2026届高考物理三轮复习热点模型课件

这是一份2026届高考物理三轮复习热点模型课件，共90页。PPT课件主要包含了答案见解析，技法点拨，跟踪训练，答案5倍，不正确理由见解析，微点6涡旋电场问题，涡旋电场的产生等内容，欢迎下载使用。
微点1 柱状模型的建构与应用
例1 [2013·北京卷] 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质.
在该题中建立柱状模型的方法如下:(1)对于导线中的电流问题,想象在导线中取一段长度为 Δl 的圆柱体,其横截面积为S.在Δt时间内,这段圆柱体体积为V=SΔl.因为单位体积内有n个自由电子,所以这段圆柱体内的自由电子总数为N=nV=nSΔl .又已知自由电子定向移动的速率均为v,所以在Δt时间内,通过导线横截面的电子就是这段圆柱体内的电子.通过这样的柱状模型,就可以清晰地分析和计算在 Δt时间内通过横截面的电子数量,从而得出电流的表达式.(2)对于容器中粒子碰撞器壁的问题,以器壁上的面积S为底、以 vΔt 为高构成柱体,在Δt时间内,这个柱体体积内的粒子都会与面积为S的器壁发生碰撞,通过计算柱体体积内的粒子数量,就可以得出在Δt时间内与器壁碰撞的粒子总数,从而进行后续的冲量、压力等计算.
[解析] 根据题设条件：大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零.以下只考虑雨滴下落的定向运动.
简化的圆盘模型如图所示.
微点2 球状模型的构建与应用
例2　[2023·北京卷] 螺旋星系中有大量的恒星和星际物质,主要分布在半径为R的球体内,球体外仅有极少的恒星.球体内物质总质量为M,可认为均匀分布,球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动,恒星到星系中心的距离为r,引力常量为G.
[解析] 在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的.因此，一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积
微点3 弹簧模型的综合应用
例3 如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计.物块(可视为质点)的质
[解析] 整个过程中,摩擦力做功Wf=-μmg·(2x3-x1-x2)与弹力做功比较,弹力做功与x3无关,即与实际路径无关,只与始、末位置有关,所以,我们可以定义一个由物体之间的相互作用力(弹力)和相对位置决定的能量——弹性势能.而摩擦力做功与x3有关,即与实际路径有关,所以,不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”.
1. [2025·朝阳区二模] 如图甲所示,质量相等的物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上,水平轻弹簧一端与A拴接,另一端固定在竖直墙壁上.开始时弹簧处于原长,物块A、B保持静止.t=0时刻,给B施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左运动,当A、B的速度为零时,立即撤去恒力.物块B的v⁃t图像如图乙所示,其中t4至t5时间内图线为直线.弹簧始终在弹性限度内,A、B与地面间的滑动摩擦力大小恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是 (　)A.t3时刻A、B分离 B.改变水平恒力F大小,t4~t5的时间不变 C.0~t4时间内图像满足同一正弦函数规律 D.0~t2和t2~t4时间内图乙中阴影面积相等　　　
[解析] 由题意结合题图乙可知,t3时刻弹簧弹力与B所受的摩擦力大小相等,弹簧处于压缩状态,t4时刻弹簧刚好恢复原长,A、B刚要分离,故A错误;改变水平恒力F大小,则弹簧压缩量变化,弹性势能改变,两物体分开时B的动能改变,则t4~t5的时间改变,故B错误;0~t2时间内整体受外力、弹力、摩擦力做功,t2~t4时间内受弹力与摩擦力做功,根据功能关系可知动能变化不相同,则0~t4时间内图像不满足同一正弦函数规律,故C错误;t4时刻弹簧刚好恢复原长,根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知,0~t2和t2~t4时间内图乙中阴影面积相等,故D正确.
2. [2025·海淀区一模] 如图甲所示,把一个质量为m的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的右端,弹簧的左端固定,小球置于光滑水平面,小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子.以弹簧原长时小球的位置为坐标原点O,以水平向右为正方向建立坐标轴Ox.小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内,忽略摩擦阻力的影响.(1)把小球拉向O点的右方x=+L处,然后由静止释放,小球沿着坐标轴做往复运动.
①在图乙中画出弹簧弹力F随x变化的示意图,并由此求出小球从x=+L处静止释放至第一次运动到平衡位置O的过程中,弹簧对小球做的功W.
②求小球从x=+L处静止释放至第一次运动到平衡位置O的过程中,弹簧对小球冲量的大小I.
①求该椭圆的半长轴a和半短轴b.
②实际上,小球在运动过程中受到微小的阻力,在相当长的时间内可近似认为其p⁃x图线是一系列面积不同的封闭椭圆.经过一段相当长的时间T,椭圆的面积减小为原来的90%,求这段时间内克服微小阻力做功的平均功率P.(已知椭圆面积S=πab)
微点4 带电粒子的运动的相关科技应用
例4 [2024·北京卷] 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道.图为某种霍尔推进器的放电室(两个半径接近的同轴圆筒间的区域)的示意图.放电室的左、右两端分别为阳极和阴极,间距为d.阴极发射电子,一部分电子进入放电室,另一部分未进入.稳定运行时,可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场,电场强度和磁感应强度大小分别为E和B1;还有方向沿半径向外的径向磁场,大小处处相等.放电室内的大量电子可视为处于阳极附近,在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动(如截面图所示),可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离.每个氙离子的质量为M、电荷量为+e,初速度近似为零.氙离子经过电场加速,最终从放电室右端喷出,与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和.已知电子的质量为m、电荷量为-e;对于氙离子,仅考虑电场的作用.
第(2)问,氙离子在两极间的运动较为复杂,而电子在稳定时是匀速圆周运动模型,研究对象可以选为在阳极做匀速圆周运动的电子;一旦运动模型建立,受力情况也随之明确:轴向磁场产生的洛伦兹力提供圆周运动的向心力,而径向磁场产生的洛伦兹力平衡电场力;第(3)问,根据运动状态的变化确定冲击力.题干中氙离子“最终从放电室右端喷出”,“每个氙离子初速度近似为零”,由此可以确定为反冲模型(认真审题的重要性).到此处,解题思路跃然纸上:电场对氙离子做功(两个磁场的洛伦兹力不做功)使其获得初速度,放电室右端喷出,结合动量定理列方程求解.当然,关于氙离子数量,同样体现审题的巨大意义“与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和”——氙离子数量与未进入放电室的电子的数量相等.
微点5 发电机和电动机模型
在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图甲轨道端点M、P间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图乙轨道端点M、P间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在Δt时间内,图甲“发电机”产生的电能和图乙“电动机”输出的机械能;
例5　[2017·北京卷] 发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图甲、图乙所示的情景.
[答案] 如图丙、图丁所示.
① 电动机在额定电压下工作时的电功率为______；
(2)发电机和电动机在结构上具有相似性,因此电动机也可以作为发电机使用.如图甲所示,用R表示玩具电动机线圈的等效电阻,将电动机接在一电动势为E、内阻不计的电源两端,电动机的转轴上缠有足够长的轻绳,绳下端悬挂一质量为m的重物,最终可以使重物匀速上升.如图乙所示,若将原电路中的电源去掉,将玩具电动机作为发电机使用,轻绳在轴上的缠绕方向不变,悬挂的重物质量相同,重物最终以速率v匀速下落.为简化问题研究,认为玩具电动机作为发电机使用时,线圈匀速转动产生大小恒定的电动势;不考虑各部分的摩擦阻力的影响,认为电动机或发电机线圈匀速转动时所受安培力大小与所挂重物重力大小成正比,与线圈转动速度无关.①图甲和图乙中通过电阻R的电流方向　　　　(选填“相同”或“相反”); 
(2)发电机和电动机在结构上具有相似性,因此电动机也可以作为发电机使用.如图甲所示,用R表示玩具电动机线圈的等效电阻,将电动机接在一电动势为E、内阻不计的电源两端,电动机的转轴上缠有足够长的轻绳,绳下端悬挂一质量为m的重物,最终可以使重物匀速上升.如图乙所示,若将原电路中的电源去掉,将玩具电动机作为发电机使用,轻绳在轴上的缠绕方向不变,悬挂的重物质量相同,重物最终以速率v匀速下落.为简化问题研究,认为玩具电动机作为发电机使用时,线圈匀速转动产生大小恒定的电动势;不考虑各部分的摩擦阻力的影响,认为电动机或发电机线圈匀速转动时所受安培力大小与所挂重物重力大小成正比,与线圈转动速度无关.
变化的磁场在其周围空间激发一种电场,称之为感生电场.感生电场的电场线为闭合曲线,无头无尾,像涡旋一样,所以也叫涡旋电场.感生电场与静电场有相似之处,也有不同点.无论是静电场还是感生电场对带电粒子都有力的作用,这是它们的相同点.它们的不同点主要表现在两个方面:(1)感生电场由变化的磁场激发;而静电场则由静止的电荷激发;(2)感生电场是非保守场,其闭合回路感应电场力做功不等于零,电场线是环绕变化磁场的一组闭合曲线,故感生电场又称涡旋电场;而静电场是保守场,其闭合回路感应电场力做功等于零,其电场线是不闭合的.
涡旋电场是感生电动势的产生条件,在电磁感应中是高考的重要考点.
可以用如图乙表示,我们发现在磁场边界处涡旋电场强度最大,此图中场强的变化规律与地球的引力场强度、均匀带电球的电场强度的变化规律相似.
例6 [2024·大兴区一模] 静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场.
2. [2024·顺义区一模] 在电磁感应现象中,感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种.产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”,在“电源”内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能.均匀变化的磁场会在空间激发感生电场,该电场为涡旋电场,其电场线是一系列同心圆,单个圆上的电场强度大小处处相等,如图甲所示.在某均匀变化的磁场中,将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处.从圆环的两端点a、b引出两根导线,与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来,如图乙所示.金属圆环的电阻为R0,圆环两端点a、b间的距离可忽略不计,除金属圆环外其他部分均在磁场外.此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力.若电路中电流表显示的示数为I,电子的电荷量为e.(1)求金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小;