新教材高考物理二轮复习题型解法指导课件
展开选择题的考查构思巧妙,概念性强,方法灵活多样,经常会设置陷阱,稍不注意,极易失分;同时由于选择题给出了明确的选项,只要谨慎解题、充分利用选项的特性,就容易获得高分。如何解好高考选择题,除了要求考生具有扎实的基础知识外,还要掌握一些常见的解题方法与技巧,既要千方百计地解好选择题,又不能“小题大做”耽误太多时间,影响后面题目作答。我们解答选择题的原则一是提高解题速度,二是提高解题的准确度。为此我们必须掌握适当的方法和技巧,加强专项训练。以下提供解物理选择题的几种常用方法,供大家参考。
【常用解法】1.直接判断法通过阅读和观察,利用题中所给的条件,根据所学的物理事实、概念、定理、定律等,经过思考从题目提供的多个选项中,直接作出判断或经过推理、计算,选出正确选项。
2.筛选排除法选择题的答案一定包含在题目所给的备选选项之中,根据选择题的这一特点,通过对题述物理过程、物理条件和备选选项形式的分析,将不合题意的选项逐一排除,最终选出正确选项的方法叫作筛选排除法。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。总之,判断一个选项正确很难,但判断一个选项错误是很容易的,只要有一种情况不符合要求就是错误的。多选题只要排除两个选项,则剩余两个选项一定是符合题目要求的。
3.图像图解法物理学中的图像和示意图种类很多,如示意图、过程图、函数图、矢量图、电路图和光路图等。利用图像或示意图解答选择题,便于了解各物理量之间的关系,能够避免烦琐的计算,迅速简便地找出正确选项,还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题。若题干或选项中已经给出了函数图,则需从图像纵、横坐标的物理意义以及图线中的“点”“线”“斜率”“截距”和“面积”等诸多方面寻找解题的突破口。此类题目在力的动态变化、物体运动状态的变化、波形变换、气体状态变化、电磁感应现象等问题中最为常见。
4.特殊值检验法特殊值检验法是让题目中所涉及的某一物理量取特殊值,通过相对简单的分析和计算进行判断的一种方法。有些选择题,根据它所描述的物理现象的一般情况,较难直接判断选项的正误时,可以利用题述物理现象中的某些特殊值或极端值,对各选项逐个进行检验,凡是用特殊值检验证明是不正确的选项,在一般情况下也一定是错误的,可以排除。它适用于将特殊值代入后能将错误选项均排除出去的选择题,即单项选择题,当然,也可以作为一种将正确的选项范围缩小的方式应用于多项选择题的解答中。
5.单位检验法有些选择题的选项是用字母表示的代数式,如果某个选项的单位与题干中要求的物理量的单位不一致,就可以排除这个选项(请注意:与题干中要求的物理量的单位相同的选项并不一定正确,因为用单位判断法不能确定常数项的正确与否)。如果这种方法不能排除所有错误选项,只要能排除部分错误选项,对帮助正确选择答案也是有益的。6.极限分析法有的物理问题要讨论最终状态,但通过具体的物理公式或规律无法得出,若将某些物理量的数值推向极限(如设定摩擦因数趋近零或无穷大、电源内阻趋近零或无穷大、物体的质量趋近零或无穷大等),并根据一些显而易见的结果、结论或熟悉的物理现象进行分析和推理,就可能得出结果。这种办法称为极限分析法或极限法。
7.估算法在选择题中,还有一些貌似计算求解的题目,而实质只需做一些粗略的估算就能得出判断。例如,有些选择题只要求判断两物理量的比值关系,而有些选择题本身就是估算题,有些选择题只要求研究某个物理量的取值范围等,可通过比例法和粗略的计算求出结果。除上述常用的解法以外,还有类比分析法、等效代替法、逻辑推理法、建构模型法等方法,在这里不再一一赘述。需要说明的是,解答一个选择题可能同时用到多种方法,比如用排除法排除一个或两个选项后,再利用其他方法做出最后的判断。
【分类例析】一、定性分析型[例1]((2021全国乙卷)如图甲所示,在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷。金属平板上方电场的等势面如图乙中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的静电力大小分别为FM和FN,相应的电势能分别为EpM和EpN,则( )A.FM
点拨本题考查等势线、电场线、电势、电势能、静电力的理解与应用,可用直接判断法进行解答,选出正确选项。
二、定量计算型[例2](2021全国甲卷)2021年2月,执行我国火星探测任务的天问一号探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8×105 s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105 m。已知火星半径约为3.4×106 m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s2,则天问一号的停泊轨道与火星表面的最远距离约为( )A.6×105 mB.6×106 mC.6×107 mD.6×108 m
点拨本题考查万有引力定律的应用,属于定量计算的选择题。使用直接判断法解出结果即可。
三、图表图像型[例3](多选)如图所示,MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的足够长的光滑金属导轨,电阻不计,匀强磁场垂直导轨平面向里。具有一定质量和电阻的金属杆ab垂直导轨放置,与导轨接触良好。开始时,断开开关S,让金属杆ab由静止开始沿导轨下落,经过一段时间后,闭合开关S。从闭合开关S开始计时,取竖直向下为正方向,金属杆的速度v、加速度a、安培力F及电流表示数i随时间t变化的图像可能是( )
解析 闭合开关时,金属杆受到向下的重力以及向上的安培力,若重力与安培力相等,即 ,金属杆做匀速直线运动;速度不变,则动能、安培力、感应电流都不变,加速度为零。若安培力小于重力,则加速度的方向向下,金属杆做加速运动,加速运动的过程中,安培力增大,则加速度减小,金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,当重力与安培力相等时,金属杆做匀速直线运动,则a-t图像是斜率逐渐减小的曲线,v-t图像是一条斜率减小的曲线;
点拨本题考查感应电流、安培力的计算以及电磁感应现象中动力学分析,图像种类多,情况复杂,对考生学科素养要求较高。
四、信息迁移型[例4](2021全国乙卷)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1 000 AU(太阳到地球的距离为1 AU)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为m太,可以推测出该黑洞质量约为( )A.4×104m太B.4×106m太C.4×108m太D.4×1010m太
点拨本题属于信息迁移题,通过科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测数据构建天体运动的模型,对考生的模型构建能力、信息加工能力和分析综合能力有较高的要求。
五、组合综合型[例5](多选)(2021全国甲卷)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相等,但所用导线的横截面积不同,甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落,一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域,磁场的上边界水平,如图所示。不计空气阻力,已知下落过程中线圈始终平行于纸面,上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前,可能出现的是( )A.甲和乙都加速运动B.甲和乙都减速运动C.甲加速运动,乙减速运动D.甲减速运动,乙加速运动
当重力大于安培力时,甲和乙都做加速运动,A正确。当重力小于安培力时,甲和乙都做减速运动,B正确。甲和乙受力情况相同,合力相同,要么都加速,要么都减速,不可能一个加速,一个减速,C、D错误。
点拨本题考查牛顿第二定律、电阻定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律运动学公式等知识点,综合性比较强。
【方法策略】实验题在高考试卷中一般包含两道题目,一般都是按“一小一大、一力一电”模式进行题目设置,题目基本都是中、低档题。很多考生很害怕做实验题,根本原因就是平时学习和复习过程中只追求刷题量,不注重实验能力的培养,换句话说,也就是只注重“做”实验题,而不注重真正到实验室去“做”实验。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,这句话对实验的复习有很好的借鉴意义。
明确实验题失分的四种常见情况1.不能准确读数(1)高考常出螺旋测微器和游标卡尺的读数,但遗憾的是无论教师怎样强调,仪表读数题错误率每年居高不下。(2)不懂多用电表或电压表、电流表选择不同的挡位时有不同的读数规则。2.画图的问题(1)画电路图或用笔连实物图时,电路连线画不到位;导线连接在变阻器的滑片上;导线出现了交叉;跨过电表的盘面与黑区混在一起看不清;对选定的电表没有标明清楚;用铅笔画好后没有再用黑色签字笔画黑,扫描时看不清楚等。(2)画坐标图时,没有画箭头,或画完箭头后不标明物理量及对应的单位等。(3)画出的图像不完整,只画中间描点部分,不延长,不能从图像得到结果等。
3.操作、结论或误差分析的表述不准确(1)在“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”的实验装置的安装中,将“竖直安装刻度尺”写成“垂直安装刻度尺”。(2)将“接通电源,释放纸带”写成“通电放纸”等不规范口语。(3)将多用电表中的“欧姆调零”写成“调零”“机械调零”。(4)在得出“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”的实验结论时,把“在弹性限度内”写成“在弹簧的量程内”“在弹簧的耐力内”等。(5)在得出“验证机械能守恒定律”的实验结论时,忘记说明“在误差允许的范围内”。(6)在得出“验证牛顿第二定律”的实验结论时,以“在误差允许的范围内”代替“在外力不变的条件下”或“在小车的质量不变的条件下”。
4.表达式或计算结果的问题(1)字母形式的结果含有确定或不确定的数字,如把电压表的内阻值用数字与其他测量的物理量混合在一起;又如用“10”代替“g”与其他测量的物理量混合在一起,造成量纲混乱。(2)把某个物理量的单位与物理量的符号混合在一起,造成表达式的错误。(3)数字形式的结果写成含根号或分式,或不能按题后括号所要求的有效数字填空。(4)答题卡上数字形式结果的单位,该写的没写上,不该写的写上了。单位究竟写还是不写以试卷为准,如果试卷留空的横线后有单位,那么在答题卡上就不能写单位了;反之,在答题卡上就必须写上单位。
【分类例析】一、教材原型实验教材原型实验题主要考查考生的科学探究素养,这就要求我们在高考实验备考中要重视教材中的每一个实验,弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等,对每一个实验都应做到心中有数,并且能融会贯通。
[例1](2021全国乙卷)一实验小组利用图甲所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)。图甲中电压表量程为1 V,内阻RV=380.0 Ω;定值电阻R0=20.0 Ω;电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω;S为开关。按电路图连接电路,完成下列填空。
(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的阻值可以选 (选填“5.0”或“15.0”) Ω。 (2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U。(3)根据图甲所示电路,用R、R0、RV、E和r表示 ,得 = 。
(4)利用测量数据,作 -R图线,如图乙所示。
(5)通过图乙可得E= V(保留2位小数),r= Ω(保留1位小数)。 (6)若将图甲中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为E',由此产生的误差为
解析 (1)当电阻箱的阻值为5.0 Ω时,根据串联分压,电压表上的分压会超过1 V,因此不能起到保护电压表的作用,故电阻箱要调到15.0 Ω。
点拨本题是用伏阻法测电源电动势和内阻的教材原型实验,变化之一就是电压表没有直接测量路端电压,变化之二是图线的起始点都没有从零开始。
二、创新型实验创新型实验主要考查考生的知识迁移能力和解决实际问题的能力,解决此类问题要有“以不变应万变”的策略。
[例2]( 2021全国乙卷)某同学利用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图乙所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出。
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图乙中位置A时,其速度的水平分量大小为 m/s,竖直分量大小为 m/s。 (2)根据图乙中数据可得,当地重力加速度的大小为 m/s2。
答案 (1)1.0 2.0 (2)9.7
一、科学审题审题是解题的第一步,能否迅速、准确地领会题意,弄清已知和未知,找准解题的切入点,能否通过阅读、观察、画图、思考、分析等思维过程在头脑中形成一个生动、清晰的物理情境,构建出相应的物理模型,找到所适用的物理规律和解题方法,是审题能力高低的重要体现。审题主要从以下三个方面考虑问题:①明确题给条件和目标;②明确物理状态和过程;③确定解题思路和方法。
1.快速浏览不可少浏览是审题的第一步,一般计算题的题干较长,文字叙述较多,情境较为复杂。浏览就是先把题目粗看一遍,弄清大概意思,对于题述的物理情景、属于哪方面的问题、可能用到哪些知识等都应做到心中有数。浏览能为解题打下基础,并可大致判断出攻克的概率和所用知识的熟练程度,若属于比较熟练的问题则可以树立起解题信心,有利于超水平发挥。
2.仔细研读最重要仔细研读是破题的基础,它是一个接收信息、强化意识的过程,同时能解决在浏览中漏看或错看等问题。在细读过程中必须做到:(1)确定研究对象:研究对象是物理现象的载体,抓住了研究对象就打开了解题的大门。(2)找出条件:条件是对研究对象所发生的物理现象和物理事实的一些限制,是指“题目中告诉了什么”,分析时首先明确显性的已知条件,然后挖掘隐蔽的隐含条件,最后还要澄清混乱的模糊条件。显性条件较易被感知,隐含条件却不易被发现,它可能隐含在物理概念、规律、现象、状态、过程、图形、图像、关键词语之中;模糊条件往往存在于一些模糊语言之中(一般只界定一个大概的范围)。
①找出已知条件:如哪些物理量是已知的,接触面是否光滑;是否考虑粒子的重力;粒子带正电还是带负电;物体是否能通过竖直圆周的最高点;待求量是不是矢量;结果要求保留几位有效数字等。②挖掘隐含条件:隐含条件的挖掘是破题的重要环节,有些考生往往因不能有效地挖掘隐含条件而导致解题时束手无策。a.物理概念中的隐含条件:如交变电流的有效值,意味着相同时间内在相同电阻上与直流电产生相同热量。b.物理模型中的隐含条件:如质点、点电荷意味着不计形状和大小;同步卫星意味着卫星的角速度或周期与地球相同;自由落体运动意味着不计空气阻力等。
c.物理现象、状态中的隐含条件:如受力平衡状态意味着合力为零;“缓慢移动”意味着物体处于动态平衡状态;在轨运行的航天员意味着完全失重状态等。d.关键词语中的隐含条件:如表现极值条件的用语“最大”“最小”“至少”“刚好”等,均隐含着某些物理量可取特殊值。e.图形、图像中的隐含条件:实物图、示意图中的几何关系可以作为量化信息利用;物理图像中隐含的条件一般与数学知识有关,如v-t图像隐含速度、加速度的变化规律,“面积”表示位移;U-I图像隐含导体的电阻、电动势和内阻等。f.物理常识中的隐含条件:在一些近似估算中,考生需根据常识自己给出条件,如成年人的质量为60~100 kg,自行车的速度约为5 m/s,月球的自转周期约为27天等。③舍弃干扰条件:发现题中的干扰条件要大胆舍弃,干扰信息往往与解题的必备条件混杂在一起,若不及时识别并排除,就容易受干扰而误入陷阱。
(3)明确目标:目标是指题目“问的什么”“要求什么”,读题时在这里必须略加停顿,以便明确目标,把握方向,避免答非所问,解非所求。(4)理清过程把握状态:物理过程是指研究对象在一定条件下变化和发展的程序,若是多过程问题,则可将全过程分解为多个子过程或将多个子过程合并成一个全过程;状态是指研究对象在某时刻或某位置所呈现的特征。每一道物理试题都是由若干个物理状态和过程组合而成的,弄清楚这些状态和过程就把题目理出了头绪。我们可以利用画草图的方法把某研究对象在某物理过程中以及该过程两端所呈现的特征显示出来,以便借助简图找到这些状态和过程所遵循的物理规律。
[例题](2021全国乙卷)如图所示,一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量m'=0.06 kg的U形导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻R=3 Ω的金属棒CD的两端置于导体框上,与导体框
构成矩形回路CDEF;EF与斜面底边平行,长度l=0.6 m。初始时CD与EF相距s0=0.4 m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离s1= m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的EF边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小B=1 T,重力加速度g取10 m/s2,sin α=0.6。求:
(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数;(3)导体框匀速运动的距离。
答案 (1)0.18 N (2)0.02 kg 0.375 (3) m解析 (1)金属棒和导体框整体下滑,满足(m'+m)gsin α=(m'+m)a1金属棒和导体框整体下滑到金属棒刚要进入磁场的速度为v1解得v1=1.5 m/s进入磁场后金属棒匀速运动,电动势E=Blv1回路电流金属棒受到的安培力F1=BIl解得F1=0.18 N。
(2)设导体框进入磁场匀速运动的速度为v2。当金属棒匀速运动时有mgsin α+Ff=F1Ff=μmgcs α对于导体框,速度从v1向下加速,进入磁场时速度为v2,根据牛顿第二定律得m'gsin α-Ff=m'a2进入磁场后导体框匀速运动时,有m'gsin α=F安'+Ff联立解得m=0.02 kg,μ=0.375,v2=2.5 m/s,a2=5 m/s2。
破题:(1)根据题意可得金属棒和导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运动,由动能定理或运动学公式求速度,进而求安培力。(2)金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用,根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上,之后金属棒相对导体框向上运动,因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力,因匀速运动,根据平衡建立关系;此时导体框向下做匀加速运动,根据牛顿定律和运动学公式,列出金属棒在磁场中运动这段时间内框的位移关系式,这一步是能否完美求解的关键。(3)金属棒出磁场以后,速度小于导体框的速度,因此受到向下的摩擦力,做加速运动,金属棒向下加速,导体框匀速,当共速时导体框不再匀速,求出共速用时,进而求位移。
二、迅速破题破题是解题的必要环节,是正确解题的关键。在找出各种条件、明确各个过程和状态的情况下,就要正确构建物理模型迅速进入破题阶段。所谓破题就是找到该模型在各过程和状态中所适用的物理规律和解题方法。一个题目的条件和目标之间存在着一系列的必然联系,这些联系就是由条件通向目标的桥梁。究竟用哪些关系来解题要根据这些关系和题中所述的物理过程所遵循的物理规律来确定。所有这些都要在这一步确定好,否则可能前功尽弃。
三、规范答题答题是最后一步,也是能否得分的关键。解题规范化,简单地讲就是解题要按照一定的格式进行,图文并茂,书写整洁,布局合理,层次分明,结论明确。1.画图根据题意作出描述物理情境或过程的示意图(包括受力分析图、运动过程图、状态图、电路图等),并且要做到图文对应,有时要求画函数图像时,就必须建立坐标系(包括画上原点、箭头,标好物理量的符号、单位及坐标轴上的标度等)。
2.写出必要的文字说明文字说明能反映解题思路,展示思维过程。书写文字说明时要言简意赅,详略得当,使解题思路清晰明了,解答有理有据。必要的文字说明主要有下列几项:(1)说明研究对象:可采用“对物体A”“对A、B组成的系统”等简洁的形式;(2)指出物理过程和状态:如“从A→B”“在t时刻”等简单明了的说法;(3)选定正方向、参考系、参考面、零势点(面),设定所求物理量或中间变量的字母符号;
(4)说明隐含条件、临界条件,分析所得的关键判断;(5)指明所用物理公式(定理、定律、方程)的名称、条件和依据,并用“由……定律得……”“据……有……”以及关联词“将……代入……”“联立……”“由……得出……”等句式表达;(6)使用恰当的连词或连接语;(7)结果带有负号时应说明其表示的意义。
3.列出方程式方程式是主要的得分依据,写出的方程式必须符合所依据的物理规律的基本形式,体现出对题意的理解和对规律的应用。注意以下两点:(1)写出原始方程(物理量的定义式、概念或规律的表达式),不能以变形式代替原始式。方程式应该全部用字母符号来表示,不要写代入数据的方程,方程中物理量的符号要用题中所给的符号,若使用题中没有的物理量符号时,也要使用课本上统一的符号;(2)要分步列式,不要用综合式或连等式(评卷标准中按分步式给分),并对各方程式进行编号。
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