2023年高考物理大纲专题解读

年高考大纲专题解读2023?考试大纲?12月15日，?2023年普通高等学校招生全国统一考试大纲?〔以下简称?考试大纲?〕公布。按照以往经验，?考试大纲?是高考命题的标准性文件和标准，是考试评价、复习备考的依据。那即将参加2023年高考的考生该如何规划接下来的复习与冲刺呢？2023的全国卷理综物理的考试大纲与2023年考试大纲相比拟，从考试目标到考试范围上看没有任何的改动和变化，其最大的特点就是稳定。这也是在全国卷经历了两年的调整后对稳定要求的回归。所以在试题的结构上根本保持现有格局不变，即8个选择、2个实验题〔其中力学实验1个、电学实验1个〕、计算题2个、选考题二选一。在备考的过程中更应该加强考试总纲中描述的对学生以下几个能力的考查：应用数学处理物理问题的能力〔特别是利用几何图形、函数图像进行表达、分析的能力〕；分析综合能力，能够把一个复杂问题分解为假设干个较简单的问题，找出他们之间的联系，运用物理知识综合解决所遇到的问题的能力；能够运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性试验能力。对2023年复习备考建议1．研究全国卷，把准全国试卷的脉搏考生要想在理综考试中能够取得理想的成绩，需要我们认真研究考试的功能和作用，领会新课程标准的精神，准确定位备考方向，有方案分阶段地培养学生处理问题的各种能力，以尽快适应全国卷新颖、灵巧紧密联系实际和生活的特点。特别注意一些社会热点问题和高中知识点的对接问题，例如动量是物理学中最重要的概念之一。动量守恒定律是与能量守恒定律同等重要的根本物理规律，在宏观、宇观、微观世界都成立。动量的概念起源于力学，但贯穿热学、电磁学、光学、近代物理等领域。对动量的学习，不仅有利于理解力学现象、掌握力学规律，而且有利于深入理解其他内容。比方，动量的学习有利于理解气体压强的微观解释、光子动量的概念等。所以对动量的复习，要注意动量观点解决解决实际的问题，例如，理解火箭发射的根本原理等。2．回归课本夯实根底依据教材，立足教材。夯实根底，在概念和规律上投入主要精力，不要放弃课本，我们不难发现一些题目的背景材料来自教材上的“小创造〞“小制作〞“小实验〞。3．正确处理习题训练与能力提高的关系高考对学生能力的考查是不容置疑的，但能力的培养不能靠题海战术。备考中习题的训练尽管占据着及其重要的位置，但绝不能“重结论、轻过程；重计算、轻分析，重定量、轻定性〞。习题训练要做到：〔1〕以近几年新课标的高考题为主，以中等难度题为主。加强变式训练，注意一题多变、一题多解、一法多用、多题归一。培养学生多角度、全方位、深层次地去思考问题，增强应变能力。〔2〕标准化做题。标准化包括学科用语、解题格式、计量单位、实验操作等的标准化。〔3〕及时改错。对平时训练过程中出现的错误要及时进行错因分析，减少错误在头脑里存留的时间，防止重复出错。〔4〕提高审题能力。审题的目的是提取题目中的有效信息，它包括对关键词语的理解、隐含条件的挖掘、干扰因素的排除等；从而建立起所熟知的物理模型。下面我们会对考纲进行详细解读，希望可以在以后的学习和复习中帮助同学们做到有的放矢，高效备考。一、目标、范围及要求Ⅰ．考核目标与要求根据普通高等学校对新生文化素质的要求，依据中华人民共和国教育部2023年公布的?普通高中课程方案〔实验〕?和?普通高中物理课程标准〔实验〕?，确定高考理工类物理科考试内容。学*科网高考物理试题着重考查考生的知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注意物理与科学技术、社会和经济开展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生，有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能〞“过程与方法〞“情感态度与价值观〞三维课程培养目标的实现。高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置；通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的上下，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。目前，高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面：1．理解能力理解物理概念、物理规律确实切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用；能够清楚地认识概念和规律的表达形式〔包括文字表述和数学表达〕；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。2．推理能力能够根据的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。3．分析综合能力能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为假设干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。4．应用数学处理物理问题的能力能够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；能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。5．实验能力能独立地完成表2、表3中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制订解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。学@科网这五个方面的能力要求不是孤立的，着重对某一种能力进行考查的同时，在不同程度上也考查了与之相关的能力。并且，在应用某种能力处理或解决具体问题的过程中往往伴随着发现问题、提出问题的过程，因而高考对考生发现问题、提出问题并加以论证解决等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。Ⅱ．考试范围与要求对各局部知识内容要求掌握的程度，在表2和表3中用数字Ⅰ、Ⅱ标出。Ⅰ、Ⅱ的含义如下：Ⅰ．对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。与课程标准中的“了解〞和“认识〞相当。Ⅱ．对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行表达和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。与课程标准中的“理解〞和“应用〞相当。表1必考内容与选考内容模块必考内容选考内容物理1质点的直线运动相互作用与牛顿运动定律物理2机械能抛体运动与圆周运动万有引力定律3–1电场电路磁场3–2电磁感应交变电流3–5碰撞与动量守恒原子结构原子核波粒二象性3–3分子动理论与统计观点固体、液体与气体热力学定律与能量守恒3–4机械振动与机械波电磁振荡与电磁波光相对论二、考纲原文表2必考内容范围及要求力学主题内容要求说明质点的直线运动参考系、质点位移、速度和加速度匀变速直线运动及其公式、图像ⅠⅡⅡ相互作用与牛顿运动定律滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力形变、弹性、胡克定律矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡牛顿运动定律及其应用超重和失重ⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅠ抛体运动与圆周运动运动的合成与分解抛体运动匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力离心现象ⅡⅡⅠⅡⅠ斜抛运动只作定性要求机械能功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用ⅡⅡⅡⅡ碰撞与动量守恒动量、动量定理、动量守恒定律及其应用弹性碰撞和非弹性碰撞ⅡⅠ只限于一维万有引力定律万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观ⅡⅡⅠⅠ电学主题内容要求说明电场物质的电结构、电荷守恒静电现象的解释点电荷库仑定律静电场电场强度、点电荷的场强电场线电势能、电势电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动示波管ⅠⅠⅠⅡⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅡⅠ电路欧姆定律电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律ⅡⅠⅠⅡⅡⅠ磁场磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和盘旋加速器ⅠⅠⅠⅡⅠⅡⅡⅠ1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形2.洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形电磁感应电磁感应现象磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律自感、涡流ⅠⅠⅡⅡⅠ交变电流交变电流、交变电流的图像正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电ⅠⅠⅡⅠ原子与原子核主题内容要求说明原子结构氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式ⅠⅠ原子核原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期放射性同位素核力、核反响方程结合能、质量亏损裂变反响和聚变反响、裂变反响堆射线的危害和防护ⅠⅠⅠⅠⅠⅠ波粒二象性光电效应爱因斯坦光电效应方程ⅠⅠ单位制和实验主题内容要求说明单位制中学物理中涉及的国际单位制的根本单位和其他单位，例如小时、分、升、电子伏特Ⅰ知道国际单位制中规定的单位符号实验实验一：研究匀变速直线运动实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定那么实验四：验证牛顿运动定律实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律实验七：验证动量守恒定律实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线1.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等2.要求认识误差问题在实验中的重要实验表3选考内容范围及要求模块3-3主题内容要求说明分子动理论与统计观点分子动理论的根本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度、内能ⅠⅠⅠⅠ固体、液体与气体固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的外表张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压相对湿度ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅠ热力学定律与能量守恒热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律ⅠⅠⅠ单位制中学物理中涉及的国际单位制的根本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压Ⅰ知道国际单位制中规定的单位符号实验用油膜法估测分子的大小要求会正确使用温度计实验模块3-4主题内容要求说明机械振动与机械波简谐运动简谐运动的公式和图像单摆、周期公式受迫振动和共振机械波、横波和纵波横波的图像波速、波长和频率(周期)的关系波的干预和衍射现象多普勒效应ⅠⅡⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅠ电磁振荡与电磁波电磁波的产生电磁波的发射、传播和接收电磁波谱ⅠⅠⅠ光光的折射定律折射率全反射、光导纤维光的干预、衍射和偏振现象ⅡⅠⅠⅠ相对论狭义相对论的根本假设质能关系ⅠⅠ实验实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验二：测定玻璃的折射率实验三：用双缝干预测光的波长实验专题一质点的直线运动考纲原文再现内容要求参考系、质点位移、速度和加速度匀变速直线运动及其公式、图象ⅠⅡⅡ考查方向展示考向1以图象为依托，考查对直线运动的认识、理解和应用能力【样题1】〔2023·广东卷〕甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移–时间图象如下图，以下表述正确的选项是A．0.2~0.5小时内，甲的加速度比乙的大B．0.2~0.5小时内，甲的速度比乙的大C．0.6~0.8小时内，甲的位移比乙的小D．0.8小时内，甲、乙骑车的路程相等【答案】B【解析】在s–t图象中，图线的斜率表示了物体运动的速度，由图可知，在0.2~0.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，且甲的图线斜率较大，即甲的速度比乙的大，应选项A错误，选项B正确；在0.6时时再返回至同一位置，显然两者运动的路程不等，甲运动的路程比乙的大4km，应选项D错误。【样题2】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v–t图象如下图。两车在t=3s时并排行驶，那么A．在t=1s时，甲车在乙车后B．在t=0时，甲车在乙车前7.5mC．两车另一次并排行驶的时刻是t=2sD．甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m【答案】BD【解析】根据v–t图象，可以判断在t=1s时，甲车和乙车并排行驶，故AC错误；在t=0时，甲车在乙车前的距离，故B正确；甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离也就是从第1s末到第3s末两车运动的位移，故D正确。学#科网【样题3】质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图象如下图，那么该质点A．加速度大小为1m/s2B．任意相邻1s内的位移差都为2mC．2s末的速度是4m/sD．物体第3s内的平均速度大小为3m/s【答案】BC【解析】根据x和时间平方t2的关系图象得出关系式为：x=t2，对照匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+at2，知物体的初速度为0，加速度为a=2m/s2，且加速度恒定不变，故A错误；根据∆x=aT2=2×1m=2考向2以生产、生活实际为背景考查质点的直线运动【样题4】〔2023·上海卷〕物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为16m的路程，第一段用时4s，第二段用时2s，那么物体的加速度是A．B．C．D．【答案】B【解析】根据题意，物体做匀加速直线运动，t时间内的平均速度等于时刻的瞬时速度，在第一段内中间时刻的瞬时速度；在第二段内中间时刻的瞬时速度，那么物体加速度，选B。【样题5】〔2023·海南卷〕短跑运发动完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀减速运动两个阶段。一次比赛中，某运发动用11.00s跑完全程。运发动在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运发动的加速度及在加速阶段通过的距离。【答案】5m/s210m【解析】根据题意，在第1s和第2s内运发动都做匀加速运动，运发动在第2s内通过的距离为7.5m，那么第2s内的平均速度，即第1.5s末的瞬时速度为那么运发动在加速阶段通过的距离考向3结合逆向思维考查学生的推理能力【样题6】如下图，光滑斜面AE被分为四个相等的局部，一物体从A点由静止释放，它沿斜面向下做匀加速运动，依次通过B、C、D点，最后到达底端E点。以下说法正确的选项是A．物体通过各点的瞬时速度之比为vB:vC:vD:vE=1:::2B．物体通过各段时，速度增加量vB–vA=vC–vB=vD–vC=vE–vDC．物体由A点到各点所经历的时间之比为tB:tC:tD:tE=1:::2D．下滑全程的平均速度=vB【答案】ACD【解析】物体做初速度为零的匀加速直线运动，由v2=2ax可得，A正确；由于物体经过各段的时间不等，那么速度增加量不等，B错误；由可得，C正确；因tB:tE=1:2，即tAB=tBE，vB为AE段中间时刻的速度，故=vB，D正确。学@科网考向4追及、相遇问题考查质点的直线运动【样题7】某一长直的赛道上，有一辆F1赛车前方200m处有一平安车正以10m/s的速度匀速前进，这时赛车从静止出发以2m/s2的加速度追赶。试求：〔1〕赛车出发3s末的瞬时速度大小；〔2〕赛车何时追上平安车？追上之前与平安车最远相距是多少米？〔3〕当赛车刚追上平安车时，赛车手立即刹车，使赛车以4m/s2的加速度做匀减速直线运动，问两车再经过多长时间第二次相遇？〔设赛车可以从平安车旁经过而不发生相撞〕【答案】〔1〕6m/s〔2〕20s225m〔3〕20s【解析】〔1〕赛车在末的速度为：〔2〕赛车追上平安车时有：代入数据解得：当两车速度相等时，相距最远，那么有：那么相距的最远距离为：所以赛车停止后平安车与赛车再次相遇，所用时间为：专题二相互作用与牛顿运动定律考纲原文再现内容要求滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力形变、弹性、胡克定律矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡牛顿运动定律及其应用超重和失重ⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅠ考查方向展示考向1利用牵连体考查物体的受力分析和平衡【样题1】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。假设F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，那么A．绳OO'的张力也在一定范围内变化B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【答案】BD【解析】物块b始终保持静止，物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角不变，连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接物块a和b的绳的张力保持不变，绳OO'的张力也不变，AC错误；正确。考向2以图象为依托考查对动力学中的图象的识别和理解【样题2】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕如图〔a〕，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v–t图线如图〔b〕所示。假设重力加速度及图中的v0、v1、t1均为量，那么可求出A．斜面的倾角B．物块的质量C．物块与斜面间的动摩擦因数D．物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD【解析】小球滑上斜面的初速度，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度即，所以沿斜面向上滑行的最远距离，根据牛顿第二定律，向上滑行过程，考向3结合牵连体考查牛顿运动定律的运用【样题3】〔2023·四川卷〕如下图，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t=t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是ABCD【答案】BC【解析】P在传送带上的运动情况如表所示，其中f=μmPg，G=mQg，a1=，a2=。括号内表示传送带足够长时P的运动状态。v1<v2v1>v2v1=v2f>G向右以a1匀减速到v1〔后向右匀速〕向右以a2匀加速到v1〔后向右匀速〕向右匀速f<G向右以a1匀减速到v1〔再向右以a2匀减速到零，然后向左以a2匀加速〕向右以a2匀减速到零〔后向左以a2匀加速〕f=G向右匀速综上，选BC。学@科网考向4多过程、多质点模型考查牛顿运动定律的综合应用【样题4】〔2023·新课标全国Ⅲ卷〕如图，两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求：〔1〕B与木板相对静止时，木板的速度；〔2〕A、B开始运动时，两者之间的距离。【答案】〔1〕1m/s〔2〕1.9m【解析】〔1〕滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别是aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在物块B与木板到达共同速度前有f1=μ1mAg，f2=μ1mBg，f3=μ2(mA+mB+m)g由牛顿第二定律得f1=mAaA，f2=mBaB，f2–f1–f3=ma1可得aA=aB=5m/s2，a1=2.5m/s2设在t1时刻，B与木板共速，为v1由运动学公式有v1=v0–aBt1=a1t1解得t1=0.4s，v1=1m/s设从B与木板共速到A和B相遇经过的时间为t2，A和B相遇且共速时，速度大小为v2由运动学公式有v2=v1–a2t2=–v1+aAt2解得t2=0.3s，v2=0.5m/s在t2时间内，B及木板相对地面的位移全过程A相对地面的位移那么A、B开始运动时，两者之间的距离x=xB+x1+|xA|=1.9m〔也可用如图的速度–时间图线求解〕专题三抛体运动与圆周运动考纲原文再现内容要求说明运动的合成与分解抛体运动匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度匀速圆周运动的向心力离心现象ⅡⅡⅠⅡⅠ斜抛运动只作定性要求考查方向展示考向1单独考查运动的合成与分解【样题1】〔2023·上海卷〕如图，人沿平直的河岸以速度行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为，船的速率为A．B．C．D．【答案】CD考向2单独考查拋体运动的规律及分析方法【样题2】〔2023·上海卷〕如图，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在A．bc之间B．c点C．cd之间D．d点【答案】A【解析】如下图假设第二颗炸弹的轨迹经过a、b，第三颗炸弹的轨迹经过P、Q；a、A、B、P、C在同一水平线上，由题意可知，设aA=AP=x0，ab=bc=L，斜面的倾角为θ，三颗炸弹到达a所在水平面的坚直速度为vy，水平速度为v0，对第二颗炸弹：水平方向：，坚直方向：，对第三颗炸弹：水平方向：，坚直方向：，解得：t2=2t1；y2>2y1；所以Q点在c点的下方，也就是第三颗炸弹将落在bc之间，故A正确，BCD错误。考向3水平面内的圆周运动【样题3】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕如图，两个质量均为m的小木块a和b〔可视为质点〕放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。假设圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，以下说法正确的选项是A．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω=是b开始滑动的临界角速度D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmg【答案】AC【解析】小木块a、b都随水平转盘做匀速圆周运动，发生相对滑动前，a、b的角速度相等，静摩擦力提供向心力，有f=mRω2，由于b的转动半径较大，所以发生相对滑动前b所受静摩擦力较大，B错误；随考向4竖直面内的圆周运动【样题4】〔2023·重庆卷〕如下图，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。〔1〕假设ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；〔2〕ω=(1±k)ω0，且0<k≤1，求小物块受到的摩擦力大小和方向。【答案】〔1〕〔2〕当ω=(1+k)ω0时，摩擦力大小为、方向沿罐壁切线向下；当ω=(1–k)ω0时，摩擦力大小为、方向沿罐壁切线向上【解析】〔1〕当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有mgtanθ=mRsinθ·ω02，解得〔2〕当ω=(1+k)ω0时，重力和支持力的合力不够提供向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向下，根据牛顿第二定律有fcos60°+Nsin60°=mRsin60°·ω2，fsin60°+mg=Ncos60°联立两式解得当ω=(1–k)ω0时，摩擦力方向沿罐壁切线向上根据牛顿第二定律有Nsin60°–fcos60°=mRsin60°·ω2，mg=Ncos60°+fsin60°学&科网联立两式解得考向5圆周运动的临界极值问题【样题5】〔2023·江苏卷〕如下图，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。以下说法正确的选项是A．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2FB．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FC．物块上升的最大高度为D．速度v不能超过【答案】D【解析】由题意知，F为夹子与物块间的最大静摩擦力，但在实际运动过程中，夹子与物块间的静摩擦力没有到达最大，故物块向右匀速运动时，绳中的张力等于Mg，A错误；小环碰到钉子时，物块做圆周运动，，绳中的张力大于物块的重力Mg，当绳中的张力大于2F时，物块将从夹子中滑出，即，此时速度，故B错误；D正确；物块能上升的最大高度，，所以C错误。考向6传动与转动问题【样题6】如下图，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一个点A、B、C，三个轮的半径之比为，当转轴匀速转动时，以下说法中正确的选项是A．A、B、C三点的线速度大小之比为2:2:1B．A、B、C三点的周期之比为1:2:1C．A、B、C三点的角速度大小之比为1:2:1D．A、B、C三点的加速度大小之比为2:4:1【答案】ACD【解析】A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，A、C共轴转动，角速度大小相等，根据，那么，所以A、B、C三点的线速度大小之比为，A正确；专题四机械能考纲原文再现内容要求功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用ⅡⅡⅡⅡ考查方向展示考向1结合斜面模型考查功和功率的分析与计算【样题1】如下图，分别用恒力F1、F2先后将一物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端，两次所用时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向。那么两个过程比拟A．接触面上因摩擦产生的热量相同B．物体的机械能增加量相同C．F1做的功与F2做的功相同D．F1做功的功率比F2做功的功率小【答案】BD【解析】两个过程中物体对斜面的压力不同，故摩擦力大小不同，那么产生的热量不相同，故A错误；物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化量相同，故B正确；由题图分析可知，中克服摩擦力做功的功率大，故做功的功率比做功的功率小，故D正确。考向2机车启动考查功和功率的分析与计算【样题2】如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。假设小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度到达最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么A．这段时间内电动机所做的功为PtB．这段时间内小车先匀加速运动，然后匀速运动C．这段时间内电动机所做的功为D．这段时间内电动机所做的功为【答案】AC【解析】这一过程中电动机的功率恒为P，所以W电=Pt，所以这段时间内电动机所做的功为Pt，故A正确。小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式P=F0v可知，牵引力不断减小，根据牛顿第二定律，有故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故B错误；对小车启动过程，根据动能定理，有，这段时间内电动机所做的功为，故C正确，D错误。学￥科网考向3单体运动考查动能定理或功能关系【样题3】〔2023·江苏卷〕一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，那么该过程中，物块的动能与位移的关系图线是ABCD【答案】C【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理有，当Ek=0时考向4多体运动考查动能定理或功能关系【样题4】〔2023·广东卷〕如下图，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m，物块A以v0=6m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动，P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L=0.1m，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1，A、B的质量均为m=1kg〔重力加速度g取10m/s2；A、B视为质点，碰撞时间极短〕。〔1〕求A滑过Q点时的速度大小v和受到的弹力大小F；〔2〕假设碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；〔3〕求碰后AB滑至第n个〔n<k〕光滑段上的速度vn与n的关系式。【答案】〔1〕v=4m/sF=22N〔2〕k=45vn=m/s〔其中n=1、2、3、···、44〕【解析】〔1〕物块A从开始运动到运动至Q点的过程中，受重力和轨道的弹力作用，但弹力始终不做功，只有重力做功，根据动能定理有：–2mgR=–解得：v==4m/s在Q点，不妨假设轨道对物块A的弹力F方向竖直向下，根据向心力公式有：mg+F=解得：F=–mg=22N，为正值，说明方向与假设方向相同。学%科网〔2〕根据机械能守恒定律可知，物块A与物块B碰撞前瞬间的速度为v0，设碰后A、B瞬间一起运动的速度为v0′，根据动量守恒定律有：mv0=2mv0′解得：v0′==3m/s设物块A与物块B整体在粗糙段上滑行的总路程为s，根据动能定理有：–2μmgs=0–解得：s==4.5m所以物块A与物块B整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的=45倍，即k=45〔3〕物块A与物块B整体在每段粗糙直轨道上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度为：a==–μg=–1m/s2由题意可知AB滑至第n个〔n<k〕光滑段时，先前已经滑过n个粗糙段，根据匀变速直线运动速度–位移关系式有：2naL=–解得：vn==m/s〔其中n=1、2、3、···、44〕考向5连接体考查机械能守恒定律【样题5】如下图，质量均为m的物块A、B通过轻质细线跨过轻质定滑轮连接，B的正下方有一只能在竖直方向上伸缩且下端固定在水平面上的轻弹簧，其劲度系数为k。开始时，A固定在倾角为30°的足够长光滑斜面底端，弹簧处于原长状态，B到弹簧上端的高度为H。现在由静止释放A，A上滑过程中细线不收缩的条件是，g为重力加速度，忽略滑轮与轮轴间的摩擦，弹簧一直处在弹性限度内。那么以下说法正确的选项是A．当B到弹簧上端的高度时，弹簧最大弹性势能为B．当B到弹簧上端的高度时，A上滑的最大位移为C．当B到弹簧上端的高度时，弹簧最大弹性势能为D．当B到弹簧上端的高度时，A上滑的最大位移为【答案】BD【解析】当细线将要开始收缩时，A、B的加速度相等，细线上拉力为零，设弹簧弹力为F，由牛顿第二定律有ma=mgsin30°=F–mg，B下落到最低点时，F最大，由于时，线恰好不收缩，那么B到最低点时细线上拉力为零，解得，弹簧的最大压缩量，A上滑的最大位移，从释放A至B到最低点，由动能定理有，根据功能关系，弹簧的最大弹性势能等于系统克服弹簧弹力做的功，即，A错误，B正确；当，弹簧被压缩Δx时，细线上拉力为零，之后B继续下降，但B减速下降的加速度大小大于A减速上滑的加速度大小，细线将收缩，从释放A到弹簧被压缩Δx过程，由动能定理有，可得弹簧被压缩Δx时A、B的速度，那么由功能关系可考向6结合弹簧模型考查守恒定律的应用【样题6】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点〔未画出〕，随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g。〔取〕〔1〕求P第一次运动到B点时速度的大小。〔2〕求P运动到Ｅ点时弹簧的弹性势能。〔3〕改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。【答案】〔1〕〔2〕〔3〕【解析】〔1〕根据题意知，B、C之间的距离l为l=7R–2R①设P到达B点时的速度为vB，由动能定理得②式中θ=37°，联立①②式并由题给条件得③〔2〕设BE=x。P到达E点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为Ep。P由B点运动到E点的过程中，由动能定理有④E、F之间的距离l1为l1=4R–2R+x⑤P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理有Ep–mgl1sinθ–μmgl1cosθ=0⑥联立③④⑤⑥式并由题给条件得x=R⑦⑧〔3〕设改变后P的质量为m1。D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为⑨⑩式中，已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实。设P在D点的速度为vD，由D点运动到G点的时间为t。由平抛运动公式有⑪x1=vDt⑫联立⑨⑩⑪⑫式得⑬设P在C点速度的大小为vC。在P由C运动到D的过程中机械能守恒，有⑭P由E点运动到C点的过程中，同理，由动能定理有⑮联立⑦⑧⑬⑭⑮式得⑯专题五碰撞与动量守恒考纲原文再现内容要求说明动量、动量定理、动量守恒定律及其应用弹性碰撞和非弹性碰撞ⅡⅠ只限于一维考查方向展示考向1结合生活现象考查动量定理的理解和应用【样题1】〔2023·重庆卷〕高空作业须系平安带。如果质量为的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到平安带对人刚产生作用力前人下落的距离为〔可视为自由落体运动〕。此后经历时间平安带到达最大伸长，假设在此过程中该作用力始终竖直向上，那么该段时间平安带对人的平均作用力大小为A．B．C．D．【答案】A考向2考查动量守恒定理的理解与应用【样题2】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为〔喷出过程中重力和空气阻力可忽略〕A．30 B．5.7×102C．6.0×102 D．6.3×102【答案】A【解析】设火箭的质量〔不含燃气〕为m1，燃气的质量为m2，根据动量守恒，m1v1=m2v2，解得火箭的动量为：p=m1v1=m2v2=30，所以A正确，BCD错误。学&科网考向3通过典型模型考查动量和能量的综合问题【样题3】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间。A的质量为，B、C的质量都为，三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求和之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。【答案】【解析】设A运动的初速度为A向右运动与C发生碰撞，根据弹性碰撞可得可得要使得A与B发生碰撞，需要满足，即A反向向左运动与B发生碰撞过程，弹性碰撞整理可得由于，所以A还会向右运动，根据要求不发生第二次碰撞，需要满足即整理可得解方程可得【样题4】〔2023·天津卷〕如下图，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2kg、mB=1kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8m〔未触及滑轮〕然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10m/s2。空气阻力不计。求：〔1〕B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；〔2〕A的最大速度v的大小；〔3〕初始时B离地面的高度H。【答案】〔1〕〔2〕〔3〕【解析】〔1〕B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有：解得：〔3〕细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有：解得，初始时B离地面的高度【样题5】〔2023·海南卷〕如图，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器〔图中未画出〕射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动；碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器〔图中未画出〕测得。某同学以h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k=1.92×10-3s2/m。物块A和B的质量分别为mA=0.400kg和mB=0.100kg，重力加速度大小g=9.80m/s2。〔1〕假设碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h–v2直线斜率的理论值k0；〔2〕求k值的相对误差δ〔δ=×100%，结果保存1位有效数字〕。【答案】〔1〕2.04×10–3s2/m〔2〕6%【解析】〔1〕设物块A和B碰撞后共同运动的速度为v'，由动量守恒定律有mBv=(mA+mB)v'=1\*GB3①在碰后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有=2\*GB3②【样题6】〔2023·广东卷〕图〔a〕所示的装置中，小物块A、B质量均为m，水平面上PQ段长为l，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；A紧靠滑杆〔A、B间距大于2r〕。随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度–时间图像如图〔b〕所示。A在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。〔1〕求A脱离滑杆时的速度，及A与B碰撞过程的机械能损失ΔE。〔2〕如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为t1，求ω的取值范围，及t1与ω的关系式。〔3〕如果AB能与弹簧相碰，但不能返回到P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep，求ω的取值范围，及Ep与ω的关系式〔弹簧始终在弹性限度内〕。【答案】〔1〕〔2〕〔3〕【解析】〔1〕滑杆到达最大速度时A与其脱离。由题意，得：设AB碰撞后的共同速度为，由动量守恒定律碰撞过程中的机械能损失为〔3〕AB能与弹簧相碰，那么不能返回道P点左侧解得AB在的Q点速度为v2，AB碰后到达Q点过程，由动能定理AB与弹簧接触到压缩最短过程，由能量守恒整理可以得到：专题六万有引力定律考纲原文再现内容要求万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观ⅡⅡⅠⅠ考查方向展示考向1卫星做圆周运动过程中根本参量的求解与比拟【样题1】〔2023·北京卷〕利用引力常量G和以下某一组数据，不能计算出地球质量的是A．地球的半径及重力加速度〔不考虑地球自转〕B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离【答案】D【解析】在地球外表附近，在不考虑地球自转的情况下，物体所受重力等于地球对物体的万有引力，有，可得，A能求出地球质量。根据万有引力提供卫星、月球、地球做圆周运动的向心力，由，，解得；由，解得；由，会消去两边的M；故BC能求出地球质量，D不能求出。学@科网考向2卫星变轨过程中根本参量的求解与比拟【样题2】〔2023·北京卷〕如下图，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。以下说法正确的选项是A．不管在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不管在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量【答案】B【解析】从轨道1变轨到轨道2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式可得，故只要半径相同，加速度就相同，由于卫星在轨道1做椭圆运动，运动半径在变化，所以运动过程中的加速度在变化，B正确，C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，运动过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误。学&科网考向3卫星对接过程中根本参量的求解和比拟【样题3】〔2023·天津卷〕我国即将发射“天宫二号〞空间实验室，之后发生“神舟十一号〞飞船与“天宫二号〞对接。假设“天宫二号〞与“神舟十一号〞都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，以下措施可行的是A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】C【解析】假设使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，飞船加速会进入较高的轨道，空间实验室减速会进入较低的轨道，都不能实现对接，选项AB错误；要想实现对接，可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间实验室轨道，逐渐靠近空间站后，两者速度接近时实现对接，选项C正确，选项D错误。专题七电场考纲原文再现内容要求物质的电结构、电荷守恒静电现象的解释点电荷库仑定律静电场电场强度、点电荷的场强电场线电势能、电势电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动示波管ⅠⅠⅠⅡⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅡⅠ考查方向展示考向1通过点电荷形成的电场考查电场力与能的性质【样题1】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如下图。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标〔ra，a〕标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。以下选项正确的选项是A．Ea：Eb=4:1 B．Ec：Ed=2:1C．Wab:Wbc=3:1 D．Wbc:Wcd=1:3【答案】AC【解析】由题图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为1m、2m、3m、6m，根据点电荷的场强公考向2结合带电粒子的运动轨迹、电场线、等势面的关系考查电场的性质【样题2】〔2023·天津卷〕如下图，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。以下说法正确的选项是A．电子一定从A向B运动B．假设aA>aB，那么Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpBD．B点电势可能高于A点电势【答案】BC【解析】电子在电场中做曲线运动，虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如下图，由所知条件无法判断电子的运动方向，故A错误；假设aA>aB，说明电子在M点受到的电场力较大，M点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M端为场源电荷的位置，应带正电，故B正确；无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势，电子电势能，电势能是标量，所以一定有EpA<EpB，故C正确，D错误。学@科网考向3通过图象考查公式U=Ed的应用【样题3】〔2023·新课标全国Ⅲ卷〕一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如下图，三点的电势分别为10V、17V、26V。以下说法正确的选项是A．电场强度的大小为2.5V/cmB．坐标原点处的电势为1VC．电子在a点的电势能比在b点的低7eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV【答案】ABD【解析】如下图，设a、c之间的d点电势与b点相同，那么，d点坐标为(3.5cm，6cm)，过c点作cf⊥bd于f，由几何关系可得cf=3.6cm，那么电场强度，考向4类比分析带电粒子在电场中的运动【样题4】〔2023·江苏卷〕如下图，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到点，那么由O点静止释放的电子A．运动到P点返回B．运动到P和点之间返回C．运动到点返回D．穿过点【答案】A【解析】设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得：qU1=qU2=qEd，将C板向右移动，B、C板间【样题5】〔2023·北京卷〕如下图，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。小球所带电荷量q=1.0×10–6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：〔1〕小球所受电场力F的大小。〔2〕小球的质量m。〔3〕将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。【答案】〔1〕3.0×10–3N〔2〕4.0×10–4kg〔3〕2.0m/s【解析】〔1〕根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为F=qE=1.0×10–6×3.0×103N=3.0×10–3N〔2〕小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用处于平衡状态，如下图根据几何关系有，得m=4.0×10–4kg〔3〕撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有得学@科网【样题6】〔2023·上海卷〕如图〔a〕，长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图〔b〕中曲线=1\*ROMANI所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图〔b〕中曲线=2\*ROMANII所示，其中曲线=2\*ROMANII在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求：〔静电力常量〕〔1〕小球B所带电量q;〔2〕非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；〔3〕在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U。学%科网〔4〕小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0.4m。假设小球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？【答案】〔1〕〔2〕〔3〕800V〔4〕0.065m【解析】〔1〕由图可知，当x=0.3m时，因此。〔3〕根据图像可知在x=0.4m与x=0.6m之间合力做功大小W合=0.004×0.2J=8×10-4J由qU=W合可得〔4〕由图可知小球从x=0.16m到x=0.2m处，电场力做功小球从到处，电场力做功==由图可知小球从到处，电场力做功=－0.004×0.4J=由动能定理+++=0解得=专题八电路考纲原文再现内容要求欧姆定律电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律ⅡⅠⅠⅡⅡⅠ考查方向展示考向1直流电路动态变化问题分析【样题1】〔2023·上海卷〕如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表示数变化量的绝对值，那么A．A的示数增大B．的示数增大C．与的比值大于rD．大于【答案】ACD【解析】滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选项A对。电压表测量定值电阻的电压，电阻不变，总电流变大，所以电压变大即示数增大。电压表测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压，示数变小，选项B错。电压表测量滑动变阻器电压，设电流增加量为，那么根据，，所以，选项D对。电压表的变化量，所以，选项C对。学……科网考向2直流电路中的功率及其变化问题【样题2】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示，那么以下说法中正确的选项是A．图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B．图线a的最高点对应的功率为最大输出功率C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PCD．两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:4A．斜面的倾角B．物块的质量C．物块与斜面间的动摩擦因数D．物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】CD【解析】由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI、Pr=I2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率小为，功率的大小为，a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为1:2，纵坐标之比为1:4，所以D正确。学……科网专题九磁场考纲原文再现内容要求说明磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和盘旋加速器ⅠⅠⅠⅡⅠⅡⅡⅠ1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形2.洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形考查方向展示考向1结合几何关系考查带电粒子在磁场中的运动【样题1】〔2023·新课标全国Ⅱ卷〕如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。假设粒子射入速率为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；假设粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。那么为A． B． C． D．【答案】C【解析】当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场的位置最远。那么当粒子射入的速度为，如应选C。考向2通过组合场考查带电粒子在复合场中的运动【样题2】〔2023·新课标Ⅲ卷〕如图，空间存在方向垂直于纸面〔xOy平面〕向里的磁场。在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x<0区域，磁感应强度的大小为λB0〔常数λ>1〕。一质量为m、电荷量为q〔q>0〕的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求〔不计重力〕：〔1〕粒子运动的时间；〔2〕粒子与O点间的距离。【答案】〔1〕〔2〕【解析】〔1〕在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动。设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x<0区域，圆周半径为R2。由洛伦兹力公式及牛顿定律得①②粒子速度方向转过180°时，所用时间t1为③粒子再转过180°时，所用时间t2为④联立①②③④式得，所求时间为⑤〔2〕由几何关系及①②式得，所求距离为⑥【样题3】〔2023·天津卷〕平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如下图。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，问：〔1〕粒子到达O点时速度的大小和方向；〔2〕电场强度和磁感应强度的大小之比。【答案】〔1〕，方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上〔2〕【解析】〔1〕粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与+x方向夹角为α，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据类平抛运动的规律，有：x方向：y方向：粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为：又：解得：，即，粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上。粒子到达O点时的速度大小为【样题4】〔2023·浙江卷〕为了进一步提高盘旋加速器的能量，科学家建造了“扇形聚焦盘旋加速器〞。在扇形聚焦过程中，离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转。扇形聚焦磁场分布的简化图如下图，圆心为O的圆形区域等分成六个扇形区域，其中三个为峰区，三个为谷区，峰区和谷区相间分布。峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，谷区内没有磁场。质量为m，电荷量为q的正离子，以不变的速率v旋转，其闭合平衡轨道如图中虚线所示。〔1〕求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r，并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针；〔2〕求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ，及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T；〔3〕在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B'，新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°，求B'和B的关系。：sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ，cosα=1–2【答案】〔1〕旋转方向为逆时针方向〔2〕〔3〕【解析】〔1〕封区内圆弧半径①旋转方向为逆时针方向②〔2〕由对称性，封区内圆弧的圆心角③每个圆弧的长度④每段直线长度⑤周期⑥代入得⑦〔3〕谷区内的圆心角⑧谷区内的轨道圆弧半径⑨由几何关系⑩由三角关系⑪代入得⑫考向3通过叠加场模型考查带电粒子在复合场中的运动【样题5】〔2023·天津卷〕如下图，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T。有一带正电的小球，质量m=1×10–6kg，电荷量q=2×10–6C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场〔不考虑磁场消失引起的电磁感应现象〕，取g=10m/s2。求：〔1〕小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；〔2〕从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。学￥科网【答案】〔1〕20m/s，与电场方向夹角为60°〔2〕3.5s代入数据解得tanθ=，θ=60°=4\*GB3④〔2〕解法一：撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有a==5\*GB3⑤设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有x=vt=6\*GB3⑥设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有y=at2=7\*GB3⑦a与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为θ，又tanθ==8\*GB3⑧联立=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦=8\*GB3⑧式，代入数据解得t=2s=3.5s=9\*GB3⑨解法二：撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运送没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其初速度为vy=vsinθ⑤假设使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向上分位移为零，那么有vyt–QUOTEgt2=0⑥联立⑤⑥式，代入数据解得t=2s=3.5sQUOTE⑦考向4通过交变场模型考查带电粒子在复合场中的运动【样题6】〔2023·江苏卷〕盘旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0．周期T=。一束该种粒子在t=0~时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：〔1〕出射粒子的动能；〔2〕粒子从飘入狭缝至动能到达所需的总时间；〔3〕要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件。甲乙【答案】〔1〕〔2〕〔3〕【解析】〔1〕粒子运动半径为R时且解得〔3〕只有在0~时间内飘入的粒子才能每次均被加速那么所占的比例为由，解得专题十电磁感应考纲原文再现内容要求电磁感应现象磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律自感、涡流ⅠⅠⅡⅡⅠ考查方向展示考向1以物理学史为背景考查电磁感应现象的研究【样题1】〔2023·新课标全国卷〕在法拉第时代，以下验证“由磁产生电〞设想的实验中，能观察到感应电流的是A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化【答案】D【解析】法拉第发现的电磁感应定律并总结出五种情况下会产生感应电流，其核心就是通过闭合线圈的磁通量发生变化，选项AB中，绕在磁铁上面的线圈和通电线圈，线圈面积都没有发生变化，前者磁场强弱没有变化，后者通电线圈中假设为恒定电流那么产生恒定的磁场，也是磁场强弱不变，都会导致磁通量不变化，不会产生感应电流，选项A、B错。选项C中往线圈中插入条行磁铁导致磁通量发生变化，在这一瞬间会产生感应电流，但是过程短暂，等到插入后再到相邻房间去，过程已经结束，观察不到电流表的变化。选项C错。选项D中，线圈通电或断电瞬间，导致线圈产生的磁场变化，从而引起另一个线圈的磁通量变化产生感应电流，可以观察到电流表指针偏转，选项D对。学@科网考向2以科技应用为背景考查楞次定律【样题2】〔2023·新课标全国Ⅰ卷〕扫描隧道显微镜〔STM〕可用来探测样品外表原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装假设干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如下图。无扰动时，按以下四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是【答案】A【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在A图中系统振动时在磁场中的局部有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A正确；而BCD三个图均无此现象，故错误。考向3以导体框穿越磁场为模型考查法拉第电磁感应定律【样题3】〔2023·新课标全国Ⅱ卷〕两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图〔a〕所示。导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图〔b〕所示〔感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正〕。以下说法正确的选项是A．磁感应强度的大小为0.5TB．导线框运动速度的大小为0.5m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N【答案】AC【解析】开关闭合时，电感阻碍电流变化，产生自感电动势，I1缓慢减小，I2缓慢增大；电路稳定时电考向4以导体棒切割磁感线为背景考查动生电动势的计算【样题4】〔2023`北京卷〕发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v〔v平行于MN〕向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。〔1〕求在Δt时间内，图1“发电机〞产生的电能和图2“电动机〞输出的机械能。〔2〕从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a．请在图3〔图1的导体棒ab〕、图4〔图2的导体棒ab〕中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。b．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机〞为例，通过计算分析说明。【答案】〔1〕〔2〕a．如图3、4b．见解析【解析】〔1〕图1中，电路中的电流棒ab受到的安培力F1=BI1L在Δt时间内，“发电机〞产生的电能等于棒ab克服安培力做的功图2中，棒ab受到的安培力F2=BIL在Δt时间内，“电动机〞输出的机械能等于安培力对棒ab做的功b．设自由电荷的电荷量为q，沿导体棒定向移动的速率为u如图4所示，沿棒方向的洛伦兹力，做负功垂直棒方向的洛伦兹力，做正功所示，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为“反电动势〞，消耗电源的电能；做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递能量的作用。学@科网考向5以棒切割为模型考查电磁感应与电路的综合问题【样题5】〔2023·新课标全国Ⅲ卷〕如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面〔纸面〕内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN〔虚线〕与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求：〔1〕在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；〔2〕在时刻t〔t>t0〕穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。【答案】〔1〕〔2〕【解析】〔1〕在金属棒未越过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为设在从t时刻到的时间间隔内，流过电阻R的电荷量为回路磁通量的变化量由法拉第电磁感应定律有，由欧姆定律有，由电流的定义有联立可得在t=0到t=时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值由欧姆定律有联立可得考向6结合图象考查电场感应的综合问题【样题6】〔2023·广东卷〕如图〔a〕所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4m，导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图〔b〕所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后刚好进入磁场，假设使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动，求：〔1〕棒进入磁场前，回路中的电动势E；〔2〕棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。【答案】〔1〕E=0.04V；〔2〕F=0.04N，i=t–1〔其中，1s≤t≤1.2s〕【解析】〔1〕在棒进入磁场前，由于正方形区域abcd内磁场磁感应强度B的变化，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，在棒进入磁场前回路中的电动势为E==0.04V〔2〕当棒进入磁场时，磁场磁感应强度B=0.5T恒定不变，此时由于导体棒做切割磁感线运动，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中的电动势为：e=Blv，当棒与bd重合时，切割有效长度l=L，到达最大，即感应电动势也到达最大em=BLv=0.2V>E=0.04V根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电流最大为：im==0.2A根据安培力大小计算公式可知，棒在运动过程中受到的最大安培力为：F=imLB=0.04N在棒通过三角形abd区域时，切割有效长度l=2v(t–1)〔其中，1s≤t≤＋1s〕综合上述分析可知，回路中的感应电流为：i==〔其中，1s≤t≤＋1s〕即i=t–1〔其中，1s≤t≤1.2s〕考向7以能量转化为纽带考查法拉第电场感应定律的综合应用【样题7】如下图，两金属杆AB和CD长均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平光滑的绝缘圆棒两侧。在金属杆AB下方有高度为H的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中。现从静止开始释放AB，经过一段时间，AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时CD尚未离开磁场，这一过程中AB上产