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高中物理常考題型與解題方法全匯總

高中物理常考題型與解題方法全匯總

高中物理考試常見的類型無非包括以下16種,今天為同學們總結整理了這16種常見題型的解題方法和思維模板,同時介紹給大家聯考物理各類試題的解題方法和技巧,提供各類試題的答題模版,飛速提升你的解題能力,力求做到讓你一看就會,一想就通,一做就對!

題型1 直線運動問題

題型概述:直線運動問題是聯考的熱點,可以單獨考查,也可以與其他知識綜合考查.單獨考查若出現在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結合;在計算題中常出現在第一個小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題.

思維模板:解圖像類問題關鍵在於將圖像與物理過程對應起來,通過圖像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息,對運動過程進行分析,從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應按順序逐步分析,再根據前後過程之間、兩個物體之間的聯繫列出相應的方程,從而分析求解,前後過程的聯繫主要是速度關係,兩個物體間的聯繫主要是位移關係.

題型2 物體的動態平衡問題

題型概述:物體的動態平衡問題是指物體始終處於平衡狀態,但受力不斷發生變化的問題.物體的動態平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題,但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態平衡問題.

思維模板:常用的思維方法有兩種.

(1)解析法:解決此類問題可以根據平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;

(2)圖解法:根據平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據圖像分析力的變化.

題型3 運動的合成與分解問題

題型概述:運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關鍵都在於速度的合成與分解.

思維模板:

(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實際速度一定是合速度,分解時兩個分速度的方嚮應取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連,則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等.

(2)小船過河時,同時參與兩個運動,一是小船相對於水的運動,二是小船隨著水一起運動,分析時可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析.

題型4 拋體運動問題

題型概述:拋體運動包括平拋運動和斜拋運動,不管是平拋運動還是斜拋運動,研究方法都是採用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.

思維模板:

(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;

(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動,在水平方向做勻速直線運動,在兩個方向上分別列相應的運動方程求解。

題型5 圓周運動問題

題型概述:圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內的圓周運動和豎直面內的圓周運動,按其運動性質可分為勻速圓周運動和變速圓周運動.水平面內的圓周運動多為勻速圓周運動,豎直面內的圓周運動一般為變速圓周運動.對水平面內的圓周運動重在考查向心力的供求關係及臨界問題,而豎直面內的圓周運動則重在考查最高點的受力情況.

思維模板:

(1)對圓周運動,應先分析物體是否做勻速圓周運動,若是,則物體所受的合外力等於向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運動不是勻速圓周運動,則應將物體所受的力進行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等於向心力.

(2)豎直面內的圓周運動可以分為三個模型:

①繩模型:只能對物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點的臨界態為重力等於向心力;

②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點的臨界態是速度為零;

③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點時,若v<(gR)1/2,沿軌道做圓周運動,若v≥(gR)1/2,離開軌道做拋體運動.

題型6 牛頓運動定律的綜合應用問題

題型概述:牛頓運動定律是聯考重點考查的內容,每年在聯考中都會出現,牛頓運動定律可將力學與運動學結合起來,與直線運動的綜合應用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內容,綜合性較強.天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高.

思維模板:以牛頓第二定律為橋樑,將力和運動聯繫起來,可以根據力來分析運動情況,也可以根據運動情況來分析力.對於多過程問題一般應根據物體的受力一步一步分析物體的運動情況,直到求出結果或找出規律.

對天體運動類問題,應緊抓兩個公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②.對於做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統),可根據公式①分析;對於變軌類問題,則應根據向心力的供求關係分析軌道的變化,再根據軌道的變化分析其他各物理量的變化.

題型7 機車的啟動問題

題型概述:機車的啟動方式常考查的有兩種情況,一種是以恆定功率啟動,一種是以恆定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是採用瞬時功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析.

思維模板:

(1)機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示,由於功率P=Fv恆定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機車做加速度不斷減小的加速運動,直到F=f,a=0,這時速度v達到最大值vm=P額定/F=P額定/f.

這種加速過程發動機做的功只能用W=Pt計算,不能用W=Fs計算(因為F為變力).

(2)機車以恆定加速度啟動.恆定加速度啟動過程實際包括兩個過程.如圖所示,「過程1」是勻加速過程,由於a恆定,所以F恆定,由公式P=Fv知,隨著v的增大,P也將不斷增大,直到P達到額定功率P額定,功率不能再增大了;「過程2」就保持額定功率運動.

過程1以「功率P達到最大,加速度開始變化」為結束標誌.過程2以「速度最大」為結束標誌.過程1發動機做的功只能用W=F·s計算,不能用W=P·t計算(因為P為變功率).

題型8 以能量為核心的綜合應用問題

題型概述:以能量為核心的綜合應用問題一般分四類:

第一類為單體機械能守恆問題,

第二類為多體系統機械能守恆問題,

第三類為單體動能定理問題,

第四類為多體系統功能關係(能量守恆)問題。

多體系統的組成模式:

兩個或多個疊放在一起的物體,用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體.

思維模板:能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恆定律,機械能守恆定律.

(1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用於所有過程;

(2)能量守恆定律同樣適用於所有過程,分析時只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據減少的能量等於增加的能量列方程即可;

(3)機械能守恆定律只是能量守恆定律的一種特殊形式,但在力學中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據題目情況靈活選取.

題型9 力學實驗中速度的測量問題

題型概述:速度的測量是很多力學實驗的基礎,通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規律,因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恆等實驗中都要進行速度的測量。

速度的測量一般有兩種方法:

一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續相等時間內的位移從而研究速度;

另一種是通過光電門等工具來測量速度.

思維模板:用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論:①vt/2=v平均=(v0+v)/2,②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間,求出該段時間內的平均速度,則認為等於該點的瞬時速度,即:v=d/Δt.

題型10 電容器問題

題型概述:電容器是一種重要的電學元件,在實際中有著廣泛的應用,是歷年聯考常考的知識點之一,常以選擇題形式出現,難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態分析三個方面.

思維模板:

(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對於一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關.

(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質的相對介電常數決定,滿足C=εS/(4πkd)

(3)電容器的動態分析:關鍵在於弄清哪些是變數,哪些是不變數,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]並分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連).

題型11 帶電粒子在電場中的運動問題

題型概述:帶電粒子在電場中的運動問題本質上是一個綜合了電場力、電勢能的力學問題,研究方法與質點動力學一樣,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關係等力學規律,聯考中既有選擇題,也有綜合性較強的計算題.

思維模板:

(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應從兩種思路著手

①動力學思路:重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析,然後運用牛頓第二定律並結合運動學規律求出位移、速度等物理量.

②功能思路:根據電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據全過程的功能關係,確定粒子的運動情況(使用中優先選擇).

(2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意是否考慮粒子的重力

①質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;

②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;

③特殊情況要視具體情況,根據題中的隱含條件判斷.

(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意畫好粒子運動軌跡示意圖,在畫圖的基礎上運用幾何知識尋找關係往往是解題的突破口.

題型12 帶電粒子在磁場中的運動問題

題型概述:帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年聯考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強的計算題且難度較大,常見的命題形式有三種:

(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;

(2)突出對概念的深層次理解及與力學問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;

(3)突出本部分知識在實際生活中的應用的考查,以對思維能力和理論聯繫實際能力的考查為主.

思維模板:在處理此類運動問題時,著重把握「一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時間」的分析方法.

(1)圓心的確定:因為洛倫茲力f指向圓心,根據f⊥v,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的f的方向,沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示).

(2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關係,求出該圓的半徑(或運動圓弧對應的圓心角),並注意利用一個重要的幾何特點,即粒子速度的偏向角(φ)等於圓心角(α),並等於弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即φ=α=2θ.

(3)運動時間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長,v為線速度.

題型13 帶電粒子在複合場中的運動問題

題型概述:帶電粒子在複合場中的運動是聯考的熱點和重點之一,主要有下面所述的三種情況:

(1)帶電粒子在組合場中的運動:在勻強電場中,若初速度與電場線平行,做勻變速直線運動;若初速度與電場線垂直,則做類平拋運動;帶電粒子垂直進入勻強磁場中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.

(2)帶電粒子在疊加場中的運動:在疊加場中所受合力為0時做勻速直線運動或靜止;當合外力與運動方向在一直線上時做變速直線運動;當合外力充當向心力時做勻速圓周運動.

(3)帶電粒子在變化電場或磁場中的運動:變化的電場或磁場往往具有周期性,同時受力也有其特殊性,常常其中兩個力平衡,如電場力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.

思維模板:分析帶電粒子在複合場中的運動,應仔細分析物體的運動過程、受力情況,注意電場力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關係及它們的特點(重力、電場力做功與路徑無關,洛倫茲力永遠不做功),然後運用規律求解,主要有兩條思路:

(1)力和運動的關係:根據帶電粒子的受力情況,運用牛頓第二定律並結合運動學規律求解.

(2)〖JP3〗功能關係:根據場力及其他外力對帶電粒子做功的能量變化或全過程中的功能關係解決問題.

題型14 以電路為核心的綜合應用問題

題型概述:該題型是聯考的重點和熱點,聯考對本題型的考查主要體現在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學實驗等方面.主要涉及電路動態問題、電源功率問題、用電器的伏安特性曲線或電源的U-I圖像、電源電動勢和內阻的測量、電錶的讀數、滑動變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內外接法選擇等.有關實驗的內容在《試題調研》第4輯中已詳細講述過,這裡不再贅述.

思維模板:

(1)電路的動態分析是根據閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串並聯電路的性質,分析電路中某一電阻變化而引起整個電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有R分→R總→I總→U端→I分、U分

(2)電路故障分析是指對短路和斷路故障的分析,短路的特點是有電流通過,但電壓為零,而斷路的特點是電壓不為零,但電流為零,常根據短路及斷路特點用儀器進行檢測,也可將整個電路分成若干部分,逐一假設某部分電路發生某種故障,運用閉合電路或部分電路歐姆定律進行推理.

(3)導體的伏安特性曲線反映的是導體的電壓U與電流I的變化規律,若電阻不變,電流與電壓成線性關係,若電阻隨溫度發生變化,電流與電壓成非線性關係,此時曲線某點的切線斜率與該點對應的電阻值一般不相等.

電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,畫出的路端電壓U與幹路電流I的關係圖線)的縱截距表示電源的電動勢,斜率的絕對值表示電源的內阻.

題型15 以電磁感應為核心的綜合應用問題

題型概述:此題型主要涉及四種綜合問題

(1)動力學問題:力和運動的關係問題,其聯繫橋樑是磁場對感應電流的安培力.

(2)電路問題:電磁感應中切割磁感線的導體或磁通量發生變化的迴路將產生感應電動勢,該導體或迴路就相當於電源,這樣,電磁感應的電路問題就涉及電路的分析與計算.

(3)圖像問題:一般可分為兩類:

一是由給定的電磁感應過程選出或畫出相應的物理量的函數圖像;

二是由給定的有關物理圖像分析電磁感應過程,確定相關物理量.

(4)能量問題:電磁感應的過程是能量的轉化與守恆的過程,產生感應電流的過程是外力做功,把機械能或其他形式的能轉化為電能的過程;感應電流在電路中受到安培力作用或通過電阻發熱把電能轉化為機械能或電阻的內能等.

思維模板:解決這四種問題的基本思路如下

(1)動力學問題:根據法拉第電磁感應定律求出感應電動勢,然後由閉合電路歐姆定律求出感應電流,根據楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向,進而求出安培力的大小和方向,再分析研究導體的受力情況,最後根據牛頓第二定律或運動學公式列出動力學方程或平衡方程求解.

(2)電路問題:明確電磁感應中的等效電路,根據法拉第電磁感應定律和楞次定律求出感應電動勢的大小和方向,最後運用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串並聯電路的規律求解路端電壓、電功率等.

(3)圖像問題:綜合運用法拉第電磁感應定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規律來分析相關物理量間的函數關係,確定其大小和方向及在坐標系中的範圍,同時注意斜率的物理意義.

(4)能量問題:應抓住能量守恆這一基本規律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉化,然後藉助於動能定理、能量守恆定律等規律求解.

題型16 電學實驗中電阻的測量問題

題型概述:該題型是聯考實驗的重中之重,每年必有命題,可以說聯考每年所考的電學實驗都會涉及電阻的測量.針對此部分的聯考命題可以是測量某一定值電阻,也可以是測量電流表或電壓表的內阻,還可以是測量電源的內阻等.

思維模板:測量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等.

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