2023年高考物理总复习高中物理10类难题解题模板.pdf
2023年高考物理总复习高中物理10类难题解题模板题 型1：直线运动问题题型概述：直线运动问题是高考的热点，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中，则重在考查基本概念，且常与图像结合；在计算题中常出现在第一个小题，难度为中等，常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题。思维模板：解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运动过程进行分析，从而解决问题；对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析，再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程，从而分析求解，前后过程的联系主要是速度关系，两个物体间的联系主要是位移关系。例题:1L随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显，分析交通违9 o o F m/s）2法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命.如图所示为某型号货车紧急制动时（假设做匀减速直线运动）的济7图像（0为货车的速度，|X为制动距离），其中图线1 为满载时符合安全要求的制动图像，图线 9 0 I。m2 为严重超载时的制动图像.某路段限速72 k m/h,是根据该型号货车满载时安全制动时间和制动距离确定的，现有一辆该型号的货车严重超载并以5 4 km/h的速度行驶.通过计算求解：Q）驾驶员紧急制动时，该型号严重超载的货车制动时间和制动距离是否符合安全要求；（2）若驾驶员从发现险情到采取紧急制动措施的反应时间为1 s,则该型号货车满载时以72 km/h速度正常行驶的跟车距离至少应为多远.解析：（1）根据速度位移公式 一V（2 =2av,有#=2。+0.vi,2a2 2X2.5-n,I制动时间为ti=-=-1 s=6 s/i；ai 2.5所以笃驶员紧急制动时，该型号严重超载的货车制动时间和制动距离均不符合安全要求。（2）货车在反应时间内做匀速直线运动.3=0/3 =20X1 m=20 m,跟车距离最小值.v=-kv3=40 m+20 m=60 mclai题 型2:物体的动态平衡问题题型概述：物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题.思维模板：常用的思维方法有两种。Q)解析法：解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化；(2)图解法：根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化。例 题：一轻杆8 0,其。端用光滑较链固定在竖直轻杆A。上，8端 主一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力.拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆8 0与杆4 0间的3角。逐渐减少，则在此过程中，拉力尸及杆5 0所受压力外的3小变化情况是（）A.FN先减小,后增大 B.FN始终不变C.尸先减小，后增大 D.尸始终不变【答案】B【解析】设物体的重力为G.以B点为研究对象，分析受力情况作出力图，如 图.作 出 力 网 与 尸 的 合 力 尸2,根据平衡条件得知，F2=FI=G.由F2FNBs/AB0 得：上 且=吆 得 到：F=GF2 AO、AO式 中，BO、AO、G不 变，则产N保 持 不 变.同 理：=得 到：F=GF2 AO AO式 中，AO、G不 变，但 是A B逐 渐 减 小，所 以 尸 逐 渐 变 大.故B正 确，ACD错 误；故 选：B题 型3:运动的合成与分解问题题型概述：运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳（杆）末端速度分解的问题，二是小船过河的问题，两类问题的关键都在于速度的合成与分解.思维模板：Q）在绳（杆）末端速度分解问题中，要注意物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度的方向应取绳（杆）的方向和垂直绳（杆）的方向;如果有两个物体通过绳（杆）相 连，则两个物体沿绳（杆）方向速度相等。(2)小船过河时，同时参与两个运动，一是小船相对于水的运动，二是小船随着水一起运动，分析时可以用平行四边形定则，也可以用正交分解法，有些问题可以用解析法分析，有些问题则需要用图解法分析。例 题：12.一小船渡河，河宽d=180 m,水流速度0i=2.5 m/s.Q)若船在静水中的速度为S=5 m/s,求：欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)若船在静水中的速度s=L 5 m/s,要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？解析：Q)若 S=5 m/s。欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向，当船头垂直河岸时，如图甲所示，合速度为倾斜方向，垂直分速度为V2=5m/sd 180/=-=-s=36s,v2 50后 m/s,Ai=r 4./=905 m.欲使船渡河航程最短，合速度应沿垂直河岸方向。船头应朝图乙中的为方向。、垂直河岸过河要求0“=0,如图乙所示，有 也;V2sin a=V i,得a=30。t.所以当船头与上游河岸成60。时航程最短。Xi=7=180 nio_d_d_18 _ c/=c s=243 sv.02cos 30*3(2)若 6=1.5 m/s.与Q)中不同，因为船速小于水速，所以船一定向下游漂移，设合速度方向与河岸下游方向夹角为仇则航程.。=上 一。欲使航程最短，需6最大，如图丙所示，由出发点/作sin出内矢量，以 6 矢量末端为圆心，刃大小为半径作15,4点与15周上某点的连线即为合速度方向，欲 使0 与水平方向夹角最大，应 使。与IS相切，即0._L02。v.=O 1C Q S 37=2 m/s,A*3=-=300 mesin 0题型4:抛体运动问题题型概述：抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，不管是平抛运动还是斜抛运动，研究方法都是采用正交分解法，一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.思维模板：Q）平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加 速 直 线 运 动，其 位 移 满 足x=v0t,y=gt2/2,速度满足vx=vO,vy=gt;（2）斜抛运动物体在竖直方向上做上抛（或下抛）运 动，在水平方向做匀速直线运动，在两个方向上分别列相应的运动方程求解。例 题：如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为2,成绩 为 4 Z.假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为a,运动员可视为质点,不计空气阻力，则有（）A.tan a=2 B.tan=1C.tan z=D.tan a=-2 4解析：选 B 斶空过程中高地面的最大高度为2,从最高点到落地过程中，做平抛运动，根据平抛运动规律，上=会巴 解得：t=运动员在空中最高点的速度即为运动员起跳时水平方向的分速度，根据分运动与合运动的等时性，则水平方向的分速度为：vx=t力 坛，根据运动学公式，在最高点竖直方向速度为零，那么运动员落到地面时的姿直分速度为：vv=gt=；2gL,运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角的正切值为：tan a=Vx=M=1,故 B 正确，A、C、D 错误。72gL题 型5:圆周运动问题题型概述：圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题，而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.思维模板：(1)对圆周运动，应先分析物体是否做匀速圆周运动，若 是，则物体所受的合外力等于向心力，由F合 二 mv2/r=mr32列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动，则应将物体所受的力进行正交分解，物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型：绳模型：只能对物体提供指向圆心的弹力，能通过最高点的临界态为重力等于向心力;杆模型：可以提供指向圆心或背离圆心的力，能通过最高点的临界态是速度为零;外轨模型：只能提供背离圆心方向的力，物体在最高点时，若v(gR)l/2，沿轨道做圆周运动，若v2(gR)l/2,离开轨道做抛体运动.例 题：（2019 3 月全国第一次大程今）如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴。上，。轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小环。轴处有一力传感器，可以测量小球通过最高点时。轴受到的杆的作用力 F,若取竖直向下为F 的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F-U 9 为小球在最高点处的速度）图像如图乙所示，取g=10m/s2,则（）甲 乙A.。轴到小球的距离为0.5 mB.小球的质量为3 kgC.小球恰好通过最高点时的速度大小为5 m/sD.小球在最低点的初速度大小为标m/s时，通过最高点时杆不受球的作用力解析：选 A 小球在最高点时重力和杆的作用力的合力提供向心力，若 0=0,则F=3 2mg=3 N,解得小球质量刑=0.3 k g,若尸=0,m g=m ,代入数据解得=0.5 m,选R项 A 正确，B 错误；杆模型中，在最高点只要小球速度大于等于零，小球即可在竖直面内做圆周运动，选项C 错误；设小球在最低点的初速度为“，小球能上升的最大高度为儿根据机械能守恒定律得、=当0o=%布 m/s时，Zr=0.75mC2设物块在B点时受到的半圆轨道的支持力为F*如 1 有：Fjinig=ni,解得Fy=6mg由牛顿第三定律可知，物块在5 点时对半圆轨道的压力大小FN=F、=6m g.(3)由机械能守恒定律可知，物块在.4 点时弹美的弹性势能为耳=2 2+加/,解得题 型9:力学实验中速度的测量问题题型概述：速度的测量是很多力学实验的基础，通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律，因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量.速度的测量一般有两种方法：一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度;另一种是通过光电门等工具来测量速度.思维模板：用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论：Vt/2K 平均=(v0+v)/2,卜x=aT2,为了尽量减小误差，求加速度时还要用到逐差法.用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间，求出该段时间内的平均速度，则认为等于该点的瞬时速度，即：v=d/At.例 题：略题 型10:电容器问题题型概述：电容器是一种重要的电学元件，在实际中有着广泛的应用，是历年高考常考的知识点之一，常以选择题形式出现，难度不大，主要考查电容器的电容概念的理解、平行板电容器电容的决定因素及电容器的动态分析三个方面.思维模板：Q）电容的概念：电容是用比值（C二Q/U）定义的一个物理量，表示电容器容纳电荷的多少，对任何电容器都适用.对于一个确定的电容器，其电容也是确定的（由电容器本身的介质特性及几何尺寸决定）,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关.（2）平行板电容器的电容：平行板电容器的电容由两极板正对面积、两极板间距离、介质的相对介电常数决定，满 足 C=ES/（4nkd）（3）电容器的动态分析：关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，抓住三个公式 C二Q/U、C=S/（4nkd）及E=U/d并分析清楚两种情况：一是电容器所带电荷量Q保持不变（充电后断开电源）,二是两极板间的电压U保持不变（始终与电源相连）.例 题：例L两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连小路如图1所示。接通开关S,电源即给电容器充电：（）港11A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小；B.保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大；C,断开S,减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小；D.断开S,在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大。解析：S接通保持U不变，由场强E=U得d减小，E增大，故A错误；插入介质后d增大，根据Q=C U可知极板上的电量增大，故B正确；当S断开时，极板上的电量不当减小板间距离，则C增大，据C=Q可知U减小，故C正确；在两极板间插入介质，贝增大，据C=&可知U减小，故D错误，故答案应为BC。U点评：解答本题关键是S接通时，两极板间电压不变：断开S时，两极板间所带电苣变，同时我们能够看出利用c=W-这一电容的决定式定性的分析电容器的变化很方便4rtkd
