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【高中物理】高考物理出现概率极高的13类题型

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(1)选修3-5的内容在考纲调整后,极有可能以实验题或计算题形式考查。计算题中动量部分内容可能会与能量、电场、磁场和电磁感应相结合考查。

(2)试题注重理论联系实际,注重物理概念、规律与科研进展、生产实践、生活实际的联系,尤其是关注我国科技进步,关注新能源。

(4)选择题注重考查主干知识,重视基础性和综合性,淡化繁杂计算,加强能力考查。

(5)实验题重视探究性和开放性,通过新颖的实验情景,考查学生的实验探究能力;通过增加试题开放性,考查学生发现问题、解决问题和交流表达的能力。

(6)计算题注重理论联系实际,注重考查建模能力、对复杂物理过程的综合分析能力以及应用数学处理物理问题的能力。

1.如图所示,用两根长度均为 l 的轻绳将一重物悬挂在水平的天花板下,轻绳与天花板的夹角为 θ,整个系统静止,这时每根轻绳中的拉力为T。现将一根轻绳剪断,当小球摆至最低点时,轻绳中的拉力为 T′。θ 为某一值时,最大。此最大值为( )

受力分析、物体平衡、摩擦力分析是高考热点,历年都涉及。本题的物理情景非常熟悉,考查的知识点也是几乎每年必考的共点力的平衡、圆周运动的动力学关系和机械能守恒定律,要求考生能够把一个较复杂问题分解为若干较简单的问题,找出起重要作用的因素及有关条件,找出它们之间的联系,运用物理知识综合解决所遇到的问题,重点考查学生的分析综合能力。

2.我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”,为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为大气层边界,返回器与服务舱分离后,从 a 点无动力滑入大气层,然后从 c 点“跳”出,再从 e 点“跃”入,实现多次减速,可避免损坏返回器。d 点为轨迹的最高点,离地心的距离为 r,返回器在 d 点时的速度大小为 v,地球质量为 M,引力常量为 G。则返回器

万有引力定律、天体运动是近几年高考热点内容,且常联系我国航天航空实际,随着我国航天事业的迅速发展,今后仍是高考的热点之一。另外分析近几年高考线年全国卷Ⅰ均有考查,故2018年考查的几率比较高。考查形式多以选择题型出现。

3.如图所示,abc 为半径为r的半圆,圆心为 O,cde 为半径为 2r 的圆弧,两圆孤相切于 c 点,空间有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电微粒1、2分别由 a、e 两点同时开始沿圆弧运动,经时间在 c 点相碰,碰撞时间很短,碰后结合成个微粒 3,微粒 3 经时间第一次到达 O 点。不计微粒的重力和微粒间的相互作用,则()

带电粒子在磁场中的运动是高考中的热点话题,每年都会涉及;动量部分的内容归为必考内容后,极有可能考查动量与磁场相结合问题。本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动、动量守恒的知识,学生可以根据几何关系求得运动轨迹,或反过来由轨迹根据几何关系求解半径,进而求得速度、磁感应强度。本题考查了考生的推理能力和分类讨论的思想。

4.据报道,2018年4月18日,某市一处高压电线落地燃烧,幸好没有造成人员伤亡。高压电线落地可能导致行人跨步触电,如图所示,设人的两脚 MN 间最大跨步距离为 d,电线触地点 O 流入大地的电流为I,大地的电阻率为 ρ,ON 间的距离为R。电流在以 O 点为圆心、半径为r的半球面上均匀分布,其电流密度为,若电流密度乘以电阻率等于电场强度,该电场强度可以等效成把点电荷 Q 放在真空中 O 点处产生的电场强度.下列说法正确的是( )

近几年高考比较注重理论联系实际,注重物理概念、规律与生活实际的联系,本题通过实际生活中的现象,考查了电场强度、电压,培养了学生应用物理知识分析实际问题的能力。电场强度、电势、电势差、电势能是高考中必考知识点,学生应重视相关方面的内容,并会应用其分析问题。

5.如图所示,电阻不计的金属导轨 PQ、MN 水平平行放置,间距为 L,导轨的P、M 端接到匝数比为的理想变压器的原线圈两端,变压器的副线圈接有阻值为 R 的电阻。在两导轨间 X≥0 区域有垂直导轨平面的磁场,磁场的磁感应强度,一阻值不计的光滑导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好。开始时导体棒处于处 x=0,从 t=0 时刻起,导体棒ab在沿 x 正方向的力 F 作用下做速度为 v 的匀速运动,则

电磁感应、交变电流、变压器是每年必考题,且常以选择题形式出现。本题把电磁感应和变压器综合在一起,涉及内容包括了交变电流、变压器和功,考查了学生的综合分析能力。

6.如图1所示,用半径相同的 A、B 两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的 A 球从斜槽上某一固定位置 C 由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作 10 次,得到 10 个落点痕迹。再把质量为的 B 球放在水平轨道末端,让A球仍从位置 C 由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作 10 次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放 B 球时,A 球的落点是 P 点,O 点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。

(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足____(选填“”或“”);除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是___________。

C.用半径尽量小的圆把 10 个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

(3)在某次实验中,测量出两个小球的质量、。记录的落点平均位置 M、N几乎与 OP 在同一条直线上,测量出三个落点位置与 O 点距离 OM、OP、ON 的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系式_______,则可以认为两球碰撞前后在 OP 方向上的总动量守恒;若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足关系式______。(用测量的量表示)

(4)在 OP、OM、ON 这三个长度中,与实验所用小球 B 质量无关的是_____,与实验所用小球质量 B 有关的是_____。

(5)某同学在做这个实验时,记录下小球三个落点的平均位置 M、P、N,如图3所示。他发现 M 和 N 偏离了 OP 方向。这位同学猜想两小球碰撞前后在 OP 方向上依然动量守恒,请你帮他写出验证这个猜想的办法_______。

连接 OP、OM、ON,作出M、N在OP方向上的投影点 M′、N′,如图所示。分别测量出OP、OM′、ON′ 的长度。若在实验误差允许范围内,满足关系式,则可以认为两小球碰撞前后在 OP 方向上动量守恒。

2017年高考物理考试大纲完善考核目标和考试内容,将动量、近代物理等知识列为必考内容。另外纵览近6年全国卷1的力学实验,每年几乎都不一样。实验题增强了探究性和开放性,本题通过设问的形式考查了学生发现问题、解决问题和交流表达的能力,开放性实验考查的几率非常大。

7.惠斯通电桥是电学实验中测电阻的一个常用方法.是在1833年由Samuel Hunter Christie发明,1843年由查理斯·惠斯登改进及推广的一种测量工具。它用来精确测量未知电阻器的电阻值,惠斯登桥可以获取颇精确的测量。如图1就是一个惠斯通电桥电路图。

(1)在图1中,在 a、b 之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱的阻值,当 G 表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4 个电阻之间的关系是:

根据惠斯通电桥测量电阻的原理设计了如图2所示电路进行实验,有以下实验操作:

A、按图2接好电路,调节 ,P为滑动变阻器的滑头,当G表示数为零时,读出此时变阻箱阻值;

B、将Rx与变阻箱R互换位置,并且控制 不动,再次调节 ,直至电桥再次平衡时,读出此时变阻箱阻值;

根据电桥的平衡,分析出电阻关系,是惠斯通电桥测电阻的原理。根据此原理就可以设计测电阻的步骤,并完成实验。本题跳出常规,着眼素质,恰到好处的“变”,但只要认真分析题意就可以找出实验的具体方法和依据;这也是近几年实验考查一个新的走向,考生需要多关注此类试题。

8.如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨 MN、PQ 相距 L=0.5 m,导轨平面与水平面夹角为 θ=30°,导轨上端跨接一阻值为 R=0.4 Ω 的定值电阻。距导轨顶端MP的距离为 d=0.5 m 的 CD(CD∥MP)下方有方向垂直于导轨向上磁感应强度大小为 B0=1 T 的匀强磁场。现将金属棒从 CD 处由静止释放。已知金属棒的质量为 m=0.2 kg、电阻为 r=0.1 Ω,在运动过程中金属棒始终与 CD 保持平行,且与导轨接触良好。当金属棒沿导轨下滑距离d时(图中EF的位置)速度刚好达到最大。已知重力加速度为。试求:

(1)金属棒速度达到的最大值和从 CD 下滑到 EF 的过程中金属棒上产生的焦耳热 Q;

(2)为了使金属棒经 EF 后回路中不再产生感应电流,可使磁场的磁感应强度 B 的大小发生变化。试写出磁感应强度 B 随时间变化的表达式(从金属棒到 EF 处开始计时)。

本题考查了考生的理解能力和综合分析能力,考查的内容涉及法拉第电磁感应定律、安培力、能量守恒定律、匀加速直线运动、欧姆定律内容,要求考生能根据题中的已知条件读出重要的物理信息,并根据物理知识列出相关的物理表达式,综合性较强。

9.如图所示,半径为 r 、间距为 L 的两根等高光滑的四分之一金属圆弧轨道通过两段较短的光滑绝缘材料与两根足够长且间距也为 L 的光滑金属平行直导和相连(即金属圆弧轨道与绝缘连接不导电),在轨道顶端连接一阻值为 R 的电阻,所有轨道电阻不计,整个导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场I左边界在圆弧轨道的最左端,磁感应强度大小为 B,方向竖直向上;磁场II的磁感应强度大小为 2B,方向竖直向下,现有一根长度稍大于 L、质量为 m、电阻为 R 的金属棒 a 从轨道最高点MN开始,在有拉力作用情况下以速率沿四分之一金属圆弧轨道作匀速圆周运动到最低点 PQ 处,到达 PQ 处立即撤去拉力然后滑过光滑绝缘部分进入水平金属轨道,另有一根与 a 完全相同的金属棒 b 置于磁场II中的 ef 处,设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为 g,求:

(1)在金属棒 a 沿四分之一金属圆弧轨道运动过程中通过电阻 R 的电荷量;

(2)在金属棒 a 沿四分之一金属圆弧轨道运动过程中电阻 R 上产生的热量及拉力做的功;

(3)设两磁场区域足够大,求金属棒 a 在磁场I内运动过程中,金属棒 b 中产生焦耳热的最大值。

电磁感应是高考的必考内容,近来高考多以压轴题形式出现,常考查导体棒切割磁感线模型,因为这类问题能综合考查结合闭合电路欧姆定律、安培力、法拉第电磁感应定律及力学的主干知识,所以这类问题一直高考的热点。电磁感应定律与力学的综合应用主要表现在两个方面:一方面电磁感应中切割磁感线的导体运动产生感应电流,导体棒又受到安培力的作用,因此,电磁感应问题往往和动力学问题联系在一起;另一方面要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功,因此又常与动量、能量联系在一起,这两类综合问题是2018年高考命题的趋势。

10.如图所示,地面上有一个倾角为 37° 的足够长的固定斜面,斜面上有一长为 L=1m、质量为 M=1kg 的厚度可以忽略不计的木板,木板与斜面间的动摩擦因数 μ1=0.5,其下端P到斜面底端的挡板 C 的距离 d=0.5m.现在木板的正中央放一质量为 m=1kg 可看成质点的木块,此时木块刚好能处于静止状态。现对木板施加一沿斜面向上的外力 F1 使木板处于静止,此时木板与斜面之间刚好没有摩擦力。最大静摩擦近似等于滑动摩擦,木块与斜面间的动摩擦因数为μ3=0.5,g=10m/s2.试求:

(2)现将外力大小变为F2=21N,且方向仍沿斜面向上,木板将向上运动,经多长时间木块与挡板相碰;

(3)从外力F2 作用到木板上开始到木块与挡板相碰的过程中系统产生的热量。

(1)木块与木板之间的动摩擦因数μ2 是 0.75,外力 F1的大小是 12N;

本题主要考查了考生的推理能力和分析综合能力,板块模型是计算题考查的热点,涉及的内容包括匀变速直线运动、牛顿第二定律和摩擦生热。解题的关键要正确分析木块和木板受力情况,根据受力判断其运动情况,运用牛顿第二定律和运动学公式列出相关的表达式。

11.如图所示,在光滑水平面上,质量为 m=4kg 的物块左侧压缩一个劲度系数为 k=32N/m 的轻质弹簧,弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接,使物块静止在 O 点,在水平面A点与一顺时针匀速转动且倾角 θ=37° 的传送带平滑连接,已知,传送带顶端为 B 点,,物块与传送带间动摩擦因数 μ=0.5。现剪断细线同时给物块施加一个初始时刻为零的变力 F,使物块从 O 点到 B 点做加速度大小恒定的加速运动。物块运动到 A 点时弹簧恰好恢复原长,运动到 B 点时撤去力F,物块沿平行 AB 方向抛出,C 为运动的最高点。传送带转轮半径远小于,不计空气阻力,已知重力加速度 g=10m/s2。

(2)若传送带速度大小为 5m/s,求物块与传送带间由于摩擦产生的热量;

(3)若传送带匀速顺时针转动的速度大小为 v,且 v 的取值范围为 2m/sv3m/s,物块由 O 点到 B 点的过程中力 F 做的功与传送带速度大小 v 的函数关系。

传送带和弹簧问题是高考中常见物理模型,通过各种形式来考查学生的综合分析能力。本题将传送带和弹簧相结合,很好的考查了考生的综合分析能力和应用数学处理物理问题的能力。

12.如图甲所示,一圆柱形绝热气缸开口向上坚直放置,通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内,活塞质量 m=1kg、横截面积,原来活塞处于 A 位置。现通过电热丝缓慢加热气体,直到活塞缓慢到达新的位置 B,在此过程中,缸内气体的 V-T 图象如图乙所示。已知大气压强,忽略活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度 g=10m/s².

②若缸内气体原来的内能,且气体内能与热力学温度成正比。求缸内气体变化过程从电热丝吸收的总热量。

选修3-3(2)在高考中一直是考查理想气体状态方程和热力学第一定律。主要考查形式有两种:第一种是关联气体;第二种是多过程问题。本题考查了考生对气体实验定律和热力学第一定律的理解和分析推理能力。从近几年考题分析,高考要求学生要关注教材中的“插图”、“思考与讨论”、“做一做”以及“问题与练习”,在选修3-5课本的“问题与练习”中涉及了气体的变质量问题,而近几年高考真题均未涉及,因此此类问题要引起学生关注。

13.如图,一个三棱镜的截面为等腰直角形 ABC,∠A 为直角,直角边长为 L. 一细束光线沿此截面所在平面且平行于 BC 边的方向射到 AB 边上的某点 M,光进入棱镜后直接射到 BC 边上。已知棱镜材料的折射率为,光在真空中速度为 c.

分析近几年高考题很容易发现,多数情况下选修3-4部分计算题多以光学部分为主,所以光学部分的计算题考查的几率非常大,考生应多关注相关问题。本题考查了考生的分析能力和运用数学处理物理问题的能力,考查的内容涉及光的折射定律和反射定律等知识。试题要求考生根据所给条件画出光路图,再根据折射定律、题设条件和几何关系求出第一次射出棱镜的时间。

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