2027届高考物理一轮复习解题方法课件：专题能力训练

专题能力训练 A组　固本强基 题号 选题理由 1 通过学习这道题,使学生理解金属线圈绕某一轴线切割磁感线产生正弦式交变电流的原理及过程,知道产生某一电动势时金属线圈所处位置,学会构建空间几何模型,计算出磁场区域改变后的面积 2 两束光在入射角相同时,对描述两光的不同物理量进行考查并考查双缝干涉现象 3 该题的图像比较创新,光电子的最大初动能Ekm与入射光波长λ的关系图像,主要考查光电效应方程和读图能力 专题能力训练 题号 选题理由 4 通过波形图和振动图像推断t=11 s时的波形图,充分考查波的传播方向、周期性和相位的关系 5 考查了连接体模型,利用数理结合考查了极限思维,通过本题提高了学生的理解能力、模型构建能力和科学推理能力 6 考查学生对霍尔效应原理的理解,理解U-B图像 7 金属棒由静止沿导轨下滑考查电磁感应与动力学综合问题 专题能力训练 1.(2024山东卷,8)如图甲所示,在-d≤x≤d、-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场(用阴影表示磁场的区域),边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时,线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化,线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分,则变化后磁场的区域可能为(　 　) 专题能力训练 【答案】 C　 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像意义 横轴:时间t。纵轴:感应电动势e。反映感应电动势e随时间t的变化规律 图线类型 正弦曲线 物理规律 感应电动势e=Emsin ωt 解决 问题 由题图乙可知e=Emsin ωt,当e=E时,sint=,t=T,即磁场变化后,当线圈转过时,线圈才开始切割磁感线,这时产生的电动势恰为E,所以C正确 专题能力训练 2.(2025陕西汉中二模)如图所示,两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线分别为a光和b光。已知入射角α=45°,a光与玻璃砖左侧平面的夹角β=60°,下列说法正确的是(　B　) A.若a光为蓝光,b光可能是红光 B.a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光的大 C.玻璃柱体对a光的折射率为 D.用a光和b光分别照射同一双狭缝,观察干涉现象,a光的条纹间距更窄 专题能力训练 【信息提取与转化】 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 1 两种颜 色的光 频率不同 对于同一介质,光的频率越大,折射率越大、光速越小,可见光中从红光到紫光,频率减小 专题能力训练 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 解决实际问题 专题能力训练 3.(2025河南二模)太阳能光伏发电能将光能转换成电能,其原理是光电效应。如图为某金属材料发生光电效应时光电子的最大初动能Ekm与入射光波长λ的关系图像,图像与横轴的交点为a,图像的虚线部分最终趋近于Ekm=-b这条直线,普朗克常量为h,则光在真空中的速度为(　B　) A. B. C. D. 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像意义 横轴:入射光波长λ。纵轴:光电子的最大初动能Ekm。反映光电子的最大初动能Ekm随入射光波长λ的变化规律 图线类型 曲线 物理规律 光电效应方程Ekm=-W0 解决问题 由光电效应方程Ekm=-W0,可知Ekm-λ图像的截距b=W0,当λ=a时,Ekm=0,代入得W0=,联立解得c=。B项正确 专题能力训练 4.(2024天津卷,3)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,图甲是t=1 s时该波的波形图,图乙是x=0处质点的振动图像。则t=11 s时该波的波形图为 (　C　) 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像 信息 y-x 图像 反映各质点在同一时刻相对各自平衡位置的位移的曲线 y-t 图像 某质点位移随时间变化的规律,周期T=4 s 解决 问题 由题图乙可知波的周期T=4 s,t=11 s时,即在t=1 s后再经过10 s=2.5T,此时原点处的质点振动到波谷位置,即该波的波形图为C 专题能力训练 5.(2024全国甲卷,15)如图所示,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中,可能正确的是(　D　) 专题能力训练 【信息提取与转化】 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 文本表述(关键信息) 1 一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码 ①牛顿第二定律 ②隔离法和整体法 对物块P:FT-Ff=m0a 对盘和砝码: mg-FT=ma 专题能力训练 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 文本表述(关键信息) 解决实际问题   专题能力训练 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 文本表述(关键信息) 解决实际问题   专题能力训练 6.(2024江西卷,7)石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料,具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度。如图甲所示,在长为a,宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电极1、3间通以恒定电流I,电极2、4间将产生电压U。当I=1.00×10-3 A时,测得U-B关系图线如图乙所示,元电荷e=1.60×10-19 C,则此样品每平方米载流子数最接近(　D　) 甲 乙 A.1.7×10-19 B.1.7×1015 C.2.3×1020 D.2.3×1016 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像 意义 横轴:磁感应强度B。纵轴:电极2、4间的电压U。反映电极2、4间的电压U随磁感应强度B的变化规律 图线 类型 一条倾斜的直线 物理 规律 稳定时电子受力平衡,有evB=e,整理可得U=B 斜率 k= 专题能力训练 项目 内容 解决 问题   专题能力训练 7.(2024天津卷,4)如图所示,两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置,导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度,导轨上端用直导线连接,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑,下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好,则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I,随时间t变化的关系图像可能正确的是(　A　) 专题能力训练 【信息提取与转化】 序号 提取有效信息 关联必 备知识 建立物 理关系 文本表述 条件信息 1 导轨上端用直导线连接 金属杆切割磁感线 构成闭合回路 ①法拉第电磁感应定律 ②闭合电路欧姆定律 ③匀强磁场中的安培力 ④牛顿第二定律 感应电动势E=BLv 感应电流I= 安培力F安=BIL MN加速度a= 2 整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中 3 具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑 专题能力训练 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 文本表述 条件信息 解决实际问题   专题能力训练 序号 提取有效信息 关联必备知识 建立物理关系 文本表述 条件信息 解决实际问题   专题能力训练 B组　拓展提升 题号 选题理由 1 用三种不同的光通过光电管研究光电效应,考查光电管的工作原理和光电效应的相关规律 2 通过考查加速度与时间的图像,描述物体做简谐运动的过程 3 以静电分析器的简化图为载体,将基础知识辐向分布的电场线、圆周运动、离心运动等基础知识结合起来,考查非匀强电场的特殊点间的电场强度关系和电势差关系与圆周运动和离心运动的特点,并能结合能量守恒解决问题 专题能力训练 题号 选题理由 4 通过现实生活中的蹦床问题,结合运动员对蹦床作用力大小F随时间t的变化规律,考查动力学知识和读图能力 5 以汽缸活塞模型为载体,引入测量水深装置的设计情境,考查气体实验定律 6 在测量玻璃的折射率基础上进行迁移创新,在盖玻片和物质间填充或不填充油,考查理解能力、思维能力和推理能力 专题能力训练 1.(2025北京昌平二模)如图(a)所示,小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K,调节滑动变阻器的滑片,得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图(b)所示。下列说法正确的是(　C　) A.甲光的光子能量最大 B.用乙光照射时饱和光电流最大 C.用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D.分别射入同一单缝衍射装置时,乙光的中央亮条纹最宽 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像意义 横轴:电压U,纵轴:光电流I,反映光电流I随电压U的变化规律 图线类型 曲线 物理 规律 ①光电管两端电压从反向电压的遏止电压逐渐减小,光电流增大,当光电管两端的反向电压减小为0并继续正向增大时,光电流增 大,当光电管两端的正向电压增加到某一值时,光电流达到饱和光电流,当正向电压继续增大,光电流不变 ②光电效应方程 ③动能定理 专题能力训练 项目 内容 解决 问题 A 根据光电效应方程得=hν-W0,根据动能定理得eUc=,联立可得hν=eUc+W0,可分析出乙光对应的遏止电压Uc较大,对应的光子能量最大,A项错误 B 由图(b)可知甲光照射时饱和光电流最大,B项错误 C 由eUc=,可分析出用乙光照射时光电子的最大初动能最大,C项正确 D 乙光的光子能量最大,频率最高,波长最短,分别射入同一单缝衍射装置时,乙光的中央亮条纹最窄,D项错误 专题能力训练 2.(2024北京卷,9)图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向上为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是(　D　) A.t=0时,弹簧弹力为0 B.t=0.2 s时,手机位于平衡位置上方 C.从t=0至t=0.2 s,手机的动能增大 D.a随t变化的关系式为a=4sin(2.5πt) m/s2 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像 意义 纵轴:加速度a。横轴:时间t。反映物体加速度随时间的变化规律 图线 类型 正弦曲线 物理 规律 反映了某一时刻物体的加速度 专题能力训练 项目 内容 解决 问题 A t=0时,手机加速度为0,根据牛顿第二定律得弹簧弹力大小F=mg,A项错误 B t=0.2 s时,手机的加速度为正,则手机在平衡位置下方,B项错误 C 从t=0至t=0.2 s,手机的加速度增大,手机从平衡位置向最大位移处运动,速度减小,动能减小,C项错误 D 手机振动周期T=0.8 s,则角频率ω==2.5π rad/s,则a随t变化的关系式为a=4sin(2.5πt) m/s2,D项正确 专题能力训练 3.(2025福建模拟)某种静电分析器简化图如图所示,在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出,恰好做圆周运动,运动轨迹为ABC,半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出,轨迹为弧APQ,其中P、B、O共线,已知BP电势差为U,|CQ|=2|BP|,a电子入射动能为Ek,则(　D　) A.B点的电场强度E= B.P点电场强度大于C点电场强度 C.b电子在P点的动能小于在Q点的动能 D.b电子全程克服电场力做功小于2eU 专题能力训练 【信息提取与转化】 序号 提取图示信息 建立物理关系 1 由半径方向向外,电场线变疏 沿半径方向向外,电场强度减小 2 一电子a自A点垂直电场射出,恰好做圆周运动 电场方向与轨迹垂直,满足圆周运动供需平衡,且电场力不做功 3 另一电子b自A点垂直电场射出,轨迹为弧APQ 电场力做负功,电势能变大,动能变小,做离心运动 专题能力训练 序号 提取图示信息 建立物理关系 解决实际问题     专题能力训练 序号 提取图示信息 建立物理关系 解决实际问题     专题能力训练 4.(多选)(2024全国甲卷,7)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(　BD　) 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=1.0 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4 600 N 专题能力训练 【信息提取与转化】 项目 内容 图像 意义 横轴:时间t。纵轴:运动员对蹦床作用力大小F。反映力F随时间t的变化规律 图线 类型 曲线 物理 规律 根据运动员对蹦床作用力的大小F描述运动员的位置 专题能力训练 项目 内容 解决 问题 A t=0.15 s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,A项错误 BC 运动员从t=0.30 s时离开蹦床到t=2.3 s时再次落到蹦床,运动员做竖直上抛运动,时间为2 s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1 s,所以在t=1.3 s时,运动员恰好运动到最大高度处,此时速度为0,t=0.30 s时运动员的速度大小v=10×1 m/s=10 m/s,B项正确,C项错误 D 运动员落到蹦床时的速度大小为10 m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理有·Δt-mg·Δt=mv-(-mv),其中Δt=0.3 s,解得=4 600 N,根据牛顿第三定律可知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4 600 N,D项正确 专题能力训练 5.(2025湖北二模)某同学设计了一款测量水深的装置。导热良好的汽缸由A、B两部分构成,两部分的横截面积分别为4S和S,A汽缸的长度为,B汽缸中活塞可以自由移动的长度为l,且l=10 m。该装置在船上时两密闭良好的轻薄活塞位置如图所示,A汽缸中的气体压强为4p0,B汽缸中的气体压强与外界大气压强均为p0(已知p0相当于10 m高的水柱产生的压强),测量水深时可以认为海水温度一直与船上相同,不计一切摩擦。求: (1)B汽缸中的活塞向左移动时该装置在海水中的深度; (2)该装置可以测量海水的最大深度。 【答案】 (1)20 m　(2)35 m 专题能力训练 【信息提取与转化】 序号 提取有效信息 信息解读 关联必备知识 建立物理关系 1 已知p0相当于10 m高的水柱产生的压强 压强大小与水深度的关系 ①函数表达式 ②玻意耳定律 ③体积关系 ①h=10(m) ②p0V0=p1V1 ③VA2+VB2=VA1 2 导热良好的汽缸、测量水深时可以认为海水温度一直与船上相同 温度保持不变 3 该装置可以测量海水的最大深度 B汽缸右端的活塞运动到最左端 专题能力训练 【推理论证】 专题能力训练 【解题过程】(1)B汽缸中的活塞向左移动时假设A中活塞不动,以B汽缸中的气体为研究对象,p1=p0,V1=lS,V2=S 由玻意耳定律有p1V1=p2V2 解得p2=3p0<4p0 假设成立;活塞向左移动时该装置在海水中的深度h=h0=2h0=20 m。 (2)当B汽缸中的活塞刚好移动到B汽缸的最左端时,以A汽缸和B汽缸中的气体整体为研究对象,有4p0·4S+p0lS=p·4S 解得p=4.5p0 该装置可以测量的海水量大深度H=h0=3.5h0=35 m。 专题能力训练 6.(2025云南卷,13)用光学显微镜观察样品时,显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源,为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射,可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充,如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5,盖玻片厚度d=2.0 mm,盖玻片与物镜的间距h=0.20 mm,不考虑光在盖玻片中的多次反射,取真空中光速c=3.0×108 m/s,π=3.14。 甲　填充前 乙　填充后 专题能力训练 (1)求未滴油时,O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积(结果保留2位有效数字); (2)滴油前后,光从O点传播到物镜的最短时间分别为t1、t2,求t2-t1(结果保留2位有效数字)。 【答案】 (1)1.0×10-5 m2　(2)3.3×10-13s 专题能力训练 【信息提取与转化】 序号 提取有效信息 关联必 备知识 建立物 理关系 文本表述 临界条件 1 求未滴油时,O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积 光在盖玻片的上表面的透光的圆形边缘正好是光发生全反射的临界角 临界角的表达式和圆的面积 sin C= S=πr2 2 滴油前后,光从O点传播到物镜的最短时间 光在直线传播时路程最短,时间最短 光速与光程、时间的关系 s=vt 专题能力训练 【推理论证】 专题能力训练 【解题过程】(1)假设临界角为C,根据临界角公式可得sin C= 假设未滴油时,盖玻片上表面的透光区域半径为r,由数学知识可知 r=dtan C=d 解得透光面积S=πr2=1.0×10-5 m2。 (2)当光从O点垂直于盖玻片上表面入射时,传播时间最短,则滴油前光从O点传播到物镜的最短时间t1= 滴油后光从O点传播到物镜的最短时间t2= 其中光在盖玻片与油中的传播速度v1= 解得t2-t1=(n-1)=3.3×10-13 s。 专题能力训练 $