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高考物理复习知识点难点汇总31 隐含条件的挖掘应用
难点31 隐含条件的挖掘应用
高考物理试题对考生而言,突破的难点不仅在于某些综合命题中物理过程的复杂多变,更在于各类档次试题中物理条件的隐散难寻,常使考生深感“条件不足”而陷于“一筹莫展”的境地.
●难点磁场
1.(★★★)如图31-1所示,竖直向上的匀强电场E和水平方向的匀强磁场B正交.带电粒子在电磁场中做半径为R的匀速圆周运动,则带电粒子速度的大小和旋转方向怎样?
2.(★★★★)如图31-2所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m,电量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与平面间的摩擦因数均为μ.求:
(1)A受的摩擦力为多大?
(2)如果将A的电量增至+4Q,两物体开始运动,当它们的
加速度第一次为零时,A、B各运动了多远距离?
●案例探究
[例1](★★★★)(2000年上海,9)两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下每次曝光时木块的位置,如图31-3所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的.由图可知.
A.在时刻t2以及时刻t3两木块速度相同
B.在时刻t3两木块速度相同
C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同
D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同
命题意图:考查获取信息、处理加工信息的能力及挖掘隐含条件的能力,B级要求.
错解分析:考生思维缺乏深刻性,无法从图片信息中获取各时刻木块的位置关系,挖掘出隐含条件(上面木块做匀变速直线运动,而下面木块匀速运动),进而无法求解两木块对应各时刻速度从而完成对比判断.
解题方法与技巧:设连续两次曝光的时间间隔为t,记录木块位置的直尺最小刻度间隔长为l,由图可以看出下面木块间隔均为4l,木块匀速直线运动,速度v .上面木块相邻的时间间隔时间内木块的间隔分别为2l、3l、4l、5l、6l、7l,相邻相等时间间隔t内的位移之差为Δl l 恒量.所以上面木块做匀变速直线运动,它在某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得t2、t3、t4、t5时刻的瞬时速度分别为:
v2 ;v3
v4 ;v5 可见速度v 介于v3、v4之间,选项C正确。
[例2](★★★★★)如图31-4所示,在真空中速度v 6.4×107 m/s的电子束连续地射入两平行极板之间,极板长度L 8.0×10-2 m,间距d 0.50×10-2 m,两极板上加50 Hz的交流电压U U0sinωt,如果
所加电压的最大值U0超过某一值Uc时,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板,有时间断不能通过,求Uc的大小. me 9.0×10-31 kg,e 1.6×10-19 C
命题意图:考查挖掘理想化条件构建物理模型的能力,B级要求.
错解分析:没有通过分析解得电子束通过极板的时间,并与电压周期比较,挖掘t﹤﹤T的条件,将电场理想化处理,使问题求解更为复杂、易错.
解题方法与技巧:该题既有物体本身理想化,又有所处条件的理想化.(1)首先,电子可被理想化为点电荷;(2)从“两极板不带电时,电子束将沿两极板之间中线通过”可知:电子束间相互作用可忽略,电子重力可忽略;(3)由于电子通过极板时间为:
t 1.2×10-9 s, 而交流电周期:T s 10-2 s
可见t T,因此,电子通过极板区的正弦交变电场在t时间内可理想化为匀强电场.(这是一个隐含条件,也是解题关键)
则有:t ① 由运动学公式: at2 ②
由牛顿第二定律:F ma a ③
联立①②③可得:Uc 91 V
●锦囊妙计
如何迅速识破高考命题中的隐含条件,选择物理过程遵循的物理规律,简洁高效地完成解题,集中体现了考生的综合分析能力.在平常解题中养成通过审题仔细分析推敲关键词语,从物理模型、物理现象、物理过程、物理变化和临界状态中去寻找挖掘隐含条件的良好习惯.就命题中条件的隐含形式通常表现为以下几种方式:
1.隐含在题给的物理现象中.
题设的条件中必然反映若干物理现象,这些现象本身就包含了解题所需的已知条件.深刻领会物理现象的含义、产生原因和条件是获取已知条件的关键.例:“宇航员在运行的宇宙飞船中”示意宇航员处于失重状态,“通迅卫星”示意卫星运行角速度或周期与地球的相同,即同步,“导体处于平衡状态”示意物体是等势体,内部场强为零……
2.隐含在物理模型的理想化条件中.
在试题中常将理想化条件隐含在有关词语或题意中,需要运用理想模型去捕捉和挖掘.如质点和点电荷,都不计其形状和大小;轻质弹簧即不计其重;光滑表面即不计其摩擦;理想变压器即不计功率损耗等.
3.隐含在临界状态中:当物体由一种运动(或现象、性质)转变成另一种运动(或现象、性质)时,包含着量变到质变的过程,这个过程隐含着物体的临界状态及其临界条件,需通过分析、推理来挖掘.
4.隐含在题设附图中:许多物理试题