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高考物理第一轮精编复习资料001

高考物理第一轮精编复习资料001

分类:高三物理教案   更新:2013/1/26   来源:网友提供

高考物理第一轮精编复习资料001

计算题的答题规范与解析技巧计算题通常被称为“大题”,其原因是:此类试题一般、m”或“L、l”不分,“G”的草体像“a”,希腊字母“ρ、μ、β、η”笔顺或形状不对而被扣分已屡见不鲜.2.尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符号.如题目给出半径是r,你若写成R就算错.3.一个字母在一个题目中
计算题的答题规范与解析技巧
计算题通常被称为“大题”,其原因是:此类试题一般、m”或“L、l”不分,“G”的草体像“a”,希腊字母“ρ、μ、β、η”笔顺或形状不对而被扣分已屡见不鲜.
2.尊重题目所给的符号,题目给了符号的一定不要再另立符号.如题目给出半径是r,你若写成R就算错.
3.一个字母在一个题目中只能用来表示一个物理量,忌一字母多用;一个物理量在同一题中不能有多个符号,以免混淆.
4.尊重习惯用法.如拉力用F,摩擦力用f表示,阅卷人一看便明白,如果用反了就会带来误解.
5.角标要讲究.角标的位置应当在右下角,比字母本身小许多.角标的选用亦应讲究,如通过A点的速度用vA就比用v1好;通过某相同点的速度,按时间顺序第一次用v1、第二次用v2就很清楚,如果倒置,必然带来误解.
6.物理量单位的符号源于人名的单位,由单个字母表示的应大写,如库仑C、亨利H;由两个字母组成的单位,一般前面的字母用大写,后面的字母用小写,如Hz、Wb.
六、学科语言要规范,有学科特色
1.学科术语要规范.如“定律”、“定理”、“公式”、“关系”、“定则”等词要用准确,阅卷时常可看到“牛顿运动定理”、“动能定律”、“四边形公式”、“油标卡尺”等错误说法.
2.语言要富有学科特色.在有图示的坐标系中将电场的方向说成“西南方向”、“南偏西45°”、“向左下方”等均是不规范的,应说成“与x轴正方向的夹角为135°”或“如图所示”等.
七、绘制图形、图象要清晰、准确
1.必须用铅笔(便于修改)、圆规、直尺、三角板绘制,反对随心所欲徒手画.
2.画出的示意图(受力分析图、电路图、光路图、运动过程图等)应大致能反映有关量的关系,图.已知地球的半径R=6.4×106 m,地球的质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107 s.试估算目前太阳的质量M.
(2)已知质子的质量mp=1.6726×10-27 kg, 核的质量mα=6.6458×10-27 kg,电子的质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)又已知地球上与太阳光垂直的每平方米的截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果保留一位有效数字) [2001年高考•全国理综卷Ⅰ]
【解析】(1)(第一记分段:估算太阳的质量 14分)
设地球的公转周期为T,则有:
GmMr2=m(2πT)2r (3分)
g=GmR2(等效式为:m′g=Gmm′R2) (3分)
联立解得:M=m(2πT)2•r3gR2 (4分)
代入数值得:M=2×1030 kg. (4分)
(卷面上暴露出来的易犯错误的一些问题:
①不用题中给的物理量符号,自己另用一套符号,r、R、m、M错用,丢掉14分;
②对题中给出的地球的质量m和地球表面处的重力加速度g视而不见,把G的数值代入计算太阳的质量,丢掉11分;
③太阳的质量M的计算结果的有效数字不对,丢掉4分.)
(2)(第二记分段:核聚变反应所释放的核能 7分)
ΔE=(4mp+2me-mα)c2 (4分)
代入数值得:ΔE=4×10-12 J. (3分)
(卷面上暴露出来的易犯错误的一些问题:
①数字运算能力低,能导出ΔE=(4mp+2me-mα)c2,却算不出ΔE=4×10-12 J,丢掉3分;
②ΔE的计算结果的有效数字不对,丢掉3分;
③ΔE的计算结果的单位不对,丢掉1分.)
(3)(第三记分段:估算太阳继续保持在主序星阶段的时间 7分)
核聚变反应的次数N=M4mp×10% (2分)
太阳共辐射的能量E=N•ΔE
太阳每秒辐射的总能量ε=4πr2•w (2分)
太阳继续保持在主序星阶段的时间t=Eε (2分)
由以上各式得:t=0.1M(4mp+2me-mα)c24mp×4πr2w[来源:高考%资源网 KS%5U]
代入数值得:t=1×1010年. (1分)
(卷面上暴露出来的易犯错误的一些问题:
因不熟悉天体辐射知识,大多数考生解答不出来.)
[答案] (1)2×1030 kg (2)4×10-12 J (3)1×1010年
●例2(18分)图10-1中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l.开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点.求:
 
图10-1
(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量.
(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小.
[2008年高考•全国理综卷Ⅰ]
【解析】(1)(第一问给分点:12分)
解法一 设小球摆至最低点时,滑块和小球的速度大小分别为v1、v2,对于滑块和小球组成的系统,由机械能守恒定律得:
12mv12+12mv22=mgl (3分)
同理,滑块被粘住后,对于小球向左摆动的过程,有:
12mv22=mgl(1-cos 60°) (3分)
解得:v1=v2=gl (2分)
对于滑块与挡板接触的过程,由动量定理得:
I=0-mv1
可知挡板对滑块的冲量I=-mgl,负号表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法二 设小球摆至最低点时,滑块和小球的速度大小分别为v1、v2,由动量守恒定律得:
mv1-mv2=0 (3分)
对于小球向左摆动的过程,由机械能守恒定律得:
12mv22=mgl(1-cos 60°) (3分)
可解得:v1=v2=gl (2分)
对于滑块与挡板接触的过程,由动量定理有:
I=0-mv1
可解得挡板对滑块的冲量为:
I=-mgl,负号表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法三 设小球摆至最低点时,滑块和小球的速度大小分别为v1、v2,由机械能守恒定律得:
12mv12+12mv22=mgl (3分)
又由动量守恒定律得:
mv1+m(-v2)=0 (3分)
可解得:v1=v2=gl (2分)
对于滑块与挡板接触的过程,由动量定理得:
I=0-mv1
可解得挡板对滑块的冲量为:
I=-mgl,负号表示方向向左.(4分,其中方向占1分)
解法四 由全过程的能量转换和守恒关系可得(滑块在碰撞时损失的能量等于系统机械能的减少,等于滑块碰前的动能):
ΔE=mgl-mgl(1-cos 60°)=12mv2 (6分)
可解得滑块碰前的速度为:v=gl (2分)
对于滑块与挡板接触的过程,由动量定理得:I=0-mv
可解得挡板对滑块的冲量为:
I=-mgl,负号表示方向向左. (4分,其中方向占1分)
解法五 由全过程的能量转换和守恒关系可得(滑块在碰撞时损失的能量等于系统机械能的减少,等于滑块碰前的动能):
ΔE=mglcos 60°=12mv2 (6分)
可解得滑块碰前的速度为:v=gl (2分)
对于滑块与挡板接触的过程,由动量定理得:
I=0-mv
可解得挡板对滑块的冲量为:
I=-mgl,负号表示方向向左. (4分,其中方向占1分)
(2)(第二问给分点:6分)
解法一 对小球下摆的过程,由动能定理得:
mgl+W=12mv22 (4分)
可解得细绳对其做的功为:
W=-12mgl. (2分)
解法二 绳的张力对小球所做的功的绝对值等于滑块在碰前的动能(或等于绳子的张力对滑块做的功),则有:
W′=12mv12或W′=12mv12-0 ( 4分)
可解得:W=-W′=-12mgl. (2分)
解法三 绳子的张力对小球做的功等于小球在全过程中的机械能的增量,有:
W=(-mg•l2)-0=-12mgl(取滑块所在高度的水平面为参考平面) (6分)
或W=mgl(1-cos 60°)-mgl=-12mgl(取小球所到达的最低点为参考平面)
或W=0-mg•l2=-12mgl(取小球摆起的最高点为参考平面).
解法四 对小球运动的全过程,由动能定理得:
W+mglcos 60°=0或W+mg•l2=0 (4分)
解得:W=-12mgl. (2分)
解法五 考虑小球从水平位置到最低点的过程:
若滑块固定,绳子的张力对小球不做功,小球处于最低点时的速率v球′=2gl(由mgl=12mv球′2得到) (2分)
若滑块不固定,绳子的张力对小球做功,小球处于最低点时的速率v球=gl(v球应由前面正确求得)
则绳子对小球做的功为:W=12mv球2-12mv球′2 (2分)
=-12mgl. (2分)
[答案] (1)-mgl,负号表示方向向左 (2)-12mgl
【点评】①越是综合性强的试题,往往解题方法越多,同学们通过本例的多种解题方法要认真地总结动能定理、机械能守恒定律和能量的转化与守恒定律之间的关系.
②要认真地推敲各种解题方法的评分标准,从而建立起自己解题的规范化程序.
解题技巧
从前面各专题可以看出,在高中物理各类试题的解析中常用到的方法有:整体法、隔离法、正交分解法、等效类比法、图象法、极限法等,这些方法技巧在高考计算题的解析中当然也是重要的手段,但这些方法技巧涉及面广,前面已有较多的论述和例举,这里就不再赘述.本模块就如何面对形形色色的论述、计算题迅速准确地找到解析的“突破口”作些讨论和例举.
论述、计算题一般都包括对象、条件、过程和状态四要素.
对象是物理现象的载体,这一载体可以是物体(质点)、系统,或是由大量分子组成的固体、液体、气体,或是电荷、电场、磁场、电路、通电导体,或是光线、光子和光学元件,还可以是原子、核外电子、原子核、基本粒子等.
条件是对物理现象和物理事实(对象)的一些限制,解题时应“明确”显性条件、“挖掘”隐含条件、“吃透”模糊条件.显性条件是易被感知和理解的;隐含条件是不易被感知的,它往往隐含在概念、规律、现象、过程、状态、图形和图象之中;模糊条件常常存在于一些模糊语言之中,一般只指定一个大概的范围.
过程是指研究的对象在一定条件下变化、发展的程序.在解题时应注意过程的多元性,可将全过程分解为多个子过程或将多个子过程合并为一个全过程.
状态是指研究对象各个时刻所呈现出的特征.
方法通常表现为解决问题的程序.物理问题的求解通常有分析问题、寻求方案、评估和执行方案几个步骤,而分析问题(即审题)是解决物理问题的关键.
一、抓住关键词语,挖掘隐含条件
在读题时不仅要注意那些给出具体数字或字母的显性条件,更要抓住另外一些叙述性的语言,特别是一些关键词语.所谓关键词语,指的是题目中提出的一些限制性语言,它们或是对题目中所涉及的物理变化的描述,或是对变化过程的界定等.
高考物理计算题之所以较难,不仅是因为物理过程复杂、多变,还由于潜在条件隐蔽、难寻,往往使考生们产生条件不足之感而陷入困境,这也正考查了考生思维的深刻程度.在审题过程中,必须把隐含条件充分挖掘出来,这常常是解题的关键.有些隐含条件隐蔽得并不深,平时又经常见到,挖掘起来很容易,例如题目中说“光滑的平面”,就表示“摩擦可忽略不计”;题目中说“恰好不滑出木板”,就表示小物体“恰好滑到木板边缘处且具有与木板相同的速度”等等.但还有一些隐含条件隐藏较深或不常见到,挖掘起来就有一定的难度了.
●例3(10分)两质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图10-2所示.一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h.物块从静止滑下,然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度.[2009年高考•宁夏理综卷]
 
图10-2
【解析】设物块到达劈A的底端时,物块和A的速度大小分别为v和v1,由机械能守恒和动量守恒得:
mgh=12mv2+12M1v12 (2分)
M1v1=mv (2分)
设物块在劈B上达到的最大高度为h′,此时物块和B的共同速度大小为v′,由机械能守恒和动量守恒得:
mgh′+12(M2+m)v′2=12mv2 (2分)
mv=(M2+m)v′ (2分)
联立解得:h′=M1M2(M1+m)(M2+m)h. (2分)
[答案] M1M2(M1+m)(M2+m)h[来源:高考%资源网 KS%5U]
【点评】本题应分析清楚物块从A滑下以及滑上B的情境,即从A滑下和滑上B的过程水平方向动量守恒,在B上上升至最大高度时,隐含着与B具有相同速度的条件.
二、重视对基本过程的分析(画好情境示意图)
在高中物理中,力学部分涉及的运动过程有匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、简谐运动等,除了这些运动过程外,还有两类重要的过程:一类是碰撞过程,另一类是先变加速运动最终匀速运动的过程(如汽车以恒定功率启动问题).热学中的变化过程主要有等温变化、等压变化、等容变化、绝热变化等(这些过程的定量计算在某些省的高考中已不作要求).电学中的变化过程主要有电容器的充电和放电、电磁振荡、电磁感应中的导体棒做先变加速后匀速的运动等,而画出这些物理过程的示意图或画出关键情境的受力分析示意图是解析计算题的常规手段.
画好分析草图是审题的重要步骤,它有助于建立清晰有序的物理过程和确立物理量间的关系,可以把问题具体化、形象化.分析图可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图,也可以是投影法、等效法得到的示意图等.在审题过程中,要养成画示意图的习惯.解物理题,能画图的尽量画图,图能帮助我们理解题意、分析过程以及探讨过程中各物理量的变化.几乎无一物理问题不是用图来加强认识的,而画图又迫使我们审查问题的各个细节以及细节之间的关系.
●例4(18分)如图10-3甲所示,建立Oxy坐标系.两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,在第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于Oxy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电荷量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子.在0~3t0时间内两板间加上如图10-3乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响).已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场.上述m、q、l、t0、B为已知量,不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况.
(1)求电压U0的大小.
(2)求12t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径.
(3)何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间.
[2009年高考•山东理综卷]
 
图10-3
【解析】(1)t=0时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动,t0时刻刚好从极板边缘射出,在y轴负方向偏移的距离为12l,则有:
E=U0l (1分)
qE=ma (1分)
12l=12at02 (2分)
联立解得:两板间的偏转电压U0=ml2qt02. (1分)
(2)12t0时刻进入两板间的带电粒子,前12t0时间在电场中偏转,后12t0时间两板间没有电场,带电粒子做匀速直线运动.
带电粒子沿x轴方向的分速度大小v0=lt0 (1分)
带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小vy=a•12t0 (1分)
带电粒子离开电场时的速度大小v=v02+vy2 (1分)
设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R,则有:qvB=mv2R (1分)
联立解得:R=5ml2qBt0. (1分)
(3)2t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中运动的时间最短. (2分)
带电粒子离开电场时沿y轴正方向的分速度为:vy′=at0     (1分)
 
图10-3丙
设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α,则tan α=v0vy′ (1分)
联立解得:α=π4 (1分)
带电粒子在磁场中的运动轨迹如图10-3丙所示,圆弧所对的圆心角2α=π2,所求最短时间为:tmin=14T (1分)
带电粒子在磁场中运动的周期T=2πmqB (1分)
联立解得:tmin=πm2qB. (1分)
[答案] (1)ml2qt02 (2)5ml2qBt0 (3)2t0时刻 πm2qB
【点评】在解决带电粒子在电场、磁场中的偏转问题时,要充分分析题意,结合必要的计算,画出物体运动的轨迹图.为了确保解题的正确,所画的轨迹图必须准确,同学们可以想一下在做数学中的几何题时是如何作图的.在解决这类物理题时,也要作出一个标准的图形.
三、要谨慎细致,谨防定势思维
经常遇到一些物理题故意多给出已知条件,或表述物理情境时精心设置一些陷阱,安排一些似是而非的判断,以此形成干扰因素,来考查学生明辨是非的能力.这些因素的迷惑程度愈大,同学们愈容易在解题过程中犯错误.在审题过程中,只有有效地排除这些干扰因素,才能迅速而正确地得出答案.有些题目的物理过程含而不露,需结合已知条件,应用相关概念和规律进行具体分析.分析前不要急于动笔列方程,以免用假的过程模型代替了实际的物理过程,防止定势思维的负迁移.
●例5(18分)如图10-4甲所示,用长为L的丝线悬挂着一质量为m、带电荷量为+q 的小球,将它们放入水平向右的匀强电场中,场强大小E=3mg3q.今将小球拉至水平方向的A点后由静止释放.
 
图10-4甲
(1)求小球落至最低点B处时的速度大小.
(2)若小球落至最低点B处时,绳突然断开,同时使电场反向,大小不变,则小球在以后的运动过程中的最小动能为多少?
【解析】(1)由题意知:小球受到水平向右的电场力qE和重力mg的作用,使小球沿合力的方向做匀加速直线运动到C点,如图10-4乙所示.由几何知识得:LAC=L (1分)
 
图10-4乙
由动能定理可得:
F合•L=12mvC2 (3分)
即mgLcos 30°=12mvC2 (1分)
解得:vC=43gL3 (1分)
绳子绷紧的瞬间,绳子给小球的冲量使小球沿绳方向的速度减为零
沿切线方向的速度vC′=vCcos 30°=3gL (2分)
此后小球从C点运动到B点的过程中,绳子对小球不做功,电场力和重力均对小球做正功,则有:
mg(L-Lcos 30°)+EqLsin 30°=12mvB2-12mvC′2 (3分)
解得:vB2=(2+33)gL
即vB=1.6gL. (2分)
(2)绳断后,电场反向,则重力和电场力的合力对小球先做负功后做正功,把小球的速度沿合力和垂直于合力的方向进行分解,如图10-4丙所示,当沿合力方向的分速度为零时,小球的速度最小,动能最小,则有:
 
图10-4丙
vL=vBcos 30°=32vB (2分)
其最小动能为:
Ek=12mvL2=0.97mgL. (3分)
[答案] (1)1.6gL (2)0.97mgL
【点评】本题易错之处有三个:①小球从A运动到B的过程中,初始阶段并非做圆周运动;②小球运动到C点时绳子拉直的瞬间机械能有损失;③不能利用合力做功分析出小球后来最小速度的位置及大小.
四、善于从复杂的情境中快速地提取有效信息
现在的物理试题中介绍性、描述性的语句相当多,题目的信息量很大,解题时应具备敏锐的眼光和灵活的思维,善于从复杂的情境中快速地提取有效信息,准确理解题意.
●例6(18分)风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源.风力发电机是将风能(气流的功能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等.如图10-5所示.
 
图10-5
(1)利用总电阻R=10 Ω 的线路向外输送风力发电机产生的电能.输送功率P0=300 kW,输电电压U=10 kV,求导线上损失的功率与输送功率的比值.
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积.设空气密度为ρ,气流速度为v,风轮机叶片的长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm.
在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述可采取的措施.
(3)已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比.某风力发电机的风速v1=9 m/s时能够输出电功率P1=540 kW.我国某地区风速不低于v2=6 m/s的时间每年约为5000 h,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量.
[2008年高考•北京理综卷]
【解析】(1)导线上损失的功率P=I2R=(P0U)2R (2分)
可解得:P=(300×10310×103)2×10 W=9 kW (2分)
损失的功率与输送功率的比值为:
PP0=9×103300×103=0.03. (2分)
(2)风垂直流向风轮机时,提供的风能功率最大
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体的质量为:
m0=ρvS=πρvr2 (2分)
风能的最大功率可表示为:
Pm=12m0v2=12πρr2v3 (2分)
采取的合理措施有:增加风轮机叶片的长度,安装调向装置保持风轮机正面迎风等. (3分)
(3)按题意,风力发电机的输出功率为:
P2=(v2v1)3•P1=(69)3×540 kW=160 kW (3分)
最小年发电量约为:
W=P2t=160×5000 kW•h=8×105 kW•h. (2分)
[答案] (1)0.03 (2)12πρr2v3 措施略
(3)8×105 kW•h
【点评】由本例可看出,这类题型叙述较长,但将所给的信息进行提炼后,解析过程并不复杂.所以审题的关键是认真阅读题意,建立物理模型.
能力演练
一、选择题(10×4分)
1.在北京奥运会场馆的建设中,大量采用了环保新技术,如场馆周围的路灯用太阳能电池供电,洗浴热水通过太阳能集热器产生等.太阳能产生于太阳内部的核聚变,其核反应方程是(  )
A.411H→42He+201e
B.145N+42He→ 178O+11H
C.23592U+10n→ 13654Xe+9038Sr+1010n
D.23892U→23490Th+42He
【解析】各选项中的核反应方程中只有A中为聚变反应.
 [答案] A
2.下列说法正确的是(  )
A.随着科技的进步,总有一天热机的效率可以达到100%

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