2020高考物理浙江专用版大二轮讲义:专题五 方法专题 第11讲 Word版含解析.pdf
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1、第 1 页 共 22 页 专题定位 1.物理科目选考能力考核要求就包括数学应用能力,即“能根据具体问题列出 物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论;必要时运用几何图形、 函数图象进行表达和分析” 2应用数学方法处理物理问题的能力具体要求为: (1)能根据具体的物理问题列出物理量之间的关系,能把有关的物理条件用数学方程表示出 来 (2)在解决物理问题时,往往需要经过数学推导和求解,或进行数值计算;求得结果后,有时 还要用图象或函数关系把它表示出来;必要时还应对数学运算的结果做出物理上的结论或解 释 (3)能够运用几何图形、函数图象解决物理问题,要能够对物理规律、状态和过程在理
2、解的基 础上用合适的图象表示出来,会用图象来处理物理问题 3高中物理解题常见的数学思想方法包括估算法、几何法、函数法、比值法、图解法、极值 法、微元法、归纳法、特殊值法、极限分析、分类讨论等,经常要用到的数学知识包括平面 几何、函数图象、三角函数、不等式、数列等 第第 11 讲 物理图象问题讲 物理图象问题 1vt 图象的应用技巧 (1)图象意义 : 在 vt 图象中,图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度,斜率的正负表示加 第 2 页 共 22 页 速度的方向 (2)注意:加速度沿正方向不表示物体做加速运动,加速度和速度同向时做加速运动 2xt 图象的应用技巧 (1)图象意义:在 xt 图象上
3、,图象上某点的斜率表示对应时刻的速度,斜率的正负表示速度 的方向 (2)注意:在 xt 图象中,斜率绝对值的变化反映加速度的方向斜率的绝对值逐渐增大则物 体加速度与速度同向,物体做加速运动;反之,做减速运动 例 1 (2019湖南永州市第二次模拟)一个篮球从某一高度由静止下落,并与坚硬的地面碰撞 后以原速率反弹,最后运动到最高点(假设篮球运动过程中所受空气阻力大小恒定,设竖直向 下为正方向)下列描述该运动过程的图象正确的是( ) 答案 C 解析 篮球从静止开始下落的过程中,做匀加速直线运动,xt 图象应是抛物线,反弹后上 升的过程,做匀减速运动,xt 图象也是抛物线,故 A、B 错误;篮球先向
4、下做匀加速直线 运动,速度为正,加速度大小为 ag,较小,图象较缓;后向上做匀减速运动,速度为 Ff m 负,加速度大小为 ag,较大,图象较陡,故 C 正确,D 错误 Ff m 拓展训练 1 (2019宁波市 “十校联考”)利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物 体运动的图象某同学在一次实验中得到的运动小车的速度时间图象如图所示,以下说法 正确的是( ) 第 3 页 共 22 页 A小车的加速度先增加,后减小 B小车运动的最大速度约为 0.9 m/s C小车的位移一定大于 8 m D小车做曲线运动 答案 C 解析 小车的速度一直为正值,可知小车一直向前运动,且速度时间图象只能反映直线运
5、动的规律,可知小车做直线运动,故 D 错误在 vt 图象中,图象斜率的大小表示加速度的 大小,根据图象可知图线切线的斜率先减小后为零再增大,则小车的加速度先减小后不变再 增大,而小车加速到最大速度时为图象的最高点,读得 0.8 m/s,故 A、B 均错误;在 vt 图 中,图线与时间轴所围的面积在数值上表示位移的大小,图中每小格的面积表示的位移大小 为 0.1 m,总格数约为 86 格(大于半格计为一格,小于半格忽略不计),总位移为 8.6 m,故 C 正确 拓展训练 2 (多选)(2018全国卷18)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速 直线运动,乙做匀速直线运动甲、乙两车的位置
6、x 随时间 t 的变化如图所示下列说法正 确的是( ) A.在 t1时刻两车速度相等 B从 0 到 t1时间内,两车走过的路程相等 C从 t1到 t2时间内,两车走过的路程相等 第 4 页 共 22 页 D在 t1到 t2时间内的某时刻,两车速度相等 答案 CD 解析 xt 图象斜率表示两车速度,则可知 t1时刻乙车速度大于甲车速度,A 项错误;由两 图线的纵截距知,出发时甲在乙前面,t1时刻图线相交表示两车相遇,可得 0 到 t1时间内乙 车比甲车多走了一段距离,B 项错误 ; t1和 t2时刻两图线相交,表明两车均在同一位置,从 t1 到 t2时间内,两车走过的路程相等;在 t1到 t2时
7、间内,两图线有斜率相等的一个时刻,即该 时刻两车速度相等,C、D 项正确 1基本思路 (1)解读图象的坐标轴,理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义 (2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息 2解题技巧 (1)应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图象类题型的解题准确率和速度 (2)分析转折点、两图线的交点、与坐标轴交点等特殊点和该点前后两段图线 (3)分析图象的形状变化、斜率变化、相关性等 例 2 (2019超级全能生 2 月联考)如图甲所示,在倾角为 的粗糙斜面上,有一个质量为 m 的物体在沿斜面方向的力 F 的作用下由静止开始向下运动,物体与斜面之间的动摩擦因数为 ,物体的机械能 E
8、 随位移 x 的变化关系如图乙所示其中 0x1过程的图线是曲线,x1x2 过程的图线为平行于 x 轴的直线,重力加速度为 g,则下列说法中正确的是( ) A在 0x2过程中,物体先加速后匀速 第 5 页 共 22 页 B在 0x1过程中,物体的加速度一直减小 C在 x1x2过程中,物体的加速度为 gsin D在 0x2过程中,拉力 F 做的功为 WFE1E2mgx2 答案 C 解析 物体受力分析如图所示, 物体由静止开始向下运动,根据牛顿第二定律有 mgsin FFfma,且 Ffmgcos ,由 题图乙知,在 0x1过程中物体的机械能减少,即 E(Fmgcos )x0 表示电场强度沿 x 轴
9、正方向;ExCB, 图中的水平虚线在 C 点与图线相切,两固定点电荷带电量的多少分别用 qA、qB表示则下列 分析正确的是( ) 第 10 页 共 22 页 A两固定点电荷都带正电,且 qAqB B在 AB 连线内,C 点的电场强度最小但不等于零 C因试探电荷的电势能始终为正值,可知 AB 两点间沿 x 轴方向的电场强度始终向右 D如果将试探电荷的电性改为正电,则该电荷在 C 点的电势能最大 答案 D 解析 负试探电荷从 A 运动到 C,电势能降低,则从 A 到 C 电势逐渐升高,电场方向从 C 到 A; 负电荷从 C 到 B 电势能增加, 则电势逐渐降低, 则电场方向从 C 到 B.即电场方
10、向先沿 x 轴负方向, 后沿 x 轴正方向, 则 qA和 qB均为负电荷 因为在 qA和 qB连线中点处的合场强沿 x 轴负方向,故 qAqB,故 A、C 均错误;Epx 图象的斜率大小代表电场力,而 C 点的切线斜 率为零,说明该试探电荷在 C 点处受到的电场力为零,C 点的电场强度为零,B 错误;在 C 点负电荷的电势能最低,则正电荷在 C 点的电势能最大,故 D 正确 1. 三点关注 (1)关注初始时刻,如初始时刻感应电流是否为零,是正方向还是负方向 (2)关注变化过程, 看电磁感应发生的过程分为几个阶段, 这几个阶段是否和图象变化相对应 (3)关注大小、方向的变化趋势,看图线斜率的大小
11、、图线的曲直是否和物理过程对应 2两个方法 (1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变 化还是非均匀变化),特别是物理量的正负,排除错误的选项 (2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图 第 11 页 共 22 页 象作出分析和判断,这未必是最简捷的方法,但却是最有效的办法 例 4 (2018全国卷18)如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻 的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下一边长 为 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流 i 随
12、时间 t 变化的正确图线 3 2 可能是( ) 答案 D 解析 设线框中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为 i. 线框位移等效电路的连接电流 0l 2 I2i(顺时针) l l 2 I0 l3l 2 I2i(逆时针) 2l 3l 2 I0 第 12 页 共 22 页 分析知,只有选项 D 符合要求 拓展训练 7 (2019河北张家口市上学期期末)四个均匀导线分别制成两个正方形、两个直角 扇形线框,分别放在方向垂直纸面向里的匀强磁场边界上,由图示位置开始按箭头方向绕垂 直纸面轴 O 在纸面内匀速转动若以在 OP 边上从 P 点指向 O 点的方向为感应电流 i 的正方 向,四个选项中符合如图所示
13、 i 随时间 t 的变化规律的是( ) 答案 C 解析 题图中正方形线框绕 O 转动时,有效切割长度不断变化,因此产生感应电流大小是变 化的,因此 A、B 错误;C、D 图中,有效切割长度为半径不变,因此产生的感应电流大小 不变,根据右手定则,进入磁场时,C 图中产生电流方向从 P 到 O,电流为正方向,而 D 图 中产生电流方向从 O 到 P,电流为负方向;离开磁场时,刚好相反,故 C 正确,D 错误 拓展训练 8 (2019陕西榆林市第二次模拟)如图所示,单匝线圈 abcd 固定于分布均匀的磁 场中,磁场方向垂直线圈平面当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化时,ab 边受到的安培力 恒定
14、不变则下列磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象中可能正确的是( ) 答案 C 第 13 页 共 22 页 解析 设线圈 ab 边长为 L,ad 边长为 l,当磁感应强度发生变化时,线圈内产生感应电动势 为:E;感应电流为:I ;安培力为:FBIL,得:F,由 t BS t BLl t E R BBL2l tR 公式可知,若磁感应强度 B 增大,则减小 ; 若 B 减小,则增大所以四个图象中只有 C B t B t 正确 专题强化练专题强化练 基础题组 1 (2019嘉、 丽 3 月联考)如图所示是小张运动过程的 xt 图象, x 表示它对于出发点的位移, 则( ) A1020 s 做匀速直线
15、运动 B第 6 s 末的速度为 3 m/s C第 30 s 末的加速度为1.5 m/s2 D距离出发点最远为 60 m 答案 B 解析 由题图可知,1020 s 小张的位移不变,则静止不动,故 A 错误;位移图象的斜率表 示速度,则在第 6 s 末的速度 : v m/s3 m/s,故 B 正确 ; 由题图可知,小张在 2040 x t 30 10 s 内做匀速直线运动,则加速度为 0,故 C 错误;由题图可知,小张距离出发点最远为 30 m,故 D 错误 2 (2019辽宁沈阳市第一次质检)如图为一个质点做直线运动的 vt 图象, 该质点在前 2 s 内 向西运动,则该质点( ) 第 14 页
16、 共 22 页 A在前 2 s 内加速度方向也向西 B在前 4 s 内加速度方向始终向东 C在后 2 s 内加速度方向始终向东 D在 6 s 内加速度方向始终不变 答案 B 解析 由题图知向西为负方向,而向东为正方向,该质点在前 2 s 内向西减速运动,则该段 时间加速度向东,24 s 向东做加速运动,则加速度方向仍然向东,故选项 A 错误,B 正确 ; 由题图可知在 45 s 内向东做减速运动,56 s 内向西做加速运动,所以在 46 s 这段时间 内加速度方向一直向西,故选项 C 错误;由上面分析可知,在 04 s 内加速度方向向东, 在 46 s 内加速度方向向西,即在 6 s 内加速度
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