2020版高考物理大二轮专题复习新方略通用版讲义：核心素养提升一 Word版含解析.pdf

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1、第 - 1 - 页 共 19 页 提升一 解决物理问题常用的思想方法 思想方法思想方法 1 整体法与隔离法 整体法与隔离法 整体法和隔离法是解决多物体系统的受力分析、动力学问题等一 系列问题的重要思想方法求解整体的物理量优先考虑整体法； 求解系统各部分的相互作用力，先用整体法，再用隔离法 在比较综合的问题中往往两种方法交叉运用，相辅相成，两种方 法的取舍，并无绝对的界限，必须具体问题具体分析，灵活运用无 论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量，如非待求 的力、非待求的中间状态或过程等)的出现为原则 其综合应用常见的有以下几种情况： (1)系统内的物体均处于平衡状态 (2)系统内物

2、体的加速度相同 例 1 2019重庆南开中学月考(多选)如图所示，斜面体 B 放置 于水平地面上，其两侧放有物体 A、C，物体 C 通过轻绳连接于天花板 上，轻绳平行于斜面且处于拉直状态，A、B、C 均静止，下列说法正 确的是( ) AA、B 间的接触面一定是粗糙的 B地面对 B 一定有摩擦力 CB、C 间的接触面可能是光滑的 DB 一共受到 6 个力的作用 【解析】 以 A 为研究对象，若 A、B 间的接触面光滑，则 A 受 到竖直向下的重力和垂直斜面的支持力，由于重力和支持力不可能平 衡， 所以 A 一定受到 B 对 A 沿斜面向上的静摩擦力， A 正确 ； 以 A、 B、 C 整体为研究

3、对象，整体受到重力和地面的支持力，可能受到斜向左上 的轻绳的拉力，若轻绳拉力为 0，则地面对 B 没有静摩擦力，B 错误； 以 C 为研究对象，C 受到重力和 B 对 C 的支持力，可能受到斜向左上 的轻绳的拉力，若重力、支持力、绳的拉力这三个力平衡，则 B、C 之 间没有静摩擦力，B、C 间的接触面可能是光滑的，C 正确；以 B 为研 究对象， 若轻绳拉力不为 0 且 B、 C 之间有静摩擦力， 则此时 B 受到 A 第 - 2 - 页 共 19 页 对 B 的压力和静摩擦力、C 对 B 的压力和静摩擦力、地面对 B 的支持 力和静摩擦力、B 的重力共 7 个力的作用，D 错误 【答案】 A

4、C 例 2 2019云南昆明质检如图所示，质量为 M 的滑块 A 放置 在光滑水平地面上，A 的左侧面有一个圆心为 O、半径为 R 的光滑四 分之一圆弧面当用一水平向左的恒力 F 作用在滑块 A 上时，一质量 为 m 的小球 B(可视为质点)在圆弧面上与 A 保持相对静止，且 B 距圆 弧面末端 Q 的竖直高度 H .已知重力加速度大小为 g，则力 F 的大 R 3 小为( ) A.Mg B.Mg 5 3 5 2 C.(Mm)g D.(Mm)g 5 3 5 2 【解析】 相对静止的两个物体具有相同的加速度，即 A、B 整 体的加速度方向水平向左，根据牛顿第二定律知，小球受到的重力和 支持力N的

5、合力方向水平向左 设N与竖直方向的夹角为， 如图所示， 则 cos ，sin ，则 tan ，根据牛 RH R 2 3 1cos2 5 3 5 2 顿第二定律， 对小球有 mgtan ma， 解得小球的加速度 ag， 对 A、 5 2 B 整体有 F(Mm)a，解得 F(Mm)g，选项 D 正确 5 2 【答案】 D 变式 1 如图所示，一个人站在放于水平地面上的长木板上用力 第 - 3 - 页 共 19 页 F 向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为 m， 重力加速度为 g，则( ) A箱子受到的摩擦力方向向右 B地面对木板的摩擦力方向向左 C木板对地面的压力大小为 3mg

6、 D若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于 3mg 解析：将木板、人、箱子看成整体，水平方向上不受摩擦力作用， 竖直方向上支持力与重力平衡，即 FN3mg，与人推箱子的内力无关， 选项 B、D 错误，C 正确 ； 对箱子，向左的静摩擦力与向右的推力平衡， 选项 A 错误 答案：C 变式 2 2019贵州毕节三模如图，一长木板置于粗糙水平地面 上，木板右端放置一小物块t0 时刻开始，物块与木板一起以共同 速度向墙壁运动，当 t1 s 时，木板以速度 v14 m/s 与墙壁碰撞(碰撞 时间极短)碰撞前后木板速度大小不变，方向相反运动过程中物块 第一次减速到速度为零时，恰好从木板上掉下已知

7、木板的质量是物 块质量的 15 倍， 木板与地面间的动摩擦因数 10.1， 物块与木板间的 动摩擦因数 20.4，取 g10 m/s2.求： (1)t0 时刻木板的速度大小 v0； (2)木板的长度 l. 解析：(1)设木板、物块的质量分别为 M、m，则 M15m 对木板和物块整体，设它们共同的加速度大小为 a1，根据牛顿第 二定律有 1(Mm)g(Mm)a1 物块与木板一起以共同速度匀减速向墙壁运动，则 v1v0a1t1， 其中 t11 s 解得 v05 m/s. (2)碰撞后，设物块的加速度大小为 a2，对物块，根据牛顿第二定 律有 2mgma2 设碰后到物块向左运动速度减为 0 的过程，

8、 经历的时间为 t2， 物块 在 t2时间内发生的位移大小为 x1 则 v1a2t2，x1t2 v1 2 对木板， 设木板的加速度大小为a3， 由牛顿第二定律有2mg1(M m)gMa3 第 - 4 - 页 共 19 页 t2时间内木板发生的位移大小 x2v1t2 a3t 1 2 2 2 木板长度 lx1x2 解得 l m. 16 3 思想方法思想方法 2 对称思想 对称思想 对称是一种美，只要对称，必有相等的某些量存在。对称法是从 对称的角度研究、处理物理问题的一种思维方法，时间和空间上的对 称，表明物理规律在某种变换下具有不变的性质。利用物理现象、物 理过程具有对称性的特点来分析解决物理问

9、题，可避免一些烦琐的数 学运算，便于直接抓住物理问题的实质，快速求解问题常见的具有 对称性的运动有竖直上抛运动、点电荷在对称电场中的运动、带电粒 子在匀强磁场中的运动等 例 3 如图所示，一长轴为 2L 的椭圆形绝缘薄板边缘上均匀分 布着电荷量为Q 的电荷，长轴 AB 所在直线上另有三个点 C、D、E， 且 ACBDDEL，在 E 处放置一电荷量为q 的点电荷已知 D 处的场强为零，则 C 处的场强大小为(k 为静电力常量)( ) Ak Bk 11Q 10L2 3q4Q 15L2 Ck Dk q3Q 20L2 26q 25L2 【解析】 根据题意可知，带电薄板和 E 处点电荷在 D 点的合场

10、强为零，则带电薄板在 D 处的场强大小为 EDk，方向水平向右， q L2 因椭圆形带电薄板形状规则，则其在空间中产生的电场左右对称，所 以带电薄板在 C 处产生的场强大小为 ECEDk， 方向水平向左， E q L2 处点电荷在 C 处产生的场强大小为 ECkk， 所以 C 处的 q 5L2 q 25L2 合场强大小为 ECECkkk， 方向水平向左 故 D 选 q L2 q 25L2 26q 25L2 项正确 【答案】 D 第 - 5 - 页 共 19 页 例 4 (多选)如图所示，半径为 R 的圆为匀强磁场边界，圆内磁 场垂直纸面向里，圆外磁场垂直纸面向外(未标出)，磁感应强度大小均 为

11、 B，电荷量为q，质量为 m 的粒子(不计重力)，从边界上的 A 点沿 半径方向射入向里的磁场中，下列正确的是( ) A若粒子射入磁场的速度大小满足 vtan (n3,4,5，)， qBR m n 则粒子能回到 A 点 B粒子第一次回到 A 点的最短时间为8m 3qB C若粒子射入磁场的速度大小满足 vtan(n5,6,7，)， qBR m 2 n 则粒子能回到 A 点 D粒子回到 A 点时速度方向一定与初始入射速度方向相反 【解析】 带电粒子在磁场中运动， 如图甲所示， 则根据几何关系 ： rRtan ，而且 Bqvm，则 vtan ，由于外界磁场方向垂直 v2 r qBR m 纸面向外，

12、则当 2n2k(k1,2,3，)时粒子能回到出发点 A， 取 k 1，即粒子绕磁场边界一圈，此时 ，分析可知 n3,4,5，； 2k 2n n 取 k2，即粒子绕磁场边界两圈回到 A 点，此时 ，分析可 2k 2n 2 n 知 n5,6,7，所以当 (n3,4,5，)或 (n5,6,7，)时， n 2 n 粒子能回到 A 点，而且粒子回到 A 点时速度方向一定与初始入射速度 方向相同或相反，故 A、C 正确，D 错误；粒子运动的最短时间对应的 轨迹，如图乙所示，粒子从 A 点出发回到 A 点的最短时间为：tmin T T ，故 B 错误 6030060 360 7 6 7 6 2m qB 7m

13、 3qB 第 - 6 - 页 共 19 页 【答案】 AC 变式 3 如图所示，在粗糙的水平面上，固定一个半径为 R 的半 圆柱体 M，挡板 PQ 固定在半圆柱体 M 上，挡板 PQ 的延长线过半圆 柱截面圆心 O， 且与水平面成 30角。 在 M 和 PQ 之间有一个质量为 m 的光滑均匀球体 N，其半径也为 R，整个装置处于静止状态，则下列 说法正确的是( ) AN 对 PQ 的压力大小为 mg BN 对 PQ 的压力大小为 mg 1 2 CN 对 M 的压力大小为 mg DN 对 M 的压力大小为mg 3 2 解析：设 N 对 M 的压力为 F1，N 对 PQ 的压力为 F2，M 对 N

14、 的 支持力为 F1，PQ 对 N 的支持力为 F2，对 N 球受力分析，可知 N 球在 F1、 F2、 Gmg 三个力作用下平衡， 设 F1和 F2的合力为 F 合，则 F合与 G 等大反向，画出受力分析图如图，由几何关系可知， 第 - 7 - 页 共 19 页 F1和 F2与 F合的夹角相等， 均为 30， 则 F1F2 1 2mg cos 30 3 3 mg，由牛顿第三定律 F1F2mg，则 D 正确，A、B、C 错误 3 3 答案：D 变式 4 (多选)如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小 均为 B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界，OO为其对称 轴一导线折成边长为 l

15、的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒 定速度 v0向右运动，当运动到关于 OO对称的位置时( ) A穿过回路的磁通量为零 B回路中感应电动势大小为 2Blv0 C回路中感应电流的方向为顺时针方向 D回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同 解析：磁通量为穿过平面的净磁通量，故此时刻磁通量为零，所 以 A 正确；ab 切割磁感线产生电动势为 Blv0，cd 边切割磁感线产生电 动势也是 Blv0，由右手定则知，两电动势串联，故回路中感应电动势 大小为 2Blv0，所以 B 正确；根据右手定则可知感应电流的方向为逆时 针方向，所以 C 错误；再根据左手定则可判断回路中 ab 边与 c

16、d 边所 受安培力方向均向左，所以 D 正确 答案：ABD 思想方法思想方法 3 等效思想 等效思想 等效法是科学研究中重要的思维方法之一，所谓等效法就是在保 证某方面效果相同的前提下，用熟悉和简单的物理对象、过程、现象 替代实际上陌生的和复杂的物理对象、过程、现象的方法 运用等效法解决实际问题时，常见的有：过程等效、概念等效、 条件等效、电器元件等效、电路等效、长度等效、场等效等。在运用 等效法时，一定要注意必须是在效果相同的前提下，讨论两个不同的 物理过程或物理现象的等效及物理意义。若在运用等效法解决问题时， 第 - 8 - 页 共 19 页 不抓住效果相同这个条件，就会得出错误的结论。近

17、年来，含有等效 法思维方式的试题在高考中频频出现，主要考查物理模型等效、过程 等效、条件等效、电路等效等。 例 5 2019上海青浦高三二模如图所示，A 是一均匀小球，B 是一个 圆弧形滑块，最初 A、B 相切于小球的最低点，一切摩擦均不 1 4 计一水平推力 F 作用在滑块 B 上，使球与滑块均静止，现将滑块 B 向右缓慢推过一较小的距离，在此过程中( ) A墙壁对球的弹力不变 B滑块对球的弹力增大 C地面对滑块的弹力增大 D推力 F 减小 【解析】 本题可以等效成用水平力推着一个倾斜角逐渐增大的 斜面向右运动， 对球受力分析， 球受到重力、 B 的支持力和墙壁的弹力， 如图，因为重力的大小

18、和方向都不变，墙壁的弹力方向不变。根据作 图法知，B 的支持力方向在变化，支持力和墙壁的弹力合力不变，等 于重力，从图中可以知道，滑块 B 对球的弹力在增大，墙壁对球的弹 力在增大，故 A 错误，B 正确；对滑块和球整体进行受力分析，整体 受重力、地面的支持力、墙壁的弹力及推力，竖直方向，滑块和球的 重力等于地面对滑块的弹力，滑块和球的重力都不变，所以地面对滑 块的弹力不变，水平方向，推力 F 等于墙壁对球的弹力，所以推力 F 增大，故 C、D 错误 【答案】 B 例 6 2019福建厦门外国语学校模拟如图所示，在天花板下用 细线悬挂一半径为 R 的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处 在

19、垂直于环面向里的磁感应强度大小为 B0的水平匀强磁场中，环与磁 第 - 9 - 页 共 19 页 场边界交点 A、C 与圆心 O 连线的夹角为 120，此时细线的张力为 F0. 若圆环通电，为使细线中的张力恰好为零，则环中电流大小和方向应 满足( ) A电流大小为，电流方向沿顺时针方向 3F 0 3B0R B电流大小为，电流方向沿逆时针方向 3F 0 3B0R C电流大小为，电流方向沿顺时针方向 3F 0 B0R D电流大小为，电流方向沿逆时针方向 3F 0 B0R 【解析】 匀强磁场中直线电流所受安培力的大小由公式 FBIL 来计算，对于曲线电流，用等效法求安培力大小和判断安培力方向比 较简

20、便，要注意此时 L 是有效长度若圆环通电，则由图并结合等效 法可求得磁场中曲线电流的有效长度 L0R，要使细线拉力恰好为3 零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，大小等于 F0，根据左手定 则可以判断，环中电流方向沿顺时针方向，又 F0B0I0R，求得环3 中电流大小 I0，故选项 A 正确 3F 0 3B0R 【答案】 A 【名师点评】 此题由等效法求曲线电流所受到的安培力，是一 道比较典型的试题电学中分析电路问题时将定值电阻等效为电源内 阻、将复合场等效为“重力场”等都是用的这种方法 变式 5 2018全国卷一电阻接到方波交流电源上，在一个周 期内产生的热量为 Q方； 若该电阻接到正弦交流

21、电源上，在一个周期内 产生的热量为 Q正该电阻上电压的峰值为 u0，周期为 T，如图所 示 。则 Q方：Q正等于( ) A1： B.：122 C1：2 D2：1 解析：根据题述，正弦交变电流的电压有效值为，而方波交流 u0 2 电的有效值为 u0，根据焦耳定律和欧姆定律，QI2RTT，可知在 U2 R 第 - 10 - 页 共 19 页 一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比， Q方： Q正u ： 22：1，D 正确2 0 ( u0 2) 答案：D 变式 6 (多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安 装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘 处于方向竖

22、直向上的匀强磁场 B 中圆盘旋转时，关于流过电阻 R 的 电流，下列说法正确的是( ) A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方向流动 C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能 发生变化 D若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功 率也变为原来的 2 倍 解析 ： 设圆盘的半径为 L，可认为圆盘由无数根辐条构成，则每根 辐条切割磁感线产生的感应电动势 E BL2，电源总内阻为零，故回 1 2 路中电流 I ， 由此可见 A 正确 ； R 上的热功率 PI2R E R BL2 2R B2L42 4R

23、，由此可见， 变为原来的 2 倍时，P 变为原来的 4 倍，故 D 错误； 由右手定则可判知 B 正确；电流方向与导体切割磁感线的方向有关， 而与切割的速度大小无关，故 C 错误 答案：AB 思想方法思想方法 4 极限思想 极限思想 在某些物理状态变化的过程中，可以把某个物理量或某个物理过 程推向极端，从而作出科学的推理分析，给出正确判断或导出一般结 论，使问题化难为易、化繁为简，达到事半功倍的效果该方法一般 适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化、连续变化的情况 第 - 11 - 页 共 19 页 例 7 如图所示，水平面上的小车内固定一个倾角为 30的光 滑斜面， 平行于斜面的细绳一端固

24、定在车上， 另一端系着一个质量为 m 的小球，小球和小车均处于静止状态如果小车在水平面上向左加速 且加速度大小不超过 a1，则小球仍能够和小车保持相对静止；如果小 车在水平面上向右加速且加速度大小不超过 a2，则小球也能够和小车 保持相对静止根据以上条件可知 a1和 a2的大小之比为( ) A.：1 B1：33 C3：1 D1：3 【解析】 极限思维法 分析小球的受力情况如图所示，如果小车在水平面 上向左加速，加速度 a 足够大时，小球向上滑动，细绳无拉力，由题 意根据牛顿第二定律可知 a1g；小车在水平面上向右加速，加速 3 3 度 a 足够大时，小球“飘起” ，斜面对小球没有弹力作用，由题

25、意根据 牛顿第二定律可知 a2g， 则 a1与 a2的大小之比为 a1： a21： 3，3 故选项 D 正确 【答案】 D 【名师点评】 有些问题你可能不会求解，但若你将题中的某些 物理量的数值推向极限(如让动摩擦因数趋近于零或无穷大，速度、加 速度趋近于零或无穷大，电源的内阻、电阻趋近于零或无穷大等)，则 有可能快速选出正确选项 变式 7 由相关电磁学知识可以知道，若圆环形通电导线的中心 为 O，环的半径为 R，环中通大小为 I 的电流，如图甲所示，则环心 O 处的磁感应强度大小 B ，其中 0为真空磁导率若 P 点是过圆 0 2 I R 环形通电导线中心 O 点的轴线上的一点，且距 O 点

26、的距离是 x，如图 乙所示请根据所学的物理知识判断下列有关 P 点处的磁感应强度 BP 的表达式正确的是( ) 第 - 12 - 页 共 19 页 ABP BBP 0 2 R2I R 2x23 2 0 2 R2I R2x2 CBP DBP 0 2 RI R 2x23 2 0 2 R3I R 2x23 2 解析：本题看似无法解决，但题目中已知 O 点的磁感应强度大小 的表达式应用极限法，当 x0 时，P 点与 O 点重合，磁感应强度大 小 BP ，选项 A 正确 0 2 I R 答案：A 变式 8 如图所示，在水平桌面上放有相距 d8 cm 的两根平行 长导轨，垂直两导轨搁置一根质量 m0.1

27、kg 的铜棒，它与导轨间的 动摩擦因数 0.5，g 取 10 m/s2.现要求通过导轨输送 I5 A 的恒定电 流时能使铜棒沿导轨滑动，那么在两导轨间所加的匀强磁场的最小值 是多少？ 解析：设磁场方向与电流方向垂直、与竖直方向成 角，铜棒所 受安培力为 FBId 其方向与水平面成 角，如图所示 铜棒恰好滑动时，Fcos (mgFsin )0 联立得 B mg Idcos sin 设 ycos sin ，令 cot，经三角变换知 ysin () 1 sin 显然，当 90时， 第 - 13 - 页 共 19 页 y 有极大值 ymax， 1 sin 12 所以磁感应强度最小值为 Bmin T T

28、. mg Id12 0.5 0.1 10 5 0.08 10.52 5 2 答案： T 5 2 思想方法思想方法 5 逆向思维法 逆向思维法 当沿着正向过程解决某一问题受阻时，可采取逆向思维的方法来 分析问题，化难为易、出奇制胜解决物理问题常用的逆向思维有过 程逆向、时间反演等 例 8 2019江西南昌模拟一辆汽车以某一速度在郊区的水平路 面上运动，因前方交通事故紧急刹车而做匀减速直线运动，最后静止， 汽车在最初 3 s 时间内通过的位移与最后 3 s 时间内通过的位移之比为 x1：x25：3，则汽车制动的总时间 t 满足( ) At6 s Bt6 s C4 st6 s Dt4 s 【解析】

29、设汽车刹车做匀减速直线运动的加速度大小为 a， 运动 总时间为 t，把汽车刹车的匀减速直线运动看成反向的初速度为 0 的匀 加速直线运动，由逆向思维法求解，则汽车刹车的最后 3 s 时间内通过 的位移 x2 a32(m) a(m)， 在最初 3 s 时间内通过的位移 x1 at2 1 2 9 2 1 2 a(t3)2 a(6t9)(m)， 又x1： x25： 3， 联立解得t4 s， 选项A、 B、 1 2 1 2 C 错误，D 正确 【答案】 D 例 9 (多选)在某次乒乓球比赛中，乒乓球先后两次落台后恰好 在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网，把两次落 到台面上的乒乓球看成完

30、全相同的两个球(球 1 和球 2)，如图所示，不 计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到运动到最高点的过程中， 下列说法正确的是( ) 第 - 14 - 页 共 19 页 A起跳时，球 1 的重力功率等于球 2 的重力功率 B球 1 的速度变化率小于球 2 的速度变化率 C球 1 的飞行时间大于球 2 的飞行时间 D过网时球 1 的速度大于球 2 的速度 【解析】 乒乓球从起跳到运动到最高点的过程，做斜上抛运动， 其逆过程可看成平抛运动，乒乓球重力的瞬时功率等于重力乘以球在 竖直方向的瞬时分速度，两球起跳后能到达的最大高度相同，由 v2 2gh 得，起跳时两球在竖直方向的分速度大小相等，所以

31、两球起跳时重 力功率大小相等，A 正确 ； 速度变化率即加速度，两球在空中的加速度 都等于重力加速度，所以两球的速度变化率相同，B 错误 ； 两球在竖直 方向的运动可看成逆向的自由落体运动，由 h gt2可得两球飞行时间 1 2 相同，C 错误；由图可知，球 1 自起跳后的水平位移较大，又两球的 运动时间相同，由 xvt 知球 1 的水平速度(即过网时的速度)较大，D 正确 【答案】 AD 变式 9 一物体在粗糙水平面上以一定初速度做匀减速直线运动 直到停止，已知此物体在最初 5 s 内的平均速度为 3.3 m/s，且在最初 5 s 内和最后 5 s 内经过的路程之比为 11：5，则下列说法中

32、正确的是 ( ) A物体一共运动了 12 s B物体做匀减速直线运动的加速度大小为 0.6 m/s2 C物体运动的初速度大小为 6 m/s D物体匀减速过程中的平均速度为 m/s 25 6 解析：设物体做匀减速直线运动的加速度大小为 a，运行总时间为 t. 把物体的运动视为反向的初速度为零的匀加速直线运动， 则物体最后 5 s 内的位移为 x2 a5212.5a，最初 5 s 内的位移为 x1 at2 a(t 1 2 1 2 1 2 5)25at12.5a，由题意知 x1：x211：5，联立解得 t8 s，A 错； 物体最初 5 s 内的位移为 x13.35 m16.5 m,5at12.5a1

33、6.5，联立 解得 a0.6 m/s2，B 对 ； 由 vat 知物体运动的初速度大小为 v0.68 m/s4.8 m/s，C 错；由平均速度定义知全程的平均速度为 v v0 2 1 2 第 - 15 - 页 共 19 页 0.68 m/s2.4 m/s，D 错 答案：B 变式 10 如图所示， 一种射线管由平行金属板 A、 B 和平行于金 属板的细管 C 组成放射源 O 在 A 极板左端，可以向各个方向发射不 同速度、 质量为 m、 电荷量为 e 的电子 若极板长为 L， 间距为 d.当 A、 B 板加上电压 U 时，只有某一速度的电子能从细管 C 水平射出，细管 C 离两板等距则从放射源

34、O 发射出的电子的这一速度为( ) A. L d eU m B. L d eU 2m C. 1 d eUd2L2 m D. 1 d eUd2L2 2m 解析 ： 该题利用逆向思维， 从细管 C 处水平射入板间一粒子到达 O， 求到达 O 处的速度 水平方向 ： Lv0t ， 竖直方向 ： t ， d 2 vy 2 联立得 vy v0.竖直方向还可以利用 at2 ， 得 v0 ， d L d 2 1 2 1 2 eUL2 mdv2 0 L d eU m 代入vy v0得vy .所以到达O处速度v d L d L L d eU m eU m v2 0v2 y ，故 C 选项正确 1 d eUd2L

35、2 m 答案：C 思想方法思想方法 6 估算法和微元分析法 估算法和微元分析法 1估算法 例10 2018全国卷高空坠物极易对行人造成伤害 若一个50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层坠下，与地面的撞击时间约为 2 ms，则该 鸡蛋对地面产生的冲击力约为( ) 第 - 16 - 页 共 19 页 A10 N B102 N C103 N D104 N 【解析】 设鸡蛋落地瞬间的速度为 v，每层楼的高度大约是 3 m， 由 动 能 定 理 可 知 ： mghmv2， 解 得 ： v 1 2 2gh m/s12 m/s， 落地时受到自身的重力和地2 10 3 2410 面的支持力，规定向上为正方向，

36、由动量定理可知 ： (Nmg)t0( mv)，因为 g，解得：Nmg N1 v t mv t 50 103 12 3 2 103 000 N，根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为 103 N， 故 C 正确 【答案】 C 例 11 2018全国卷2018 年 2 月，我国 500 m 口径射电望远 镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J03180253” ，其自转周期 T5.19 ms，假 设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为 6.671011 Nm2/kg2.以周期 T 稳定自转的星体的密度最小值约为( ) A5109 kg/m3 B51012 kg/m3 C51015 kg/m3

37、 D51018 kg/m3 【解析】 设脉冲星质量为 M，密度为 .根据天体运动规律知： m 2R， 而 ， 代 入 数 据 可 得 ： GMm R2 ( 2 T) M V M 4 3R 3 3 GT2 kg/m3 kg/m351015 10 7 1011 5 1032 10 2 1015 kg/m3，故 C 正确 【答案】 C 【名师点评】 本题的 4 个选项更有特点，每一个选项均为前一 个选项的 1 000 倍，所以计算过程中，可以放心大胆地对数字进行近似 处理另外注意将结果化简为最简表达式后再进行计算，此处的技巧 是“会约”“会凑” ，如题目中出现 时，完全可以将 3 与 约掉， 4 3

38、 出现 G 时，可以将 G 近似为 G1011 Nm2/kg2，甚至近似为 G 20 3 101011 Nm2/kg2. 2微元法 微元法是将研究对象或物理过程分解为众多微小的“元对象”或 “元过程” ，而且每个“元对象”或“元过程”所遵循的规律是相同 第 - 17 - 页 共 19 页 的这样，我们只需分析这些“元对象”或“元过程” ，然后对“元对 象”或“元过程”运用必要的数学方法或物理思想进行处理，进而求 解问题 例 12 (多选)如图所示， 用高压水枪喷出的强力水流冲击右侧的 煤层设水流直径为 D，速度大小为 v，方向水平向右，水流垂直煤层 表面喷向煤层，水流冲击煤层后水的速度为零高压

39、水枪的重力不可 忽略，手持高压水枪操作，进入水枪的水速度可忽略不计，已知水的 密度为 .下列说法正确的是( ) A高压水枪单位时间内喷出的水的质量为 vD2 B高压水枪的功率为 D2v3 1 8 C水流对煤层表面的平均冲力大小为 D2v2 1 4 D手对高压水枪的作用力水平向右 【解析】 设 t 时间内，从高压水枪中喷出的水的体积为 V， 质量为 m，则 mV，VSvt D2vt，所以高压水枪单位时 1 4 间内喷出水的质量为 vD2，选项 A 错误；t 时间内水枪喷出的 m t 1 4 水的动能 Ek mv2 D2v3t，由动能定理知高压水枪在 t 时间内 1 2 1 8 对水做的功为 WE

40、k D2v3t， 则高压水枪的功率 P D2v3， 1 8 W t 1 8 选项 B 正确；取一个极短时间 t，设在此时间内喷到煤层表面的水 的质量为 m， 煤层表面对水流的平均作用力的大小为 F， 由动量定理得 Ftmv，t时间内喷到煤层表面的水的质量 m D2vt，解 1 4 得 F D2v2，由牛顿第三定律可知，水流对煤层表面的平均冲力大 1 4 小为 FF D2v2， 选项 C 正确 ； 当高压水枪向右喷出强力水流时， 1 4 水流对高压水枪的作用力向左，由于高压水枪有重力，根据平衡条件 可知，手对高压水枪的作用力斜向右上方，选项 D 错误 【答案】 BC 【名师点评】 微元法解题的思

41、维过程 第 - 18 - 页 共 19 页 (1)选择恰当的微元作为研究对象微元可以是一小段线段、圆弧 或一小块面积，也可以是一个小体积或一小段时间等，但必须具有整 体对象的基本特征； (2)将微元模型化(如视为点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动 等)，并运用相关的物理规律得出这个微元与整体对象之间的关联； (3)将一个微元的求解结果推广到其他微元，并充分利用各微元间 的对称关系、矢量方向关系、近似极限关系等，对各微元的求解结果 进行叠加，以便对整体对象进行合理解答 变式 11 如图所示直流消防高压水枪，喷射的水流为柱状，具 有射程远、流量大、冲击力强的特点，是消防灭火过程中最广泛使用 的装

42、备之一水枪开口面积确定的情况下，水柱垂直入射喷射起火物， 设水柱与起火物接触后速度变为零，下面可以反映起火物对水柱平均 作用力 F 与水流速度 v 关系图象正确的是( ) 解析：设水的密度为 ，水枪开口面积为 S，则在 t 的时间内流 过该截面的水的质量为 mSvt，根据动量定理，水柱微元所受起 火物对其合外力的冲量等于该水柱微元动量的增量，取起火物对水柱 微元的作用力方向为正，即 Ftmv，由于水柱与起火物接触后速 度变为零，则 vv，起火物对水柱的平均作用力 FSv2，故 F 与 v 成二次函数关系，C 正确 答案：C 变式 12 (多选)我国火星探测任务已经批准立项，预计在 2020 年

43、发射第一个火星探测器假设火星探测器在距离火星表面一定高度 环绕火星做圆周运动，火星可近似看成质量分布均匀的球体，忽略其 自转，引力常量 G 已知，则下列说法正确的是( ) A若已知火星的半径 R 和火星表面的重力加速度 g，则可求出火 第 - 19 - 页 共 19 页 星的质量 B若已知火星探测器到火星中心的距离 r 和周期 T，则可求出火 星的密度 C若已知火星探测器的环绕速度 v 和周期 T，则可求出火星的质 量 D若已知火星到太阳中心的距离 r 和火星绕太阳运行的周期 T， 则可求出火星的质量 解析：根据火星表面物体重力等于万有引力可得 Gmg，所 Mm R2 以 M， 选项 A 正确 ； 对火星探测器， 由万有引力提供向心力可得 G gR2 G mr，解得 M，由于火星的半径未知，因此火星的密度 Mm r2 42 T2 42r3 GT2 不可求，选项 B 错误；由公式 Gmmr，整理得 M， Mm r2 v2 r 42 T2 Tv3 2G 选项 C 正确；求解中心天体质量时，应知道该中心天体的卫星的运动 情况，题中给出的是火星绕太阳运行的情况，可以求出太阳的质量， 不能求出火星的质量，选项 D 错误 答案：AC