波的几个特有现象.
易错:对波叠加出现振动加强和振动减弱的条件理解不深刻.8.如何理解介质的折射率?它的表达式有几种?9.求解几何光学问题的一般思路是什么?
提示:(1)画出规范的光路图:一般情况下,光射到介质的分界面上,要发生反射和折射;当光从光密介质射向光疏介质时,要考虑是否发生全反射.根据光的反射定律、折射定律画出规范的光路图,应体现在:①法线位置正确,应垂直于界面,若界面是圆形的,法线应沿半径所在的直线;②入射角和反射角相等,入射角大于(或小于)折射角;③实际光线用实线表示,光学的反向延长线、法线、作图的辅助线用虚线.(2)根据物理公式和数学关系列方程:可由反射定律、折射定律、折射率的公式、全反射的条件等列方程,根据几何关系列出相关的辅助方程,联立求解.
易失分:画不出光路图或光路图不规范,找不出几何关系. 10.光导纤维的结构如何?它在传递光信号时应用了什么原理?
提示:(1)光导纤维的结构:光导纤维(简称光纤),是一种透明的玻璃纤维丝,由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,即内芯是光密介质,外套是光疏介质.
(2)原理:它应用了光的全反射的规律,即光从光密介质射向光疏介质时,随着入射角的增大,折射角随之增大,且折射光线越来越弱,当入射角等于或大于临界角时折射光线消失,光线全部被反射回原介质传播.
? 易错:不能正确应用全反射的条件对实际问题进行分析.11.如何理解光的色散现象?
提示:①光的颜色由光的频率决定.组成白光的各种单色光中,红光频率最小,紫光频率最大.在不同介质中,光的频率不变.
②不同频率的色光在真空中传播速度相同,为c=3×108 m/s.但在其他介质中速度各不相同,同一种介质中,紫光速度最小,红光速度最大.
③同一种介质对不同色光的折射率不同,色光频率越高,在介质中的折射率也越大,因此白光进入某种介质发生折射时,紫光偏折角最大,红光偏折角最小.④由于色光在介质中传播时光速发生变化,则波长也发生变化.同一色光在不同介质中,折射率大的光速小,波长短;折射率小的光速大,波长长.不同色光在同一种介质中,频率高的折射率大,光速小,波长短;频率小的折射率小,光速大,波长长.
易错:不能把色光在介质中的速度、波长、折射率联系起来分析.12.我们在用光的干涉现象测定光的波长的实验中,是采用什么方法得到相干光源的?产生明(暗)条纹的条件?写出条纹间距的公式,并简要说明此公式的用途.
提示:(1)相干光源的获取办法——“一分为二”法
即使两个完全相同的白炽灯或日光灯发光,它们也不是相干光源,这是因为它们发光是由于大量原子同时跃迁发出的,是含有多种频率的光,所以可以采取先用单缝取同一光源的一束光再用双缝一分为二,这样才能获取相干光源.13.测定玻璃砖的折射率的实验原理和注意事项是什么?②入射角α应适当大一些,以减小角度测量误差,但入射角也不宜太大;
③在操作时,手不要触摸玻璃砖的光洁面,更不能将玻璃砖界面当做直尺画分界线;
④在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变;
⑤玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上.若宽度太小,则测量误差较大.
易错:入射角太大(接近90°)或太小(接近0°),测量误差大.14.偏振光的产生方式有哪几种?
提示 (1)通过两个共轴的偏振片观察自然光,第一个偏振片的作用是把自然光变为偏振光,叫起偏器,第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光,叫检偏器.
其实,偏振片并非刻有狭缝,而是具有一种特性,即存在一个偏振方向,只让平行于该方向振动的光通过,其他振动方向的光被吸收了.
(2)自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.猜想一 对机械振动和机械波的考查
命题依据:机械振动与机械波命题几率较高的知识点主要有:波的图象、波长、频率、波速及其相互关系,特别是波的图象与振动图象的关系,主要以选择题的形式出现,试题信息量大、综合性强,一道题往往考查多个概念和规律.尤其是波的图象,可以综合考查考生的理解能力、推理能力和空间想象能力.另外,在新课标高考卷中,涉及对机械振动和机械波的考查也经常以小型计算题或填空题出现,主要考查机械波的传播规律.预计2014年高考命题的重点以简谐横波和横波的图象,结合简谐运动为主要内容,难度与题型与往年保持一致,如下面设计的试题是以波动图象与振动图象相结合为背景,综合考查机械振动和机械波的有关知识,是高考考查的重点题型.试题设计
1.图3甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,图乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象.
(1)确定波的传播方向;并求其波速.
(2)画出经过2.3 s后波的图象,并求0~2.3 s内P质点的位移和路程.答案 见解析猜想二 对光的折射定律和光的全反射的考查
命题依据:分析近三年的高考试题可知,该考点内容是高考的高频考点,往往与其他知识如光的反射、色散结合起来考查.单独命题考查时,主要以选择题、计算题的形式出现,以中等难度的试题为主.作为历年高考考查的重点,此部分内容仍是2014年高考命题的重点.试题难度和题型也会与往年基本保持一致,但在命题角度和命题背景上都会有创新.下面设计的考题是以光线在特殊的玻璃砖中传播为背景的一道试题,能有效考查学生的综合分析能力和应用数学知识处理几何光学问题的能力.(1)玻璃的折射率;
(2)光在玻璃中的传播速度;
(3)经Q点的反射光线射到AD上时是否会发生全反射,为什么?答案 (1) (2) ×108 m/s (3)见解析走向考场 课件49张PPT。专题十四 动量守恒定律 原子和原子核 (自选模块)
说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
动量守恒定律
1.动量:物体质量和速度的乘积定义为动量,动量为矢量,即p=mv. ( )
2.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞;如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞. ( )3.动量守恒定律
(1)内容:相互作用的物体组成的系统,如果不受外力作用,或者它们受到的合外力的矢量和为零,则系统的总动量保持不变.
(2)系统的动量守恒定律的表达式:
①Δp=0,其意义为相互作用前后系统的总动量变化Δp为零.
②Δp1=-Δp2,其意义为相互作用的两个物体动量变化量大小相等,方向相反.
③p=p′,即m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,其意义为两个相互作用的物体作用前后总动量相等.(3)动量守恒的条件
①系统不受外力或所受外力的矢量和为零.②相互作用时间极短,系统所受的合外力不为零,但系统所受合外力远小于系统的内力.③系统所受的合外力不为零,但在某一方向上不受外力或所受外力的矢量和为零或这一方向上外力远小于内力. ( )原子和原子核
4.光电效应的实验规律
(1)任何一种金属,只要入射光的强度足够强,照射时间足够长,就能发生光电效应. ( )
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大. ( )
(3)大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比. ( )
(4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒.( )8.放射性元素的原子核放出α粒子或β粒子后,转变为新核的变化叫做原子核的衰变. ( )
9.具有相同质子数,不同中子数的原子互称同位素,具有放射性的同位素叫放射性同位素. ( )
10.核力是指原子核之间的相互作用力,是原子核之间的库仑力和万有引力的合力. ( )
11.结合能:原子核是由核子依靠核力结合的整体,要把它们分开,需要能量,这就是原子的结合能.结合能不是由核子结合成原子核而具有的能量,而是为把核子分开需要的能量. ( )12.质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损. ( )
13.重核俘获一个中子后分裂成几个中等质量的核的反应叫做裂变反应;两个轻核结合成质量较大的核的反应,叫做聚变. ( )15.原子核衰变规律: ( )16.10个放射性元素原子核经过一个半衰期后一定剩余5个. ( )
17.核能的计算公式
凡具有质量的物体都具有能量,物体能量与质量的关系:E=mc2.若核反应中质量亏损Δm,则释放核能ΔE=Δmc2. ( )答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.(1)×(订正:任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应.)(2)√ (3)√ (4)√ 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.×(订正:原子核内部,核子间所特有的相互作用力) 11.√ 12.√ 13.√ 14.√ 15.√ 16.×(订正:半衰期是统计规律,只适用大量原子核) 17.√1.怎样求解动量的变化量?
提示:动量的变化是物体末动量与初动量的矢量差,动量的变化也是矢量,所以求解动量的变化要使用平行四边形定则.如果初、末动量在一条直线上,则需规定正方向,与规定正方向相同的为正值,相反的为负值.这样,求解物体动量的变化就转化为代数运算.
? 易错:求Δp时用代数运算法则.2.动量守恒定律在应用时有几种不同的表达式?它们的含义分别是什么?
提示:(1)p=p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′);
(2)Δp=0(系统总动量的增量等于零);
(3)Δp1=-Δp2(两个物体组成的系统中,各自动量增量大小相等、方向相反).
? 易错:不理解动量守恒定律的本质,列方程时两边的量出现混乱.3.如何正确理解动量守恒定律?
提示:(1)矢量性:动量守恒定律表达式是矢量方程,在解题时应规定正方向.
(2)参考系的同一性:动量守恒定律表达式中的速度应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(3)瞬时性:动量守恒定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值,末态动量对应相互作用后同一时刻的瞬时值.
(4)系统性:该定律的研究对象是物体系统.(5)普适性:它不仅适用于两个物体所组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统.
易失分:①用守恒式列方程时,等号同一侧物体的速度不是同一时刻的速度,②方程中的速度不是相对同一参考系的速度.4.当系统所受外力的矢量和不为零时,哪些情况也可使用动量守恒定律解决问题?
提示:(1)若系统所受合外力不为零,但在内力远大于外力时,则系统的动量近似守恒,譬如,对碰撞或爆炸过程,由于碰撞或爆炸均是在极短的时间内相互作用的物体的运动状态发生了显著的变化,相互作用力先急剧增大后急剧减小,平均作用力很大,外力通常远小于系统的内力,可以忽略不计,所以认为碰撞或爆炸过程中动量是守恒的.(2)若系统所受合外力不为零,但在某一方向上的合力为零,则在这个方向上动量守恒.譬如,人竖直的跳到光滑水平面上的车上时,由于人和车之间竖直方向的冲击作用,此时地面对车的支持力大于人和车的重力,对人、车系统合外力不为零,总动量不守恒.但此系统水平方向不受外力作用,故满足水平方向上动量守恒.
易错:不能全面理解和掌握动量守恒定律的使用条件.5.如何判断物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞?
提示:弹性碰撞是碰撞过程无机械能损失的碰撞,遵循的规律是动量守恒和机械能守恒.确切地说是碰撞前后动量守恒,动能不变.非弹性碰撞有机械能损失,只遵循动量守恒.
①题目中明确告诉物体间的碰撞是弹性碰撞的.
②题目中告诉是弹性小球的,光滑钢球的,以及分子、原子等微观粒子碰撞的,都是弹性碰撞.
? 易错:不能准确判断碰撞的类型和规律的选用.6.应用动量守恒的观点,解决问题的一般思路是什么?
提示:(1)分析题意,明确研究对象.在分析相互作用的物体动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统,要明确所研究的系统是由几个物体组成的.
(2)对系统内物体进行受力分析.弄清楚哪些是系统内部物体之间相互作用的力,即内力;哪些是系统外的物体对系统内物体的作用力,即外力.在受力分析的基础上,根据动量守恒的条件,判断能否应用动量守恒定律.
(3)明确所研究的相互作用过程.再确定过程的始末状态,即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式.(4)建立动量守恒方程.代入已知量,解出待求量.计算结果如果是正的,说明该量的方向和正方向相同;如果是负的,则和选定的正方向相反.
(5)结合功能关系和牛顿运动定律联立求解综合问题.
易错:①不能正确判断动量守恒定律的应用条件.②应用动量守恒定律列方程时不选正方向.7.光电效应现象中,光电子的最大初动能与入射光的强度和频率有何关系?
提示:光电子的最大初动能与入射光的强度无关,与入射光的频率ν的关系为:Ek=hν-W.
? 误区:误认为入射光的强度越大,最大初动能越大,误认为Ek∝ν.8.α粒子散射实验的现象如何?请你叙述卢瑟福原子结构模型?
提示:(1)α粒子散射实验
绝大多数α粒子穿过金箔后不偏转,少数发生较大偏转,极少数偏转角度超过90°,有的甚至接近180°.
(2)原子核式结构模型
α粒子散射实验说明原子的中心有一个很小的核叫原子核,它集中了所有的正电荷和几乎全部原子的质量.
? 易失分:不会用卢瑟福核式结构模型解释α粒子散射现象.9.氢原子从高能级向低能级跃迁时遵守什么规律?
如何计算辐射光子的种类?
提示:遵循的规律是①氢原子处于激发态时是不稳定的,会自发地向基态或其他较低能级跃迁,辐射出光子(能量),辐射光子的能量为hν=Em-En;
②这种向低能级跃迁具有随机性和等概率性;10.如何使原子从低能级向高能级跃迁(包括使原子电离)?
提示:原子的跃迁条件hν=Em-En只适用于光子和原子作用,而使原子在各定态之间跃迁的情况,下述两种情况则不受此条件限制:
(1)当光子与原子作用而使氢原子电离,产生离子和自由电子时,原子结构被破坏,因而不遵守有关原子结构的理论.如基态氢原子的电离能为13.6 eV,只要大于或等于13.6 eV的光子都能被处于基态的氢原子吸收而使其发生电离,氢原子电离所产生的自由电子的动能等于入射光子的能量减去电离能.(2)实物粒子和原子作用而使原子激发或电离,是通过实物粒子和原子碰撞来实现的.在碰撞过程中,实物粒子的动能可以全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两个能级差值,就可以使原子受激发而跃迁到较高的能级;当入射粒子的动能大于原子在某能级的电离能时,也可以使原子电离.
易错:不能熟练应用玻尔理论分析相关问题.11.如何确定放射性元素的原子核最终衰变的次数?12.书写核反应方程应遵循什么原则?关于核反应应注意哪些问题?
提示:(1)书写原则
反应前后的总质量数和电荷数守恒.
(2)注意事项
①书写核反应方程时要以事实为依据.
②核反应通常不可逆,方程中要用“―→”连接,不能用“=”连接.
③质量数守恒并不意味着反应前后粒子的总质量相等.④无光子辐射时,核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能,在此情况下可应用力学规律(动量守恒和能量守恒)来计算核能.
易错:不按原则书写,粒子符号书写不规范,两边用了等号连接.13.请叙述核能和质量亏损的定义,质量和能量之间具有怎样的关系?如何计算核能?
提示:(1)核能:核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.
(2)质量亏损:组成原子核的核子质量之和与原子核质量之差叫原子核的质量亏损.
(3)质能方程
爱因斯坦在相对论中得出的质量和能量的关系式称质能方程.其表达式为E=mc2,它表明:物体的能量跟其质量成正比,物体质量增加,物体能量就增加,反之,亦成立.(4)核能计算的两种方法
若Δm以kg为单位,则ΔE=Δmc2,ΔE单位为焦耳.
若Δm以原子质量单位u为单位,则ΔE=Δm×931.5 MeV.
易错:单位使用混乱.14.常见的核反应有哪些类型?
提示:核反应根据其特点可以分为四种基本类型:衰变、人工转变、轻核聚变、重核裂变.
? 易错:不能正确判断核反应类型.猜想一 对动量守恒定律及其应用(碰撞)的考查
命题依据:分析近三年的高考试题可知,该部分内容是高考的高频考点,命题的形式以选择题和计算题为主,难度中等.主要考查考生对动量守恒定律、弹性碰撞和非弹性碰撞的理解,要求考生能运用动量守恒定律并结合能量守恒定律解决碰撞问题.预计2014年高考仍以碰撞为模型考查动量守恒定律.下面设计的试题以碰撞为背景考查动量守恒定律与机械能守恒定律的综合运用,该题的创新之处是涉及到碰撞的临界值问题,应该是明年高考命题的重点.(1)小球A撞击轻质弹簧的过程中,弹簧的最大弹性势能为多少?
(2)要使小球A与小球B能发生二次碰撞,m1与m2应满足什么关系?答案 见解析猜想二 对原子结构和玻尔理论的考查
命题依据:认真分析近几年的高考试题可以发现,氢原子的能级结构、能级公式、能级跃迁的条件是高考的热点.本考点的命题形式以选择题和填空题为主,难度不大.预计2014年高考会结合最新科技前沿信息考查该部分知识.如下面设计的试题是以高速电子撞击钼原子为背景考查玻尔理论,是高考预测的好素材.试题设计
2.研究表明,高速电子撞击钼原子时,其内层的n=1层(K层)电子被击出,留下一个空位,此时如果n=2层(L层)的电子跃迁填充到n=1层时,就辐射波长λα=0.7×10-10m的光子;如果n=3层(M层)的电子跃迁填充到n=1层时,则辐射波长λβ=0.43×10-10m的光子.若一个电子从n=3层跃迁到n=2层,求辐射光子的波长λ.答案 1.11×10-10m猜想三 对原子核和核能的考查
命题依据:研究近三年的高考试题可知,本考点着重考查核反应方程、三种射线和质量亏损、核能计算等知识点.题型以选择题和填空题为主,个别试题以计算题的形式出现.预测2014年考查的热点不会有太大的变化,将以核能的利用、核泄漏、物理学史等为背景进行命题.如下面设计的试题以新科研成果“放射性同位素-电池”的工作原理为背景.综合考查原子核有关知识,能较好地考查学生的综合思维能力,对明年的高考具有较强的预测性.走向考场 课件41张PPT。专题四 曲线运动 说明:以下物理概念、规律的叙述中,在后面的( )内正确的打“√”,错误的打“×”.
1.运动的合成和分解就是几个速度的数字相加减. ( )
2.以水平初速度抛出的物体,只受重力作用下的运动,叫平抛运动,它是匀变速曲线运动. ( )7.做圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心,叫做向心力. ( )
8.做圆周运动的物体,当向心力突然消失或向心力不足时,物体做远离圆心的运动,这种现象叫做离心现象. ( )
9.物体做曲线运动的条件:如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动. ( )答案 1.×(订正:进行运动合成和分解时,速度、加速度、位移都是矢量,遵守平行四边形定则) 2.√ 3.√
4.√ 5.√ 6.√ 7.×(订正:做匀速圆周运动的物体,所受的合外力一定指向圆心,产生向心加速度,这种力叫向心力) 8.√ 9.√ 10.√1.物体做曲线运动的条件和特点各是什么?物体做曲线运动时速度的方向、加速度(合外力)的方向、运动轨迹三者是怎样的关系?
提示:(1)物体做曲线运动的条件
物体所受合外力(或加速度)的方向与物体的速度方向不在同一条直线上.
(2)物体做曲线运动的特点
①运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向.②曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的.
③做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零,一定具有加速度.
(3)速度的方向、加速度(合外力)的方向、运动轨迹三者的关系是:质点的运动轨迹夹在速度方向与加速度(合外力)方向之间,且速度方向沿轨迹这一点切线方向、加速度(合外力)方向指向轨迹的凹侧.
易错:不能准确判断曲线运动速度方向、加速度(合外力)方向、轨迹三者之间的关系.2.研究曲线运动的基本方法是——运动的合成与分解,它应用了运动的哪些性质?
提示:运动的合成与分解应用了合运动与分运动的以下性质
①等时性
合运动和分运动经历的时间相等,即同时开始,同时进行,同时停止.
②独立性
一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他运动的影响.③等效性
各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.
④运动的矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成与分解遵循平行四边形定则.
易混:混淆运动的分解与力的分解方法.3.对于匀变速曲线运动问题处理的基本思路是“化曲为直”,具体应如何分解?平抛运动问题处理的基本方法也是分解速度和位移,如何求解平抛运动的合速度及合位移?
提示:(1)匀变速曲线运动的分解方法是沿恒力方向和垂直恒力方向分解,沿垂直恒力方向上做匀速直线运动,沿恒力方向上做匀加速直线运动,这种观点是研究匀变速曲线运动的理论基础,这种观点是力的独立作用原理的体现.易混:混淆θ与α的关系,认为θ=α或θ=2α.4.物体做圆周运动的原因是什么?向心力与物体所受的合力是一回事吗?
提示:力是改变物体运动状态的原因.物体之所以做圆周运动,是因为它受到向心力的作用.向心力是沿与速度垂直方向上所有力的合力,但不一定是物体所受合力,仅当物体做匀速圆周运动时,物体所受向心力由合力提供.
在匀速圆周运动中,由于物体运动的速率不变,动能不变,故物体所受合力与速度时刻垂直、不做功,其方向指向圆心,产生向心加速度,只改变速度的方向.在变速圆周运动中,由于物体运动的速率在改变,动能在改变,故物体受到的合力不指向圆心,即与速度不垂直,合力要做功.合力沿半径方向的分力充当向心力,产生向心加速度,改变速度的方向;合力沿切线方向的分力产生切向加速度,改变速度的大小.
误区:误认为向心力是性质力,受力分析时认为向心力是物体实际受到的力.
易错:变速圆周运动中把物体所受的合力当作向心力.5.圆周运动的动力学问题的解题思路是什么?
易错:不能利用几何关系确定轨道半径.6.物体做匀速圆周运动的条件有哪些?什么条件下物体做向心运动?什么条件下物体做离心运动?
陷阱:物体做离心运动要受到离心力的作用.7.如图1所示,没有物体支撑的小球,例如绳子拴小球、小球在环形轨道的内侧,在竖直平面内做圆周运动.试分析小球能通过最高点的临界条件.图1 易错:找不准小球能通过最高点的临界条件,v>0,就认为小球能在竖直平面内做完整的圆周运动.8.如图2所示,有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况:(例如,硬杆、弯管、汽车过拱桥等)
试分析小球能做完整圆周运动的临界条件是什么?并分析在最高点杆对球的作用力的方向.图2 ①当小球通过最高点的速度v=v0时,小球的重力刚好提供做圆周运动的向心力;
②当小球通过最高点的速度v③当小球通过最高点的速度v>v0时,小球通过最高点时,杆对小球有向下的拉力.
易失分:不能正确使用假设法分析求解小球在最高点的受力情况. 猜想一 对运动的合成与分解的考查
命题依据:该考点虽然近几年不是高考的高频考点,但它却是一个较重要的考点,可从不同角度、背景考查考生对曲线运动的处理能力,下面设计的考题是小船渡河问题,是典型的运动合成与分解问题.从过河的最短位移这个角度进行考查,是明年高考重要的考点.试题设计
1.一条船要在最短时间内渡过宽为100 m的河,已知河水的速度v1与船离河岸的距离x的关系如图3甲所示,船在静水中的速度v2与时间t的关系如图乙所示.图3 则以下判断中正确的是 ( ).
A.船渡河的最短时间为25 s
B.船运动的轨迹可能是直线
C.船在河水中航行的加速度大小为a=0.4 m/s2
D.船在河水中的最大速度是5 m/s答案 C猜想二 对平抛运动的考查
命题依据:分析近三年的高考试题,对平抛运动的理解与应用是高考必考内容,为高考的高频考点,主要考查平抛运动规律的应用.下面设计的考题是已知平抛运动某时刻运动的方向,来求解其他物理量,具有预测性.试题设计
2.如图4所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是 ( ).图4 答案 D猜想三 对圆周运动动力学的考查
命题依据:近几年高考中对圆周运动单独考查的试题不多,但圆周运动是高中物理中三种典型运动之一,预测明年可从一个新的角度进行考查.下面设计的考题总以小球在光滑水平面上做半径突变的圆周运动为背景分析细线的拉力F随时间t的变化图象,具有一定的创新性和预测性.试题设计
3.如图5所示,在光滑的水平面上固定两个直立的小铁钉,相距l,长为3l不可伸长的轻质细线一端固定在右侧铁钉上,另一端拴着一个小钢珠,将细线拉直,使小钢珠与两铁钉位于同一直线上.小钢珠以一定的初速度垂直于纸面从图示位置开始运动并开始计时,在小钢珠与铁钉碰撞前,细线拉力F随时间t的变化图象应是 ( ).图5 答案 B 猜想四 对圆周运动与抛体运动相结合的考查
命题依据:近几年高考中对圆周运动与抛体运动、天体运动、动能定理、机械能守恒定律、功能关系相结合的考查较为频繁.预计2014年会重点考查.例:水平面内的圆周运动与平抛运动相结合,竖直平面内的圆周运动与平抛运动相结合等.下面设计的考题为新情景的直线运动,竖直平面内的圆周运动与平抛运动相结合的问题,该题综合性强,为一较好的预测题.试题设计
4.如图6所示,一质量为m=1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点,随传送带运动到B点,小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动,已知圆弧半径R=0.9 m,轨道最低点为D,D点距水平面的高度h=0.8 m.图6 小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板,已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.3,传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动,g=10 m/s2.求:
(1)传送带AB两端的距离;
(2)小物块经过D点时对轨道的压力的大小;
(3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ的正切值.走向考场 课件32张PPT。二、应试得分技巧1.审题要仔细,关键字眼不可疏忽
审题时一定要仔细,尤其要注意一些重要的关键字眼,不要以为是容易题、熟题就一眼带过,要注意熟题中可能有“新意”(其实高考题有一部分就是我们常见题改造而成)也不要一眼看上去认为是“新题、难题”就畏难而放弃,要知道“难题”也只难在一点,“新题”只新在一处,由于疏忽看错题或畏难轻易放弃都会造成很大的遗憾,总之,无论如何强调仔细审题,都不过分.2.分析要认真,过程细节千万注意
对于一个复杂的物理问题,首先要根据题目所描述的情景建立正确的物理模型,然后对物理过程进行分析,对于多过程的物理问题,考生一定要注意分析物理过程的细节,弄清各个过程的运动特点及相关联系.找出相关过程之间的物理量之间的关系,做到了这一点,也就找到了解题的突破口,难题也就变得容易了.3.答题要规范,解答过程合理清晰
解题的规范化有助于学生在高考中发挥出自己真实的物理水平,也有利于培养学生规范有序、严谨的科学态度.
物理计算题可以综合地考查学生的知识和能力,在高考“理综”试题中,物理计算题在物理部分中所占的比分很大,单题的分值也很高.一些考生考后感觉良好但考分并不理想,一个很重要的原因便是解题不规范导致失分过多.要提高物理计算题的得分率,除了要透彻理解和掌握相关的物理知识,具有较高的物理思维能力和良好的数学基础外,还必须遵守它的解题规范,形成熟练的解题技巧.有了良好的规范,使解题过程表述得既简洁又明确,才能提高解题的敏捷性和准确性,减少过失性失分,从而把自己的知识水平和能力水平充分反映出来,同时有利于阅卷老师掌握平衡,获得客观、完满的评分.
(1)简洁文字说明与方程式相结合
有的考生解题是从头到尾只有方程,没有必要的文字说明,方程中使用的符号表示什么不提出;有的考生则相反,文字表达太长,像写作文,关键方程没有列出.既耽误时间,又占据了答卷的空间,以上两种情形都会导致丢分.所以在答卷时提倡简洁文字表达,关键处的说明配合图示和物理方程式相结合.
对解题依据的说明,可以总结为五个“W”.①who,即要指明你的研究对象是谁,是哪个物体或是哪几个物体所组成的系统.
②where,即要指明你所研究的是哪一段过程,或在哪一位置上的状态.
③why,即要指明你使用某条物理定律定理的依据是什么.
④which,即要指明你的物理方程所对应的定律、定理.
⑤what,即要指明你的解答结果是什么,对题目所求,要有明确的回应,文字式作答的,所有字母应为已知量;数据作答的,不得以无理数或分数作为结果,如无特殊要求,一般取2至3位有效数字为佳.矢量取负值时应说明其含义,对所求的矢量只说明大小是不完备的,要说出方向.物理方程式是主要的得分依据,写出的方程式必须是能反映出所依据的物理规律的基本式,不能以变形式、结果式代替方程式.同时方程式应该全部用字母、符号来表示,不能字母、符号和数据混合,数据式同样不能代替方程式.方程式有多个时,一般要分别列出并进行编号,便于计算说明.
计算时一般要先进行代数式的字母运算,推导出有关未知量的代数表达式,然后再代入数据计算.这样做即有利于减轻计算负担,又有利于一般规律的发现和回顾检查.从近年高考计算题的答案及评分标准可以看出,求解方程时,卷面上只要求写出最简式,然后作一交代并直接给出计算结果.切忌把大量的化简、代值运算过程写在卷面上,这样会给人以繁琐零乱,思路不清的感觉,同时也增大了出错扣分的几率.(2)尽量用常规方法,使用通用符号
解物理题时遇到的物理量,不能都像解数学题一样,用x、y等字母来表示,一般也要用约定的符号来表示.并用文字交代或在图中标明其意义,题中给定的字母意义不能自行改变.有些同学解题时不从常规方法入手,而是为图简便而用一些特殊的方法,虽然是正确的,但阅卷老师短时间不易看清.同样,使用一些不是习惯的符号来表达一些特定的物理量,阅卷老师也可能会看错.这是因为阅卷现场老师的工作量很重,全省(市)的试卷要在短短几天内看完,平均看一道题的时间非常有限.因此在考试中解题方法不要刻意求新,物理量的表示也尽量用教材中常用的符号.(3)分步列式,不要用综合或连等式
高考评分标准是分步给分,写出每一个过程对应的方程式,只要说明、表达正确都可以得相应的分数;有些学生喜欢写出一个综合式,或是连等式,而评分原则是“综合式找错”,即只要发现综合式中有一处错, 全部过程都不能得分.所以对于不会解的题,分步列式也可以得到相应的过程分,增加得分机会.(4)要认真规范地表述结果
题目答案是物理解题的成果,要认真规范地加以表述.最后结果的表达式占有一定的分值.结果表达式正确,仅是数据计算错误,只会丢掉较少的分.若没有结果表达式又出现计算错误,失分几率很大.
作为计算结果的数据一般要用科学记数法,如2.42×103 J.有效数字的位数应根据题意确定,一般应与题中开列的数据相近,取两位到三位即可.有的题目对有效数字的位数有明确要求,就要严格按照要求取,多取少取都要扣分.计算结果的数据必须带上单位;计算结果用字母表示的,则要看题目中提供的表示已知量的字母是否带单位,如果不带单位,则最后求解的结果也就不要带单位,反之则要带上单位.(5)答题模板
解 设……(未知量)
对……过程由……公式得:
……(具体问题的原始方程)
对……过程由……公式得.
……(具体问题的原始方程)
联立以上各式(或联立①②式)得:
……(由已知量符号表示)
=……=“结果”(代入数据得结果,并注意待求量的数值及单位)(6)网上阅卷
网上阅卷,呈现在阅卷老师面前的不是考生的试卷,而是将考生试卷扫描后由电脑进行分割的图片.图片是否清晰,直接影响到卷阅的质量和考生的成绩.影响图片清晰度的因素有两个方面:一是电脑扫描仪的质量,二是考生的卷面质量.就目前来讲,高考用的电脑扫描仪均为最先进的高清晰扫描仪,不会出现“原版”清晰而“图象”不清晰的现象,所以考生卷面质量基本上就决定了呈现在阅卷老师面前的图片质量.因此,作为高考考生平时训练时,一定要规范自己的书写,关注自己的卷面.怎么在高考考场上完成一份清晰整洁的卷面呢?关键在于平时的训练,养成习惯.下面我结合自己的体会,给大家提出以下建议.
①笔画清晰.整洁的字体,并不是要求考生刻意美化字体,把字写得有艺术性,而是要求笔画清晰,可以理解成“一个字中笔画与笔画能分得开,不要发生笔画粘连现象”.
②大小适宜.可以这么说,如果答题区为方格,应让字体规范在方格内,至少要占方格的80%以上,但也不可把方格填满.
③字间距适中.一行当中,字和字之间的距离不能太宽,也不能太窄,决不能发生字和字之间的笔画相连的情况,以两字间没有笔画连接为宜.④行间距大于字间距.如果答题区上下面有横线,一定要把答案控制在贴近下面横线以上,且不要太接近上面横线.
⑤写错不能乱画.应该首先将错误的答案用笔逐字或逐行画一道,然后在错误的答案后方或空白处重新作答,但不得超出本题答题区域,这样才能保持卷面的整洁.
⑥区域内答题.不允许在答题区域或规定填写之外的地方乱涂乱画,否则既可能作为是有意作标记来处理,也可能造成图象定位点污染而无法机读,造成失分.解题口诀如下:
审题必须读三遍,题图一定画旁边;
已知未知都标上,状态过程要体现;
受力运动都分清,隐含临界是关键 ;
选取规律分步求,换行书写诗一般;
文字公式都要有,规范清楚并不慢;
得出结果回头望,总结反思成习惯.4.答题思维要严密,会做一部分的题能得大部分的分
对综合性强、过程较为复杂的题,一般采用“分阶段”处理,所谓的“分阶段”处理,就是根据问题的需要和研究对象的不同,将问题涉及的物理过程,按照时间和空间的发展顺序,合理地分解为几个彼此相对独立、又相互联系的阶段,再根据各个阶段遵从的物理规律逐个建立方程,最后通过各阶段的联系量综合起来解决,从而使问题化整为零,各个击破.这样一步步做下去,你是能拿大部分分的.特别注意,第一问不会做,不等于第二问不会!带电粒子与挡板碰撞前后,x方向的分速度不变,y方向的分速度反向、大小不变.质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从P点瞄准N0点入射,最后又通过P点,不计重力.求粒子入射速度的所有可能值.(5)利用不完全数学归纳法写出:相邻两次入射点或相邻两次出射点向左移动的距离与碰撞次数的关系式以及回到P点的条件,这就需要成绩非常优秀的考生才能够得出的. (7分)答案 见解析5.不会做的题也能拿分
有的考题,长长的题干、复杂的图形,陌生的物理情景,让少数同学望而生畏.其实你即使“不会”做也能拿分.【例2】 (全国高考题)示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形,它的工作原理可等效成下列情况,如图2甲所示,真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中.板长为L,两板间距离为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,周期为T,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀.在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的.在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线(图甲中虚线)垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交.当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿负x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动.(已知电子的质量为m,带电荷量为e,不计电子重力)求:
(1)电子进入AB板时的初速度大小.
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上(荧光屏足够大),图乙中电压的最大值U0需满足什么条件?(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度,在如图3所示的x-y坐标系中画出这个波形.课件18张PPT。三、重在调整心态高考注定是一个充满挑战、艰辛、紧张的关键时期.不免会有很大的压力,各种各样的压力往往表现为一种学习的焦虑心态,因此,考前调整心态显得尤为重要.
中科院心理研究所王极盛教授连续5年对高考状元进行跟踪研究,发现在影响高考成功的20个因素中,最重要的因素是考试期间的心态.其次是考试前的心理状态,第三是学习方法,第四是学习基础.心理学中有一定律叫做叶克斯-多得森法则,该法则描述了焦虑程度和解决问题的效率之间的关系,二者之间的关系呈“倒U型曲线”:焦虑程度过高和焦虑程度过低时的效率都很低,而中等焦虑时的效率最高.作为高三后期学生心理方面常出现的问题类型和调整方法有以下几个方面.1.茫然无措型——“为什么理想的大学离我这么远?”
家长总是希望自己的孩子能考上一所名牌大学(如985工程大学),同时学生自己也希望能考一所理想的大学,例如某同学将南京大学确定为自己的奋斗目标,学习比以前更加刻苦努力.可是寒假前后,学习越发吃力,老是做些高考落榜的梦,感觉理想中的大学离自己越来越远,情绪起伏大,易急躁,甚至出现失眠现象.
根据出现的情况,重点从以下几方面解决问题.(1)审视目标,明白自己想要的是什么.
不难看出,一些学生很大程度上是背负着来自家庭的巨大压力,所以首先要重新审视学习的目标是从何而来,是源于自我的意愿,还是外在的压力?外在压力固然有积极意义,短期内也能成为我们的一种动力,但只有确确实实源于自身的意愿确立的目标,才能始终与我们的思想相伴,才能爆发出巨大的能量,伴随我们一步步走向成功.(2)认清自己,学会自我接纳
自我接纳源于对自我清醒的认识,既要接纳自己的优点又要接纳自己的不足,要认清现在的自己和将来真正可能达到的自己.很多时候,我们分不清理想中的自己和现实中的自己的不同,对自己提出不切实际的目标,在追求过高目标的过程中伤痕累累、疲惫不堪,到头来徒留感叹.我们建议,结合多次考试结果然后提出一个“跳一跳够得着”的目标才是切实可行的.(3)做好当下最重要
过分关注远方的目标,目标就会像一把达摩克利斯之剑高悬我们头顶,令我们惶恐不安,所以一旦确立了目标更要懂得,做好当下最重要.所谓成功,就是每天做好自己该做的事,并坚持到成功到来的那一刻.对于高三学生来说,就是让未来一个月或几十天的时间,每天都紧张充实,每天都能感受到自己的进步,这就足够了.(4)协调好学生与家长的关系
老师要做好家长的工作,避免家长的过分关心加重学生的思想负担.
动员学生在家里多和家长交谈,在吃饭的时候说说学校里课堂上发生的有趣的事,营造一个轻松和谐的迎考氛围.
告诉学生你们的家长的很多观点也可能是错的.但他们的用心却肯定是好的.他们爱你却不一定很懂得教育.看在他们为你付出的份上,请不要责怪他们.你也许不一定必须服从他们的选择,但你至少应该无条件地尊重他们!2.茫然恐惶型——“为什么我的学习没有进步?”
距离高考不到三个月,同学主动找老师交流,倾诉自己的苦恼.原来自从市一模考试以后,王某明显感觉不在状态,记忆力减退,学习效率下降.为此,她进一步压缩自由支配时间:自习结束一律延长10分钟离开教室,在宿舍熄灯前学习20分钟.洗漱用时压缩至5分钟,午休用时15分钟,用餐时间10分钟,去宿舍和食堂的路上开始小跑,课间除去上厕所,其余时间用于记忆.但考试成绩不升反降,自己一时陷入茫然而惶恐的境地.其实,该同学出现的这些问题在高三中后期的很多同学身上都或多或少的存在,这就是我们常说的“高原反应”,往往和学习压力过大有关,是用脑过度或不科学用脑造成的.
(1)放松身心,正确认识“高原反应”
化学上有“饱和溶液”,我们自身也存在心理饱和现象.过度的精神紧张导致注意力下降,记忆力减退,这是人体的一种自然反应,没有什么值得大惊小怪的,而且,这种现象在很多同学身上都有发生,只不过程度不同而已.只要我们处理得当,很快就会度过这样一个时期.认识到这些,有利于我们消除不必要的担忧,减轻心理负担,放松身心.(2)调整作息,不搞疲劳战术
毕竟,“高原反应”的产生是有原因的,与我们不科学用脑有很大关系,此时需要做的是适当调整作息时间,使我们的大脑能得到更好的休息而不是相反.这时候要注意劳逸结合,可以通过快走、慢跑等形式增加运动量,让大脑在运动中得到最好的休息;也可辅以一些深呼吸、幻想等放松脱敏的方法,坚持做一段时间也会有意想不到的效果.(3)乐观面对每一天
我们注意到,消极悲观的人更容易出现“高原反应”,反应程度也更为强烈,这是因为他们喜欢拿明天可能的坏结果来折磨今天的自己,让今天的日子因为明天可能的问题而变得灰暗.这部分人思想负担重,精神压力大,长期下去还可能引发神经衰弱.所以,生活的态度决定我们今天生活的质量,它也会决定明天的结果.往往是,悲观者拒绝了幸福而更苦恼,乐观者远离了担忧而更愉悦.培养积极心态,乐观面对每一天,未来的结果可能也会因此而更顺随心意.3.紧张焦虑型——“为什么我一到考试就紧张?”
一些学生,特别是一些女同学.一直以来,她们都是家长、老师眼里的乖乖女,好孩子,学习认真成绩虽不特别突出,在班里也能占据中游偏上的水平.可是近期她们却感到很不安,连续几次考试都很不理想.她们陈述说,很多题目并不是那么难,但考场上就是莫名的紧张,有时大脑一片空白.老师也认为她们的成绩和表现不成正比,平时作业完成质量很好,一考试就令人大跌眼镜.她们自己越来越怕考试,甚至有点厌学,只是不敢也不甘轻言放弃.这是一种典型的考试焦虑过强,如果长期下去得不到改善,很容易影响高考,而产生的原因也比较复杂,既有个人性情的因素,也和心理素质、自我认识等密不可分.这种情况,不妨先从以下几方面做一些改进.(1)积极自我暗示,增强自信
考试焦虑过强容易表现为考前顾虑重重,老担心自己考不好, 自信心不足.针对这些问题,我们不妨冷静思考一下,自己的优势有哪些,只要扬长避短就能把学习往前推进一步,成绩就会有提高而不是相反.自信是自己给的,要坚信自己是在发展的,未来的自己肯定能超越现在的自己.要学会自我鼓励,学会积极的自我暗示,给自己更多的正面评价,比如考前我们要敢于告诉自己“今天我一定能正常发挥”“只要我能正常发挥,肯定会进步,我相信自己的能力”.
暂时成绩落后的同学,只要不言放弃,就会充满希望,因为你所居的“山”外还有平面和池沼.落在你后面的人其实更多!(2)正确认识考试,淡化考试结果
考试不外乎评价、诊断、筛选等功能,高考主要目的在于筛选,而高考之前大大小小的考试主要在于诊断和评价.面对模考中的问题,有的人可能会想:这下糟糕了,考试成绩这么差,没希望了.但也有人可能会想:又发现这么多的问题真不错,下次考试又能进步了.前者就是太在意考试的结果,误解了平时考试的功能,无端的自我加压,这就容易导致考试焦虑过强,而后者就能比较理性地看待考试.所以,我们不妨静心思考一下考试的意义:考试发现自己的问题难道没有积极意义吗?考试成绩差一点除了只有自己在意的面子问题还有什么实质的影响吗?端正对考试的理解和态度,相信对问题的解决会有好处.(3)注意考试技能的锻炼和提高
考试焦虑过强的同学不排除有些是因为不太注意总结考试技能,单纯以为认真学习、认真考试就能有好成绩.不得不承认,考试不仅仅在于对已学知识层面的检查,更是对我们应试技能、考试心态等的综合衡量.比如说,考试时要注意理性选择,遵循先易后难的基本规律,不执拗于一时的得失;面对过难或过易的问题要学会暗示自己“人难我难我不畏难,人易我易我不大意”.有意识地进行考试总结,就能逐渐地把教训转化为经验,把经验升华为能力.以上几种类型代表了高考压力过大、焦虑、紧张程度过程的几种典型类型.
不管哪种情况,都要学会理性看待高考,加强自我调适,要相信自己才是解决问题的关键.尤其是要自我接纳,包括欣赏自己的优势,又要清醒自己的不足;要自我鼓励,加强自信,相信自己一直在发展进步,未来的自己肯定能超越现在;必要时结合一定的放松训练,劳逸结合,不搞疲劳战.相信聪明、智慧、理性、坚强的同学们终能收获属于自己的成功,绽放五彩缤纷的高考之花,实现蟾宫折桂的夙愿!课件14张PPT。一、阅卷老师揭秘1.评分标准科学严谨
我们看一下评分标准是如何产生的.
(1)先由高考命题组给出“参考答案”;
(2)阅卷专家组研究试卷,分析答案,“初定评分细则”;
(3)阅卷专家组“试评试卷”(“通过调阅部分学生试卷”,看试题中的学生答案,和高考命题组给出的“参考答案”以及“初定评分细则”相比,还有什么新的说法或者答案并进行摘录);
(4)阅卷专家组根据试评情况,再次分析、汇总答案,“修改”初定评分细则,形成“再定评分细则”;(5)“集中培训”全体阅卷老师,初步熟悉“再定评分细则”;
(6)全体阅卷老师依据“再定评分细则”“试评试卷”(对于试评过程中发现的问题,阅卷老师反映给阅卷室组长,组长会及时反映给阅卷专家组,经阅卷专家组协商解决后及时公布,不断根据学生的实际回答情况寻找新的说法或者答案,阅卷专家组进一步完善评分细则);
(7)形成最终评分标准.全体阅卷老师试评结束后,真正的“评分细则”就形成了,评分细则一旦形成,所有阅卷老师必须无条件地严格按照其标准批阅试卷,这样评分细则就变成了评分标准.通过以上环节,我们可以看出高考评分标准的制订是非常严谨的、科学的、合理的.也就是说,学生的试题答案,只要是规范的、合理的,基本上都是可以得分的.2.高分卷面清晰整洁
高考阅卷工作是神圣的,但神圣的同时也是辛苦的.因为高考阅卷工作量非常大,很多老师一天需要批阅上千份试卷,在这种劳动强度下会使90%以上的阅卷老师感到十分疲劳.可以想象对于得分点明确,字迹清晰,卷面整洁的试卷,使阅卷者在紧张的阅卷工作时产生一种愉悦感,阅卷者肯定会给以高分.也就是说,整洁的卷面为阅卷老师提供了一个给你得高分的理由.
3.评分细则实施典例
在高考阅卷过程中,阅卷老师一般是依据标准答案找得分点,然后确定分值.【典例】 (2013·新课标全国卷Ⅰ)(19分)如图1,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L.导轨上端接有一平行板电容器,电容为C.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面.在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触.已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g.忽略所有电阻.让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系.答案 见解析4.阅卷老师点评
(1)考生答卷中出现的一般问题
①卷面脏乱
②字体潦草
③研究对象或过程不清
④列不出物理方程
⑤物理符号乱用
⑥得不出数学结果(2)以上面典例为例说明考生答题中出现的细节问题.
通过数据分析与总结,我们可以得到以下常见错误和相关建议: