序篇2 物理问题的破解-【金版教程】2026年高考物理一轮复习解决方案全书word

　物理问题的破解策略 就大多数的物理问题，都需要我们针对所给的问题，完成右侧所列的基本工作 审情境→选对象→辨受力→析运动(变化)→建模型→选规律→列方程→解方程(数学)→得结果(回归物理) 在物理问题的解决过程中，一般需要从右侧所列的几个方向进行细致准确的分析，找到解决问题的切入点，直至解决问题 ①情境分析；②条件分析；③对象分析；④状态分析；⑤过程分析；⑥运动分析；⑦作用分析；⑧关联分析 　物理问题的破解程序 程序一　读找 “读找”的过程，就是收集解决问题所需的有价值的信息的过程。 在“读找”阶段，通过对题目的阅读理解，①明确问题所存在的环境(何种场、面或杆或轨道等各种约束类型)；②题目研究的是什么物理问题，究竟发生了什么事件？③题目约定的已知条件有哪些？④涉及哪些物理过程，对相应的过程或特定状态有哪些约定？哪些是不确定的(或可能的)因素？⑤题给信息的各条件限制会对应什么结果？ 在阅读理解过程中，要将从文字、数学表达式、示意图、图像、图表等各途径获得的信息转译成物理条件。 1．就文字来说，常见的关键词句可转译成的物理条件： “刚好”“恰好”“恰能”……：物体刚好在竖直平面内做圆周运动，意味着要考虑竖直平面内圆周运动的临界条件，此时要注意弄清是绳模型还是杆模型。 物块A刚好没有从运动的木板B上掉下来，说明物块A到达木板B的一端(最左端或最右端)时和木板B有相同的速度。 物体刚要离开斜面(水平面)，意味着此时压力(支持力)刚好变为零。 带电粒子从两金属板中央射入，刚好穿出偏转电场，意味着粒子从偏转电场的边缘飞出。 “轻绳”：质量不计、形变不计，弹力可以突变；只能提供沿绳方向的拉力，不能提供支持力。 “轻杆”：质量不计、形变不计，弹力可以突变；既能提供拉力，也能提供支持力。 “轻弹簧”：质量不计，形变量较大，弹力不能突变；既能压缩，也能伸长或者恢复原长，所以既能提供拉力，也能提供支持力，也可能弹力为零。弹力的大小符合F＝kx。 “光滑表面”：不计摩擦。 “质点”：形状和大小可以忽略不计，但有质量。 “点电荷”：形状、大小及电荷分布状况可以忽略不计，但有电量和质量，形成辐射状非匀强电场。 “理想变压器”：没有电能损失(无热损、无磁损)，输出功率等于输入功率。 “理想电压表”：电压表内阻无限大，相当于断路，只测电压不分电流。 “理想电流表”：电流表内阻为零，相当于一根导线，只测电流不分电压。 “静止”“匀速直线运动”“平衡状态”“缓慢”：物体所受合力为零，合力做的功为零，动能不变，动量也不变。 “弹性碰撞”：系统在碰撞前后动量、动能都不变。 “相对静止”“一起运动”：两运动的物体具有相同的速度和加速度。可以考虑使用整体法。 “突然”“瞬间”：可能表示弹簧来不及形变。 “轻轻地放上”：表示物体无初速度。 直线运动中“速度最大”：物体加速度为零，合力为零。 “最高(低)点”：物体的竖直速度为零。 “弹簧最短或最长”：两端物体速度相同，弹簧的弹性势能最大。 …… 2．示意图一般给出了研究对象的过程特点、位置关系、连接关系等。 3．图像中可以获取信息的六个方面：轴、点、线、斜、截、面。 轴：对待图像首先关注其横、纵坐标是什么物理量，以便于弄清图像描述的是哪两个物理量之间的关系？是描述进程发展规律还是只表明两者关系？ 点：图像上的某一个点对应的含义，尤其注意边界点、交点、拐点(转折点)。 线：图像是直线还是曲线？是向什么方向发展的？图像是否分段？若分段，对应的各段的差别与联系是什么？ 斜：图像的斜率有什么含义？图像斜率是正还是负？斜率变化与否、怎么变化？(多数图像问题最关键的就是从切线斜率上的比较去判断图像的正误以及图像应有的发展趋势)(有些物理量可能对应的是切线斜率，而有的物理量是对应割线斜率：例如，位移—时间图线为曲线，两时刻间的平均速度对应图线上对应两点连线所表示的割线的斜率) 截：图像在两个坐标轴上的截距有什么含义？截距对应的简化物理关系是怎样的？ 面：图像与坐标轴包围的面积可能代表的物理意义是什么？应该是图像与哪个坐标轴包围的面积？ 一般在“读找”阶段易发生失误的地方： (1)是否考虑重力，重力加速度约定取多少？ (2)物体是在哪个面内运动？(水平？竖直？斜面？) (3)物理量是矢量还是标量？是否需要考虑方向？ (4)哪些量是已知量，哪些量是未知量？(知道了什么？求什么？) (5)关键词句的含义是什么？ (6)是否准确理解题目中括号里的文字(往往是最重要的)? (7)是否抓住了图像上的关键点？是否注意到了通过图像所给的暗示及条件？ (8)选择题中选错误的还是正确的？ (9)区分物体的性质和所处的位置：如物体是导体还是绝缘体？是轻绳、轻杆还是轻弹簧？物体是在圆环的内侧、外侧还是在圆管内或是套在圆环上？ (10)容易看错的地方还有：横、纵坐标表示位移还是位置？时间还是时刻？哪个物体运动？物体是否与弹簧连接？直径还是半径？粗糙还是光滑？有无电阻？等等。 (11)按照题设条件，是否可能出现多种情况(或需要进行讨论)? (12)注意试卷对答题要求的提示：是否有特殊要求(如有效数字位数要求)？要求答在何处？ (2024·全国甲卷)(多选)蹦床运动中，体重为60 kg的运动员在t＝0时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．t＝0.15 s时，运动员的重力势能最大 B．t＝0.30 s时，运动员的速度大小为10 m/s C．t＝1.00 s时，运动员恰好运动到最大高度处 D．运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600 N [分析] 本题提供信息的方式涉及文字、图像。由于在t＝0.30 s到t＝2.30 s之间，运动员对蹦床的作用力大小一直为零，可知这段时间内运动员在空中做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的对称性，这段时间的中间时刻即t＝1.30 s时运动员运动到最大高度处，其重力势能最大，同时可以根据竖直上抛运动的规律得出t＝0.30 s时运动员的速度大小；因为运动员与蹦床接触过程中力F一直在改变，且对应的F­t图线为曲线，无法直接计算这段过程力F的平均大小，所以需要间接求解，而根据前面分析，可以由竖直上抛运动的规律求得接触蹦床时刻与离开蹦床时刻运动员的速度，易知，可以对运动员在这段过程根据动量定理和牛顿第三定律列式以求得力F的平均值。 (多选)如图所示，在绝缘的光滑水平面上有两个同样的金属小球相距L，分别带有异号电荷。现给两个小球大小相同、方向相反的初速度，此后两小球发生弹性碰撞并有电荷的充分转移。若除碰撞外只考虑库仑力，当两小球再次相距L时(　　) A．两小球间电场力的大小一定比开始时大 B．两小球速度的大小一定比初速度大 C．两小球速度是否比初速度大取决于带电量情况 D．两小球的速度一定大小相等、方向相反 [分析] 本题中“绝缘”意味着除碰撞时外，小球电荷不会改变；“光滑水平面”说明没有摩擦且运动状态只在水平方向改变；“同样的金属小球”意味着接触后电量平分；“弹性碰撞”则对应系统动量守恒和动能守恒；“再次相距L”则是比较电荷间库仑力时有不变量——电荷间距。不确定的因素则有：“分别带有异号电荷”只是约定带电性质，而并未限定各自的电荷量；两小球初速度的约定没有限定两小球初速度的具体方向，两小球可能相向运动，也可能相背离运动。 程序二　标画 “标画”就是将题目涉及的问题条件、过程特点、多对象关系在图示中明显地标示出来。这是开始进入信息整合的准备工作。 在标画过程中，将“读找”阶段获取的物理条件在图示相应位置标注出来，既可以帮助我们全面分析题给条件避免遗漏，也有助于我们建立相关物理量的关系，理清解题思路。如果通过标画就可以将题设情境基本表现出来，就说明我们标画比较成功。 一般“标画”时需要作出基准，例如坐标轴的原点和方向、弹簧原长自由端位置、零势能面、振动中的平衡位置等。 “标画”所指的图示包括受力分析图、运动示意图、电路结构图(包括等效电路)、光路图、几何关系图、位置变化图等。尤其在带电粒子运动问题中，轨迹的标画常常是获取相关关系的最重要一步。 (2024·全国甲卷)一玻璃柱的折射率n＝，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。 [分析] 解答本题的关键是画出光路图，设出入射角、折射角、全反射临界角，然后列出折射定律、全反射临界角与折射率的关系式，结合几何关系式，联立求解，得出结果。 光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射的光路图如图所示 由折射定律可知n＝ 设全反射临界角为C，有sinC＝ 由几何知识可知α＝β＋C，＝sinα 这样联立即可求得结果。 程序三　拆列 “拆列”是将获取的题目信息、量化条件进行处理，通过确立研究的对象(对谁)、研究的状态或过程(何时)，进行适当拆分，以达到合理利用物理规律或化繁为简的目的，将应该呈现的物理规律方程建立起来(列方程)。 “拆分”是研究较为复杂问题的最常用的手段。在物理问题中拆分主要包括： (1)拆分题干层次以达到“读懂”题目。一般物理问题的题目组成分为三个部分：情境、条件、设问。在理解题意时，可以分层次或段落逐级分开，一步一步确认。 (2)拆分研究对象，确立对个体还是某个整体才能符合相应物理规律。在运动和力的相关问题中，我们采用的隔离法就是将研究对象拆分后，通过研究某个物体相关状态进而找到其间相互关系；碰撞问题中，单看碰撞一方，其运动状态变化可能很复杂，难以建立合适的物理方程，但将碰撞双方看成一个系统，则就可以建立动量和能量关系。 (3)拆分物理过程，将一个复杂的物理过程或变化分成几个阶段，每一个阶段符合不同的规律，可以建立不同的方程。 所谓“列”即是指列出相应研究状态的状态方程、相应过程的过程方程以及辅助的关联方程。 在如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。 [分析] 上述创设的情境可以研究的对象涉及子弹、木块以及弹簧，单独研究任何一个，或者子弹与木块，或者子弹、木块与弹簧组成的系统，在题设全过程中适用的规律都不明显，难以建立相应物理方程。 而如果将题设过程拆分成子弹击中木块阶段、子弹和木块一起挤压弹簧阶段，则在第一阶段子弹与木块两者组成的系统虽机械能不守恒但动量守恒，可以建立动量守恒方程；在第二阶段子弹与木块组成的系统动量不再守恒，但包含弹簧在内组成的系统机械能守恒，因此可以建立包含弹性势能、动能在内的机械能守恒方程。 因而如果已知子弹和木块的质量、子弹的初速度，就可以求出子弹击中木块后瞬间的共同速度以及其后弹簧的最大弹性势能；若再已知弹簧劲度系数，则还可求弹簧最大压缩量等。 程序四　算检 “算检”就是指将已经建立的相关方程联立求解，并对答案进行取舍和说明，包括对答案合理性的分析、可能性的讨论以及对应条件界定。即将数学求解的结果回归到物理问题中，给出物理问题的答案说明。 如图甲所示，在一个点电荷Q形成的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同，静电力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙中图线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。求： (1)B点电场强度的大小和方向； (2)点电荷Q的电性，并说明理由； (3)点电荷Q的位置坐标。 [分析] 本题考查的是点电荷形成的电场。 根据题中试探电荷带电性质、受力方向和从图像获取的信息可得：Ea＝40 N/C，方向沿x轴正方向；Eb＝2.5 N/C，方向沿x轴负方向。 由点电荷电场的分布特点和题设条件可知，点电荷只能带负电且在Ox轴上的A、B两点之间。 设Q的位置坐标为x，则有 Ea＝k，Eb＝k 又＝16，联立解得x＝1 m或x＝2.6 m 回归到物理问题，显然x＝1 m不符合前面分析出的点电荷位置，故是应该舍弃的解。所以符合题意的解是x＝2.6 m。 (2024·广东高考)如图甲所示，两块平行正对的金属板水平放置，板间加上如图乙所示幅值为U0、周期为t0的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场，右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带电粒子在t＝0时刻从左侧电场某处由静止释放，在t＝t0时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内，在t＝2t0时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场，并在t＝3t0时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍，粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。 (1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q； (2)求金属板的板间距离D和带电粒子在t＝t0时刻的速度大小v； (3)求从t＝0时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中，电场力对粒子做的功W。 [分析] 本题题干提供了问题情境和约束条件。从开头到“……，磁感应强度大小为B。”在告诉我们本题带电粒子所经区域的情形。随后则在逐步明确约定条件：带电粒子释放的位置及特点，第一次在金属板间的电场中运动的情况，第一次在磁场中运动的情况，金属板和粒子的具体信息，可以忽略的因素等。最后设问明确了需要我们完成的任务。拿到题目，需要我们通过拆分题目结构理解问题情境，通过“读找”和转译，了解清楚题目约定中明确的物理条件。基本判断：这是一个带电粒子在组合场(其中金属板间的偏转电场随时间周期性变化)中运动的问题。 (1)根据带电粒子在右侧磁场中的运动轨迹，结合左手定则判断带电粒子的电性。根据题述条件可以知道，粒子第一次在磁场中运动半周的时间为3t0－2t0，从而可以求得粒子在磁场中运动的周期T＝2t0，进而对粒子在磁场中的运动列式，求出粒子所带的电荷量q。 (2)由题意知，金属板的板长为L＝ 粒子在板间运动时，沿金属板方向有L＝vt0 设粒子在金属板间运动的加速度大小为a，则沿垂直金属板方向的位移大小为y＝2×a·，其中a＝，E＝ 由几何关系可知y＝2r，其中r＝ 再与(1)问所求得的电荷量q联立，解得D＝，v＝π。 (3)由(2)可解得r＝，即金属板的板间距离D＝3r 分析可知，粒子在t＝4t0时刻水平向左进入金属板左侧的电场开始做减速运动，在t＝6t0时刻再次进入金属板间的偏转电场，t＝6.5t0时刻碰到上金属板，带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图所示。根据轨迹图分析可知，整个过程中电场力对粒子做的功，等于粒子最开始在水平向右的匀强电场中运动的过程以及最后0.5t0时间内电场力做功之和，设在这两个过程中电场力做的功分别为W1、W2，则W＝W1＋W2 根据动能定理知W1＝mv2－0 根据功的定义有W2＝qE(D－2r) 再与(1)(2)问所求结果或所列关系式联立，即可求得整个过程中电场力对粒子做的功W。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$