届高考物理二轮复习综合讲与练专题七 必须掌握的两类问题含高考题.docx

1、届高考物理二轮复习综合讲与练专题七 必须掌握的两类问题含高考题专题七必须掌握的两类问题 物理图像能形象地表达物理规律，直观地展示物理过程，并能鲜明地体现物理量间的相互关系。从近几年高考来看，图像问题所占的比例越来越大，解决图像问题基本流程：看“坐标轴斜率面积交点、拐点”。关于图像问题，必须掌握以下四个方面：1坐标轴的物理意义弄清两个坐标轴各代表什么物理量，以便了解图像所反映的是哪两个物理量之间的关系。2斜率的物理意义要理解物理图像中斜率的含义，首先要看清图像的两个坐标轴。(1)变速直线运动的x t图像，纵坐标表示位移，横坐标表示时间，因此图线中某两点连线的斜率表示平均速度，图线上某一点切线的斜

2、率表示瞬时速度。(2)v t图线上两点连线的斜率和某点切线的斜率，分别表示平均加速度和瞬时加速度。(3)单匝线圈的 t图像(为磁通量)，斜率表示感应电动势。(4)恒力做功的W x图像(x为恒力方向上的位移)，斜率表示恒力的大小。(5)沿电场线方向的 x图像(为电势，x为位移)，其斜率的大小等于电场强度的大小。(6)用自由落体运动测量重力加速度实验的v2 h图像(v为速度，h为下落位移)，其斜率为重力加速度的2倍。(7)不同带电粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的v r图像(v为速度，r为半径)，其斜率跟带电粒子的比荷成正比。3面积的物理意义(1)在直线运动的v t图像中，图线与t坐标轴所围面积

3、表示相应时间内质点通过的位移。(2)在a t图像中，图线与t坐标轴所围面积表示质点在相应时间内速度的变化量。(3)单匝线圈中电磁感应的E t图像(E为感应电动势)，图线跟t坐标轴之间的面积表示相应时间内线圈磁通量的变化量。(4)F x图像中曲线和x坐标轴之间的面积表示F做的功，如果F是静电力，此面积表示电势能的变化量，如果F是合力，则此面积表示物体动能的变化量。(5)静电场中的E x图像(E为电场强度，x为沿电场线方向的位移)，曲线和x坐标轴之间的面积表示相应两点间的电势差。4交点、拐点的物理意义(1)交点往往表示不同对象达到的某一物理量的共同点。(2)拐点既是坐标点，又是两种不同变化情况的交

4、界点，即物理量之间的突变点。类型一图 像 解 读通过对已知图像的分析、求解、判断相关量的变化(如位移、速度、加速度、功、功率、动能、势能、电场强度、电势、电势能等)，寻找其内部蕴含的物理规律。(2014延安质检)如图所示为某物体做直线运动的v t图像，关于这个物体在4 s内的运动情况，下列说法中正确的是()A物体始终向同一方向运动B4 s末物体离出发点最远C加速度大小不变，方向与初速度方向相同D4 s内通过的路程为4 m，而位移为零解析图像的斜率不变，因此物体做匀变速直线运动，开始时速度方向与加速度方向相反，物体减速运动，t2 s时，物体速度减为零，然后物体反向加速运动，t4 s时，回到起始点

5、，由图可知物体所经历的路程为s22m22m4 m，位移为零，A、B、C错误，D正确。答案D题后感悟运用物理图像解题，还需要进一步建立物理图像和物理情境的联系，根据物理图像，想象出图像所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的具体情景，因为这些情景中隐含着许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与合理的现实相吻合，这些正是“审题”、“分析”、“审视答案”等解题环节所需要解决的。针对训练1(2013全国新课标)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后

6、，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图乙所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则()甲乙A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.4 s2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变解析：选AC设着舰时舰载机的速度为v

7、，无阻拦索时舰载机加速度大小为a，所以am/s22.45 m/s2，从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离即为v t图像下的面积，即为x2700.42.450.422.1100.5m113.275 m，约为无阻拦索时的1/10，A正确；在0.4 s2.5 s时间内，飞机做匀减速直线运动，即阻拦索的张力的合力恒定不变，又阻拦索的夹角逐渐减小，故张力逐渐减小，B错误；在滑行过程中，0.4 s2.5 s时间内加速度最大，加速度大小为am/s228.1 m/s22.5g，飞行员所承受的最大加速度超过2.5g，C正确；在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率PFv，F不变，v逐渐减小，功率P

8、减小，D错误。 2(2014江西师大附中摸底考试)M、N是某电场中一条电场线上的两点，若在M点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()A电子在N点的动能小于在M点的动能B该电场有可能是匀强电场C该电子运动的加速度越来越小D电子运动的轨迹为曲线解析：选C电子从不动到动，电势能逐渐减小，动能逐渐增加，A错误；根据电势能的图像可以看出电势能是非线性减小的，由Epq知电势是非线性减小的，再根据UEd推知场强是非固定值，因此该电场是非匀强电场，B错误；由牛顿第二定律得qEma，加速度逐渐减小，C正确；轨迹与电场线重

9、合，表明电场力与轨迹重合，因此轨迹只能是直线，D错误。3(2014茂名模拟)我国“蛟龙号”在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10 min内全过程的深度曲线(a)和速度图像(b)，则下列说法正确的有()A图(a)中h3代表本次下潜最大深度为360 mB全过程中最大加速度是0.025 m/s2C潜水员感到超重体验发生在01 min和8 min10 min 内D整个潜水器在8 min10 min时间段内机械能守恒解析：选A最大深度h3(260460)2m360 m，A正确；最大加速度amm/s2m/s2，B错误；在01 min和8 min10 min内潜水员的加速

10、度方向均向下，故潜水员有失重感，C错误；8 min10 min内，潜水器的加速度方向向下，大小为am/s20.025 m/s2，故除重力以外，其他力的合力方向向上，机械能增大，D错误。类型二图 像 选 择题目中给出某种情景，通过对情景的物理过程分析找出与之对应的图像并描绘出来(如给出物体的受力情景，选择物体的运动图像；或给出物体的运动图像，选择物体的受力图像等)。(2013福建高考)如图甲所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO下

11、方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()甲乙解析线框进入磁场过程中可能做：(1)匀速运动；(2)减速运动，一直减速或先减速后匀速；(3)加速运动，一直加速或先加速后匀速。线框做减速、加速运动时，其加速度都是减小的。由此可知A图像反映的规律是不可能的。答案A题后感悟此类题目一般是先在题干中叙述有关物理情境，然后根据所学物理规律，判断某些物理量的变化情况，有些题目的四个选项是同一个物理量的变化情况，有些题目的四个选项是不同物理量的变化情况，要想解答此类题目，必须正确地分析物理过程。针对训练4(2014成都模拟)如图甲所示，质量为m的滑块以

12、一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin 。已知滑块与斜面间的动摩擦因数tan ，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、滑块的动能Ek、势能Ep、机械能E随时间t、位移x变化的是()甲乙解析：选CD滑块在斜面方向共受三个力，一个重力沿斜面向下的分力mgsin ，沿斜面向下的摩擦力mgcos mgsin ，沿斜面向上的拉力Fmgsin ，滑块做匀减速运动，加速度大小agsin ，因此位移xv0tgsin t2，那么运动过程中产生的热量Qfxmgsin ，与时间不成正比，A错误；动能Ekmv2m(v0gsin t)2，不是关于时间t的一次函数

13、关系，B错误；重力势能Epmghmgxsin ，与位移x成正比，C正确；整个运动过程，拉力和摩擦力的合力等于零，只有重力做功，机械能守恒，D正确。5(2014长宁三模)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。设汽车行驶时所受的阻力恒定，则下面四个图像中，哪个图像能正确表示从司机减小油门开始汽车的速度与时间的关系()解析：选B开始时汽车以速度v0匀速运动，牵引力Ff；当汽车的功率减小一半并保持该功率继续行驶时，根据PFv，则开始的牵引力减为原来的一半，根据fFma，汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐

14、变大，加速度逐渐减小，最后当牵引力再次等于阻力时，汽车将以v0/2做匀速运动，B正确。6(2014辽师大附中三模)如图甲所示，空间存在水平向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场内有一足够长的绝缘直杆，它与水平面的倾角为，一带电荷量为q、质量为M的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数Mgcos ，支持力N反向，且速度越大支持力N越大，摩擦力f也随之增加，最后出现Mgsin Mgcos F，之后小球匀速下滑，C正确，A、B、D错误。类型三图 像 变 换给出研究对象某个量的变化图像，分析其他量的变化图像(如给出磁感应强度随时间的变化图像，分析感应电流、导体棒受到的安

15、培力、导体棒运动状态等物理量随时间变化的图像)。(2014华中师大附中模拟)如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(规定向左为力的正方向)()丙解析在第1 s内，磁感应强度是均匀减小的，因此电流在线框里面是顺时针流动的，结合左手定则，ab边所受安培力水平向左，图像应在横轴以上，B错误；再由闭合电路的欧姆定律可知，电流大小是恒定的，但磁感应强度是线性变小的，因此安培力也是线性变小的，A错误；在第6 s内，安培力是向

16、右的，是负值，C错误，D正确。答案D题后感悟对于图像转换问题，应划分不同的时间段或者运动过程，逐过程画出与之对应的图像。针对训练7(2013山东高考)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是()解析：选B由法拉第电磁感应定律和楞次定律可知，0和T时间内，电流的大小相等，方向相反，ab边受到安培力的方向先向左后向右，大小不变，B正确。8如图甲所示为起重机

17、沿竖直方向提起的过程中重物运动的速度时间图像，则该过程中起重机的输出功率最接近图乙中的()甲乙解析：选D由v t图像可知运动过程可划分为三个阶段，第一阶段F1mg，F1mgma1，F1m(ga1)，P1F1v1m(ga1)a1t1；第二阶段F2mg，P2mgvmm(ga1)vm，A、B错误；第三阶段F3mg，F3m(ga1)，P3m(ga1)vmmgvm，C错误，D正确。9一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。以i表示线圈中的感应电流，以图甲线圈上箭头所示方向的电流为正，图丙中的i t图像正确的是()甲乙ABCD丙解析：选A在01

18、 s内，据ES可知感应电动势恒定，感应电流恒定，且电流为逆时针方向，在图像中为负，C、D错误；1 s2 s内，B不变，i0；2 s3 s内，由ES同理知电流恒定，方向为正，B错误，A正确。类型四图像的综合应用题目涉及的考点较多，跨度较大，需要较高的逻辑思维能力和运算能力(如电磁感应中图像问题，一道题可能涉及的知识有运动学公式、牛顿运动定律、功能关系、法拉第电磁感应定律、楞次定律等)。(2014通化二模)如图甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施一平行于斜面向上的拉力F，t2 s时撤去拉力，物体运动的部分v t图像如图乙所示(g取10 m/s2，sin

19、370.6，cos 370.8)，求：(1)拉力F的大小；(2)4 s末物体速度的大小v。解析(1)物体在前2 s内沿斜面加速上升，根据牛顿第二定律得Fmgsin 37mgcos 37ma1由题图乙可知加速度a15 m/s2在第3 s内物体减速上升，根据牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma2由题图乙可知加速度a210 m/s2联立解得F15 N(2)在第4 s内物体沿斜面向下加速下滑，根据牛顿第二定律得mgsin37mgcos 37ma3解得加速度a32 m/s2根据速度公式可知4 s末物体速度大小va3t21 m/s2 m/s答案(1)15 N(2)2 m/s题后感悟此类问题属

20、图像信息题，因此解题的关键是深入挖掘图像隐含信息，并且与物体的实际运动情况相结合，从而选择相应的物理规律作答。针对训练10(2014内江联考)如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压。t0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计)，已知电子在04t0时间内未与两板相碰。则电子速度方向向左且速度大小逐渐减小的时间是()甲 乙A0tt0 Bt0t2t0C2t0t3t0 D3t0t4t0解析：选D开始时Q板电势比P板高，电场线向左，负电荷受力向右，因此在0tt0内，电子向右加速运动，A错误；t0时刻电

21、场反向，电子开始向右减速运动，到2t0时刻，速度恰好减小到零，B错误；在2t0t3t0时间内，电子向左加速运动，C错误；在3t0时刻，电场再次反向，电子开始向左减速运动，到4t0时刻，速度刚好减小到零，D正确。11(2014达州质检)某物体由静止开始做直线运动，物体所受合力F随时间t变化的图像如图所示，在08 s内，下列说法正确的是()A物体在第2 s末速度和加速度都达到最大值B物体在第6 s末的位置和速率，都与第2 s末相同C物体在第4 s末离出发点最远，速率为零D物体在第8 s末速度和加速度都为零，且离出发点最远解析：选D由图线可知，物体在第2 s末所受合力达到最大，所以加速度达到最大值，

22、2 s4 s物体受力减小，加速度减小，物体仍然加速，所以4 s末速度达到最大；4 s6 s物体做减速运动，6 s末速率与第2 s末相同，但位置不同；根据图像，物体在第8 s末合力减到零，速度和加速度都为零，且离出发点最远，D正确。12(2014江西师大附中模拟)如图甲所示，一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L1.0 m，NQ两端连接阻值R1.0 的电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角30。一质量m0.20 kg、阻值r0.50 的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M0.60 kg的重物相连。细线与金属导轨平行。金

23、属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示，已知金属棒在00.3 s内通过的电荷量是0.3 s0.6 s内通过电荷量的，g10 m/s2，求：(1)00.3 s内金属棒通过的位移；(2)金属棒在00.6 s内产生的热量。解析：(1)由题图乙知金属棒0.3 s后的速度v1.5 m/s，则其在0.3 s0.6 s内通过的电荷量q1I1t1设金属棒在00.3 s内通过的位移为x2，则金属棒在00.3 s内通过的电荷量q2由题中的电荷量关系得解得x20.3 m(2)金属棒在00.6 s内通过的总位移为xx1x2vt1x2解得x0.75 m根据能量守恒定律得Mgxmgxsin Q(Mm)v2

24、解得整个电路在00.6 s内产生的热量Q2.85 J由于金属棒与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律得Q热I2Rt，得到它们产生的热量与电阻成正比，所以金属棒在00.6 s内产生的热量QrQ0.95 J。答案：(1)0.3 m(2)0.95 J物理学科的研究对象是自然界物质的结构和最普遍的运动形式，对于那些纷繁复杂事物的研究，首先抓住其主要的特征，而舍去次要的因素，形成一种经过抽象概括的理想化“模型”，这种以模型概括复杂事物的方法，是对复杂事物的合理的简化。如运动员的跳水问题是一个“竖直上抛”运动的物理模型；人体心脏收缩使血液在血管中流动可简化为一个“做功”的模型等。物理模型是同类通性问题的本质

25、体现和核心归整。高中物理学中常见的物理模型有质点、斜面体、连接体、传送带、点电荷、电容器、导轨、速度选择器、霍尔元件等。现将高考中出现频率较高的模型板块模型、斜面模型、传送带模型和导轨模型做进一步的阐述。模型一板 块 模 型物块与木板(或物块)组合在一起，是高中力学中常见的物理模型。在这一模型中考查二者之间的相互作用问题，根据运动状态可分为：平衡状态下的物块与木板、做匀变速运动的物块与木板、做变加速运动的物块与木板。解答本类问题的思路是运动分析受力分析功能关系分析。(2014贵州六校联考)如图所示，质量m1 kg的小滑块放在质量M1 kg的长木板左端，木板放在光滑的水平面上，滑块与木板之间的动

26、摩擦因数为0.1，木板长L75 cm，开始时两者都处在静止状态。现用水平向右的恒力F拉小滑块向木板的右端运动，为了在0.5 s末使滑块从木板右端滑出，拉力F应多大？此过程产生的热量是多少？解析分析m，水平方向受拉力F和滑动摩擦力F1作用，设其加速度为a1，由牛顿第二定律得FF1ma1分析M，水平方向受滑动摩擦力F1作用，设其加速度为a2，由牛顿第二定律得F1Ma2设在0.5 s时间内m的位移为x1，M的位移为x2，根据运动学关系有x1a1t2x2a2t2根据几何关系有x1x2L又F1mg代入数值解得F8 N此过程产生的热量QmgL0.75 J答案8 N0.75 J题后感悟(1)板块模型一般需求

27、解它们之间的摩擦力、相对滑动路程、摩擦生热、多次作用后的速度等。(2)平衡状态下的木板与滑块：破题关键是受力分析。(3)非平衡状态下的木板与滑块：破题关键是受力分析、运动分析和牛顿第二、三定律。针对训练1(2014宝鸡一模)如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为。开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的拉力F将m拉至右端，拉力F至少做功为()A.mgL BmgLC(mM)gL D.(mM)gL解析：选B缓慢拉动时，拉力F做功最少，根据功能关系，拉力做的功等于系统产生的内能，所以WmgL，B正确。

28、2(2014自贡一模)如图所示，质量m10 kg和M20 kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k250 N/m。现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40 cm时，两物块间开始相对滑动，在相对滑动前的过程中，下列说法中正确的是()AM受到的摩擦力保持不变B物块m受到的摩擦力对物块m不做功C推力做的功等于弹簧增加的弹性势能D开始相对滑动时，推力F的大小等于200 N解析：选C对m进行受力分析，水平方向受向右的弹簧弹力和向左的静摩擦力。由于弹簧在缩短，所以弹力越来越大，由于缓慢地向墙壁移动，

29、物体处于平衡状态，M对m的摩擦力也在增大，所以M受到的摩擦力在增大，A错误；物块m受到的摩擦力方向向左，m向左运动，所以摩擦力做正功，B错误；把m和M看成整体进行受力分析，水平方向受向右的弹簧弹力和向左的推力，当移动40 cm时，两物块间开始相对滑动，根据胡克定律得Fkx100 N，对整体研究，根据动能定理得WFW弹Ek0，弹簧弹力做功等于弹性势能的变化，WFW弹Ep，所以推力做的功等于弹簧增加的弹性势能，C正确，D错误。3(2014开封模拟)质量为1 kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度，后共同减速直至静止，