物理必修一二常见题型及例题最新修正版.docx
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物理必修一二常见题型及例题最新修正版
物理常见题型及解析
题型1直线运动问题
题型概述：
直线运动问题是高考的热点，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中，则重在考查基本概念，且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题，难度为中等，常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.
思维模板：
解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运动过程进行分析，从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析，再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程，从而分析求解，前后过程的联系主要是速度关系，两个物体间的联系主要是位移关系.
例屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1
滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1m的窗户的上、下沿,
（1）此屋檐离地面多高?
（2）滴水的时间间隔是多少?
（g取10m/s2）
解析:
可以将这5滴水运动等效地视为一滴水下落,并对这一滴
水的运动全过程分成4个相等的时间间隔,如图中相邻的两滴水间的距离分别对应着各个相等时间间隔内的位移,它们满足比例关系:
1∶3∶5∶7.设相邻水滴之间的距离自上而下依次为:
x、3x、5x、7x,则窗户高为5x,依题意有5x=1则x=0.2m屋檐高度h=x+3x+5x+7x=16x=3.2m
由h=21
gt2得:
t=10
2.322⨯=ghs=0.8s.所以滴水的时间间隔为:
Δt=4t
=0.2s
题型2物体的动态平衡问题
题型概述：
物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题.
思维模板：
常用的思维方法有两种.
（1）解析法：
解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化;
（2）图解法：
根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化.
如图1所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力和环对杆的压力
的变化情况是（）
A.F逐渐增大，F摩保持不变，FN逐渐增大；
B.F逐渐增大，F摩逐渐增大，FN保持不变；
C.F逐渐减小，F摩逐渐增大，FN逐渐减小；
D.F逐渐减小，F摩逐渐减小，FN保持不变。
图1
解析：
以环、绳及物体整体为研究对象，受力如图1-1所示，根据平衡条件有：
图1-1
在物体缓慢下降的过程，系统仍然在此四个力的作用下处于平衡状态，仍然有关系式mg=FN，由牛顿第三定律可知：
物体缓慢下降过程中环对杆的压力FN保持不变，F与F摩仍满足大小相等，方向相反，所以两个力同时发生改变，关键是判断物体在下降过程中F的变化规律。
方法一：
计算法
以物体为研究对象，受力如图1-2所示，由平衡条件可知：
mg与F的合力与绳子的拉力FT等大反向，F大小满足关系式
，在物体缓慢下降过程中，物体的受力情况及平衡状态保持不变，所以关系式
仍然成立，但θ逐渐减小，所以F也随之减小，F摩也随之减小，D答案正确。
题型3运动的合成与分解问题
题型概述：
运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳（杆）末端速度分解的问题，二是小船过河的问题，两类问题的关键都在于速度的合成与分解.
思维模板：
（1）在绳（杆）末端速度分解问题中，要注意物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度的方向应取绳（杆）的方向和垂直绳（杆）的方向;如果有两个物体通过绳（杆）相连，则两个物体沿绳（杆）方向速度相等.
（2）小船过河时，同时参与两个运动，一是小船相对于水的运动，二是小船随着水一起运动，分析时可以用平行四边形定则，也可以用正交分解法，有些问题可以用解析法分析，有些问题则需要用图解法分析.
【例1】如图33,1所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它受的力反向，而大小不变，即由F变为,F，在此力作用下，关于物体以后的运动情况的下列说法中正确的是（）
A（物体不可能沿曲线Ba运动
B（物体不可能沿直线Bb运动
C（物体不可能沿曲线Bc运动
D（物体不可能沿原曲线由B返回A
解析:
由曲线运动产生的条件可知，物体的运动轨迹始终弯向合外力指向的这一侧（该题中物体受到的外力反向以后，物体运动的瞬时速度方向仍沿原来的切线方向，但曲线的弯曲方向也随合外力方向的改变而改变，因此此物体可能沿曲线Bc运动（所以，本题的正确选项为A、B、D）
点拨:
作曲线运动物体的运动轨迹一定处于合外力方向和速度方向的夹角之中（
题型4抛体运动问题
题型概述：
抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，不管是平抛运动还是斜抛运动，研究方法都是采用正交分解法，一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.
思维模板：
（1）平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其位移满足x=v0t,y=gt2/2，速度满足vx=v0,vy=gt;
（2）斜抛运动物体在竖直方向上做上抛（或下抛）运动，在水平方向做匀速直线运动，在两个方向上分别列相应的运动方程求解
例一个炮弹与水平地面成30º发射，初速度为400m/s。
竖直速度分量为200m/s，水平速度分量为346m/s。
求：
1.炮弹能在空中飞行的时间
2.炮弹能飞行的水平距离
解：
1、在竖直方向可看作是以200m/s的初速度上抛运动，因此可用v=gt来求炮弹在飞行的时间，因为是一上一下，所以t=2*v/g=400/10=40（秒）。
2、炮弹能飞行的水平距离s=v1（水平速度分量为346m/s）*在空中飞行的时间t=346*40=1384（米）
题型5圆周运动问题
题型概述：
圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题，而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.
思维模板：
（1）对圆周运动，应先分析物体是否做匀速圆周运动，若是，则物体所受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动，则应将物体所受的力进行正交分解，物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.
（2）竖直面内的圆周运动可以分为三个模型：
①绳模型：
只能对物体提供指向圆心的弹力，能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型：
可以提供指向圆心或背离圆心的力，能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型：
只能提供背离圆心方向的力，物体在最高点时，若v<（gR）1/2，沿轨道做圆周运动，若v≥（gR）1/2，离开轨道做抛体运动.
圆周运动的实例分析典型例题解析
【例1】用细绳拴着质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法中，正确的是[]
A．小球过最高点时，绳子中张力可以为零
B．小球过最高点时的最小速度为零
D．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
解析：
像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动，通过最高点时有下列几种情况：
加速度恰好等于重力加速度，物体恰能过最高点继续沿圆周运动．这是能通过最高点的临界条件；
轨道，作抛体运动；
细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力，而不可能产生支撑力，因而小球过最高点时，细绳对小球的作用力不会与重力方向相反．
所以，正确选项为A、C．
题型6牛顿运动定律的综合应用问题
题型概述：
牛顿运动定律是高考重点考查的内容，每年在高考中都会出现，牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来，与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等，一般为多过程问题，也可以考查临界问题、周期性问题等内容，综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目，近几年来考查频率极高.
思维模板：
以牛顿第二定律为桥梁，将力和运动联系起来，可以根据力来分析运动情况，也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况，直到求出结果或找出规律.
对天体运动类问题，应紧抓两个公式：
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2①。
GMm/R2=mg②.对于做圆周运动的星体（包括双星、三星系统），可根据公式①分析;对于变轨类问题，则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化，再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化.
题型7机车的启动问题
题型概述：
机车的启动方式常考查的有两种情况，一种是以恒定功率启动，一种是以恒定加速度启动，不管是哪一种启动方式，都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来分析.
思维模板：
（1）机车以额定功率启动.机车的启动过程如图所示，由于功率P=Fv恒定，由公式P=Fv和F-f=ma知，随着速度v的增大，牵引力F必将减小，因此加速度a也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时速度v达到最大值vm=P额定/F=P额定/f.
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）.
（2）机车以恒定加速度启动.恒定加速度启动过程实际包括两个过程.如图所示，“过程1”是匀加速过程，由于a恒定，所以F恒定，由公式P=Fv知，随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率P额定，功率不能再增大了;“过程2”就保持额定功率运动.
过程1以“功率P达到最大，加速度开始变化”为结束标志.过程2以“速度最大”为结束标志.过程1发动机做的功只能用W=F·s计算，不能用W=P·t计算（因为P为变功率）.
例
修建高层建筑常用的塔式起重机。
在起重机将质量m5103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a0.2m/s2，当起重机输出功率达到
其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm1.02m/s的匀速运动。
取g10m/s2，不计额外功。
求：
（1）起重机允许输出的最大功率。
（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
【指点】物体匀速运动时起重机功率最大，牵引力等于重力，最大速度已知，由PFv可求出起重机最大功率。
物体开始做匀加速运动，可由牛顿第二定律求出加速度，这一阶段末状态起重机功率已经达到额定值，由此可求出物体此时的速度，然后再结合速度公式就可以求出匀加速运动的时间了。
至于起重机第2秒末的输出功率，先要确定好第2秒末物体的状态，若处于加速状态就根据瞬时功率表达式计算，若处于匀速状态则为额定功率。
【解析】
（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力，则
P0=F0vm①
P0=mg②
代入数据，解得P0=5.1×104W③
（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，则
P0=F0v1④
F-mg=ma⑤
v1=at1⑥
联立③④⑤⑥式，解得t1=5s⑦
t=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则
v2=at⑧
P=Fv2⑨
联立⑤⑧⑨式，解得P=2.04×104W
【答案】
（1）5.1×104W
（2）5s2.04×104W
【思考】本题利用了起重机吊物考查了类似机车启动的最基本规律，题中虽然始终不见机车，但实际上却是地地道道的“机车启动”问题。
对此类问题我们要特别牢记：
（1）当牵引力等于阻力时，其速度最大；
（2）匀加速阶段的三个基本方程：
PFv，Fmgma，vat
题型8以能量为核心的综合应用问题
题型概述：
以能量为核心的综合应用问题一般分四类.第一类为单体机械能守恒问题，第二类为多体系统机械能守恒问题，第三类为单体动能定理问题，第四类为多体系统功能关系（能量守恒）问题.多体系统的组成模式：
两个或多个叠放在一起的物体，用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多个物体.
思维模板：
能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律.
（1）动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列出方程即可，动能定理适用于所有过程;
（2）能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能量列方程即可;（3）机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也非常重要.很多题目都可以用两种甚至三种方法求解，可根据题目情况灵活选取.
（多选）（2014·东北师大附中模拟）如图所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一小球相连,小球处于光滑水平面上。
现对小球施加一个方向水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动,则小球在向右运动的整个过程中（）
A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒
B.小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大
C.小球的动能逐渐增大
D.小球的动能先增大然后减小
题型9力学实验中速度的测量问题
题型概述：
速度的测量是很多力学实验的基础，通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律，因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量.速度的测量一般有两种方法：
一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度;另一种是通过光电门等工具来测量速度.
思维模板：
用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论：
①vt/2=v平均=（v0+v）/2，②Δx=aT2，为了尽量减小误差，求加速度时还要用到逐差法.用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间，求出该段时间内的平均速度，则认为等于该点的瞬时速度，即：
v=d/Δt.
例
某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．
①实验中，必要的措施是 AB ．
A．细线必须与长木板平行
B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量
D．平衡小车与长木板间的摩擦力
②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度a= 0.80 m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB= 0.40 m/s．（结果均保留两位有效数字）
【解答】解：
①A、为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带；故AB正确；
C、本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；
D、由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力；故D错误；
故选：
AB；
②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；
根据逐差法可知，物体的加速度a==
=0.80m/s2；
B点的速度等于AC段的平均速度，则有：
v=
==0.40m/s；
故答案为：
①AB；②0.80；0.40．
题型10电容器问题
题型概述：
电容器是一种重要的电学元件，在实际中有着广泛的应用，是历年高考常考的知识点之一，常以选择题形式出现，难度不大，主要考查电容器的电容概念的理解、平行板电容器电容的决定因素及电容器的动态分析三个方面.
思维模板：
（1）电容的概念：
电容是用比值（C=Q/U）定义的一个物理量，表示电容器容纳电荷的多少，对任何电容器都适用.对于一个确定的电容器，其电容也是确定的（由电容器本身的介质特性及几何尺寸决定），与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关.
（2）平行板电容器的电容：
平行板电容器的电容由两极板正对面积、两极板间距离、介质的相对介电常数决定，满足C=εS/（4πkd）
（3）电容器的动态分析：
关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，抓住三个公式[C=Q/U、C=εS/（4πkd）及E=U/d]并分析清楚两种情况：
一是电容器所带电荷量Q保持不变（充电后断开电源），二是两极板间的电压U保持不变（始终与电源相连）.
【例】一个平行板电容器,使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时,两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V,这个电容器的电容量多大?
如要使两极电势差从10V降为U2'=6V,则每板需减少多少电量.
[解]电量的增加量和电势差的增加量分别为△Q=Q2—Q1=36×10-6C—30×10-6C=6×10-6C,
△U=U2-U1=12V-10V=2V.根据电容的定义,它等于每增加1V电势差所需增加的电量,即
要求两极板间电势差降为6V,则每板应减少的电量为△Q′=C△U′=3×10-6×（10—6）C=12×10-6C.
[说明]
（1）电势差降为6V时,每板的带电量为Q′2=Q1-△Q′=30×10-6C-12×10-6C=18×10-6C.
（2）由题中数据可知,电容器每板带电量与两板间电势差的比恒定,即
题型11带电粒子在电场中的运动问题
题型概述：
带电粒子在电场中的运动问题本质上是一个综合了电场力、电势能的力学问题，研究方法与质点动力学一样，同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、功能关系等力学规律，高考中既有选择题，也有综合性较强的计算题.
思维模板：
（1）处理带电粒子在电场中的运动问题应从两种思路着手
①动力学思路：
重视带电粒子的受力分析和运动过程分析，然后运用牛顿第二定律并结合运动学规律求出位移、速度等物理量.
②功能思路：
根据电场力及其他作用力对带电粒子做功引起的能量变化或根据全过程的功能关系，确定粒子的运动情况（使用中优先选择）.
（2）处理带电粒子在电场中的运动问题应注意是否考虑粒子的重力
①质子、α粒子、电子、离子等微观粒子一般不计重力;
②液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子一般考虑重力;
③特殊情况要视具体情况，根据题中的隐含条件判断.
（3）处理带电粒子在电场中的运动问题应注意画好粒子运动轨迹示意图，在画图的基础上运用几何知识寻找关系往往是解题的突破口.
例
解析:
电子在真空管中的运动过分为三段，从F发出在电压U１作用下的加速运动；进入平行金属板B、C间的匀强电场中做类平抛运动；飞离匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动．
⑴设电子经电压U１加速后的速度为v1，根据动能定理有：
电子进入B、C间的匀强电场中，在水平方向以v1的速度做匀速直线运动，竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动，其加速度为：
题型12带电粒子在磁场中的运动问题
题型概述：
带电粒子在磁场中的运动问题在历年高考试题中考查较多，命题形式有较简单的选择题，也有综合性较强的计算题且难度较大，常见的命题形式有三种：
（1）突出对在洛伦兹力作用下带电粒子做圆周运动的运动学量（半径、速度、时间、周期等）的考查;
（2）突出对概念的深层次理解及与力学问题综合方法的考查，以对思维能力和综合能力的考查为主;（3）突出本部分知识在实际生活中的应用的考查，以对思维能力和理论联系实际能力的考查为主.
题型13带电粒子在复合场中的运动问题
题型概述：
带电粒子在复合场中的运动是高考的热点和重点之一，主要有下面所述的三种情况.
（1）带电粒子在组合场中的运动：
在匀强电场中，若初速度与电场线平行，做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直，则做类平抛运动;带电粒子垂直进入匀强磁场中，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.
（2）带电粒子在叠加场中的运动：
在叠加场中所受合力为0时做匀速直线运动或静止;当合外力与运动方向在一直线上时做变速直线运动;当合外力充当向心力时做匀速圆周运动.
（3）带电粒子在变化电场或磁场中的运动：
变化的电场或磁场往往具有周期性，同时受力也有其特殊性，常常其中两个力平衡，如电场力与重力平衡，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.
思维模板：
分析带电粒子在复合场中的运动，应仔细分析物体的运动过程、受力情况，注意电场力、重力与洛伦兹力间大小和方向的关系及它们的特点（重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力永远不做功），然后运用规律求解，主要有两条思路.
（1）力和运动的关系：
根据带电粒子的受力情况，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解.
（2）〖JP3〗功能关系：
根据场力及其他外力对带电粒子做功的能量变化或全过程中的功能关系解决问题.（该部分内容在《试题调研》高分宝典系列之《高考决战压轴大题》第72页到114页有更详细的讲解，请同学们参阅）
例如图所示,在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面水平向外,电场在图中没有标出.一带电小球从a点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至b点,则小球（）
A.一定带正电
B.受到电场力的方向一定水平向右
C.从a到b过程,克服电场力做功
D.从a到b过程中可能做匀加速运动
答案:
C
解析:
无论电场沿什么方向,小球带正电还是负电,电场力与重力的合力是一定的,且与洛伦兹力等大反向,故要使小球做直线运动,洛伦兹力恒定不变,其速度大小也恒定不变,故D错误;只要保证三个力的合力为零,因电场方向未确定,故小球电性也不确定,A、B均错误:
由WG+W电=0可知,重力做功WG>0,故W电<0,小球一定克服电场力做功,C正确.
题型15以电磁感应为核心的综合应用问题
题型概述：
此题型主要涉及四种综合问题
（1）动力学问题：
力和运动的关系问题，其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力.
（2）电路问题：
电磁感应中切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源,这样，电磁感应的电路问题就涉及电路的分析与计算.
（3）图像问题：
一般可分为两类，一是由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像;二是由给定的有关物理图像分析电磁感应过程，确定相关物理量.
（4）能量问题：
电磁感应的过程是能量的转化与守恒的过程，产生感应电流的过程是外力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能的过程;感应电流在电路中受到安培力作用或通过电阻发热把电能转化为机械能或电阻的内能等.
思维模板：
解决这四种问题的基本思路如下
（1）动力学问题：
根据法拉第电磁感应
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