高中物理考試常見題型包括以下16種,今天我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,同時為大家介紹了各類高考物理題型的解題方法和技巧,并提供了各類題型的答案模板,快速提升大家的解題能力,力爭讓你一看就懂,一想就懂,一做就對!
問題類型1:線性運動問題
問題類型概述:
直線運動題是高考的熱門題型,可以單獨考查,也可以與其他知識點組合考查。如果出現在選擇題中,則側重考查基本概念,常與圖像相結合;在計算題中,常出現在第一題,難度中等。常見形式有單單元多過程題、追擊相遇題等。
思考模板:
解決影像問題的關鍵是將影像與物理過程相匹配,通過影像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息分析運動過程,從而解決問題;單體多過程問題、追擊相遇問題則應按順序逐步分析,然后根據前后過程、兩物體間的聯系,列出相應的方程,進行分析求解。前后過程間的聯系主要是速度關系,兩物體間的聯系主要是位移關系。
問題類型2:物體的動態平衡
問題類型概述:
物體的動態平衡問題是指物體始終處于平衡狀態,但所受力卻在不斷變化。物體的動態平衡問題一般是三種力作用下的平衡問題,但有時分析三種力平衡的方法可以推廣到四種力作用下的動態平衡問題。
思考模板:
常見的思維方法有兩種。
(1)解析法:解決此類問題,可根據平衡條件,列出方程,并根據方程分析力的變化。
(2)圖解法:根據平衡條件,畫出力的合成圖或分解圖,并根據圖分析力的變化。
問題類型3:動作合成與分解問題
問題類型概述:
運動的合成與分解有兩種常見的模型,一種是繩(桿)端速度的分解問題,一種是船過河問題,兩個問題的關鍵都在于速度的合成與分解。
思考模板:
(1)在分解繩(桿)末端速度問題中,要注意物體的實際速度必須是合成速度。分解時,兩個分速度的方向應該是繩(桿)方向和垂直于繩(桿)的方向;如果有兩物體由一根繩(桿)連接,則兩物體沿繩(桿)方向的速度相等。
(2)船在過河時,同時進行兩種運動:一種是船相對于水的運動,一種是船隨水的運動。分析時,可以運用平行四邊形法則或正交分解法。有些問題可以用解析法來分析,而有些問題則需要用圖解法來分析。
問題類型 4 拋射運動問題
問題類型概述:
拋射運動包括水平拋射運動和斜拋射運動,不管是水平拋射運動還是斜拋射運動,研究方法都是采用正交分解法,一般將速度分解為水平和豎直兩個方向。
思考模板:
(1)一拋射體在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻速加速直線運動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運動,物體在垂直方向上做向上(或向下)運動,在水平方向上做勻速直線運動,列出相應的運動方程,并分別在兩個方向上求解。
問題類型5:圓周運動問題
問題類型概述:
圓周運動問題按受力情況可分為水平面內的圓周運動和垂直面內的圓周運動,按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,垂直面內的圓周運動一般為變速圓周運動。水平面內的圓周運動側重于向心力的供需關系和臨界問題,垂直面內的圓周運動側重于最高點處的受力情況。
思考模板:
(1)對于圓周運動,首先要分析物體是否做勻速圓周運動,若是,物體所受的外力合力等于向心力,可由方程=mv2/r=mrω2求解。若物體不是做勻速圓周運動,則要對物體所受的力進行正交分解,物體所受指向圓心方向的合力等于向心力。
(2)垂直平面內的圓周運動可分為三種模型:
①繩索模型:只能給物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點的臨界狀態是重力等于向心力;
② 桿模型:可以提供指向或遠離圓心的力,能通過最高點的臨界狀態為零速度;
③ 外軌模型:只能提供遠離圓心的力。當物體處于最高點時,如果v
題型6 牛頓運動定律的綜合應用
問題類型概述:
牛頓運動定律是高考的重點內容,每年都會出現在高考中。牛頓運動定律可以結合力學和運動學。直線運動綜合應用題常見模型有連接件、傳送帶等,一般是多工序問題,也可以考臨界問題、周期問題等,綜合性很強。天體運動題是牛頓運動定律、萬有引力定律、圓周運動的綜合題,近幾年考的頻率很高。
思考模板:
用牛頓第二定律作為橋梁,力與運動聯系在一起。我們可以根據力來分析運動,也可以根據運動來分析力。對于多過程問題,我們一般應該根據物體所受的力,逐步分析物體的運動,直到得到結果或找到規律。
對于天體運動問題,應遵循兩個公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②。對于做圓周運動的恒星(包括雙星、三星系統),可按照公式①進行分析;對于軌道變化問題高中物理選擇題題型概述及思維模板,應先按照向心力的供需關系分析軌道的變化,再根據軌道的變化分析其他物理量的變化。
題型7:機車啟動問題
問題類型概述:
機車的啟動方式有兩種常用方式:一種是恒功率啟動,一種是恒加速度啟動。無論采用哪種啟動方式,都用瞬時功率公式P=Fv和牛頓第二定律公式Ff=ma進行分析。
思考模板:
(1)機車以額定功率起動。機車起動過程如圖所示。由于功率P=Fv為常數,由公式P=Fv、Ff=ma可知,隨著速度v的增大,牽引力F會減小,因此加速度a也會減小。機車做加速度減小的加速運動,直至F=f,a=0,此時速度v達到最大值vm=/F=/f。
這個加速過程中發動機所作的功只能用W=Pt來計算,而不能用W=Fs來計算(因為F是可變力)。
(2)機車勻加速起動。勻加速起動過程其實包括兩個過程。如圖所示,“過程1”為勻加速過程,由于a不變,F不變。由公式P=Fv可知,隨著v的增大,P會不斷增大,直到P達到額定功率,功率不能再增大;“過程2”保持額定功率運動。
過程1在“功率P達到最大,加速度開始變化”時結束,過程2在“速度達到最大”時結束。過程1中發動機所作的功只能用W=F·s來計算,而不能用W=P·t來計算(因為P是可變功率)。
題型8 以能源為核心的綜合應用題
問題類型概述:
以能源為核心的綜合應用問題一般分為四類:
第一類是單元物體機械能守恒問題。
第二類是多體系統機械能守恒問題。
第三類是單動能定理的問題。
第四類是多體系統的函數關系(能量守恒)問題。
多體系統組成模型:
兩個或多個物體堆疊在一起,兩個或多個物體通過細線或細棒等連接在一起,兩個或多個物體直接接觸。
思考模板:
解決能量問題的工具一般有動能定理、能量守恒定律、機械能守恒定律。
(1)動能定理使用方便,只需選定對象和過程,直接列出方程即可。動能定理適用于一切過程。
(2)能量守恒定律同樣適用于一切過程,分析時我們只要搞清楚哪些過程損失了能量,哪些過程獲得了能量,然后根據損失的能量等于獲得的能量寫出一個方程即可。
(3)機械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式,但在力學中卻也十分重要。許多問題可以用兩種甚至三種方法來解決,可根據問題的情況靈活選用。
問題類型9:力學實驗中的速度測量
問題類型概述:
速度的測量是許多力學實驗的基礎,通過測量速度可以研究加速度、動能等物理量的變化規律,因此在研究勻加速直線運動、驗證牛頓運動定律、探索動能定理、驗證機械能守恒等實驗中都需要進行速度測量。
測量速度通常有兩種方法:
一是通過點計時、頻閃攝影等方法獲取連續幾個相等時間段內的位移來研究速度;
另一種方法是通過光電門等工具來測量速度。
思考模板:
通常用第一種方法計算速度和加速度。勻加速直線運動中通常用到兩個重要推論: ①vt/2==(v0+v)/2, ②Δx=aT2。為了盡量減小誤差,計算加速度時也用差分法。用光電門測速時,測出遮光罩通過光電門所用的時間,計算這段時間的平均速度,認為等于該點的瞬時速度,即:v=d/Δt。
問題類型 10 電容器問題
問題類型概述:
電容器是一種重要的電器元件,在實際中應用十分廣泛,是歷年高考考查最多的知識點之一,常以選擇題形式出現,難度不大,主要考查對電容器電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素、電容器的動態分析等。
思考模板:
(1)電容的概念:電容是一個用比率(C=Q/U)定義的物理量,表示電容器所能容納的電荷量。它適用于任何電容器。對于給定的電容器,其電容量也是確定的(由電容器本身的介電特性和幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、所帶電荷量多少或極板間電位差的大小無關。
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩塊極板相互面對的面積、兩極板間的距離以及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:關鍵是要搞清楚哪些是變量,哪些是常數,掌握三個公式[C=Q/U,C=εS/(4πkd)和E=U/d]并分析兩種情況:一是電容器所帶的電荷Q保持不變(充電后斷開電源),二是兩極板之間的電壓U保持不變(一直接通電源)。
問題類型11:帶電粒子在電場中的運動
問題類型概述:
帶電粒子在電場中的運動,本質上是電場力與電勢能綜合作用的力學問題,研究方法與粒子動力學相同,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、函數關系等力學規律。高考既有選擇題,也有綜合性更強的計算題。
思考模板:
(1)處理帶電粒子在電場中的運動有兩種方法。
①動態思維:重視帶電粒子的受力分析、運動過程分析,進而運用牛頓第二定律,并結合運動學定律,計算位移、速度等物理量。
②函數思想:根據電場力以及其他力對帶電粒子做功引起的能量變化,或根據整個過程的函數關系來確定粒子的運動(使用時優先)。
(2)處理帶電粒子在電場中的運動時,應注意是否考慮粒子的重力。
①對于質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子,一般不考慮引力;
②對于液滴、灰塵、小球等宏觀帶電粒子,一般考慮重力;
③特殊情況應根據具體情況和題目中隱含的條件來判斷。
(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題時,畫好粒子運動軌跡的示意圖很重要。利用幾何知識根據示意圖尋找關系往往是解決問題的突破口。
問題類型12:帶電粒子在磁場中的運動
問題類型概述:
帶電粒子在磁場中的運動是歷年高考的常見問題,題型有簡單的選擇題,也有難度較大的綜合計算題,常見題型有以下三種:
(1)重點考察帶電粒子在洛倫茲力作用下做圓周運動的運動學量(半徑、速度、時間、周期等);
(2)重視概念的深入理解和力學問題的綜合方法的考察,注重考查思維能力和綜合能力;
(3)強調該部分知識在實際生活中的應用,重點考察思維能力和理論聯系實際的能力。
思考模板:
處理此類運動問題時,應注重“先求圓心,再求半徑(R=mv/Bq),再求周期(T=2πm/Bq)或時間”的分析方法。
(1)圓心的確定:由于洛倫茲力f指向圓心,根據f⊥v,在粒子運動軌跡上任意兩點(通常是粒子進入和離開磁場的兩點)畫出f的方向,兩條洛倫茲力f的延長線的交點就是圓心。另外,圓心一定在圓內任意弦的垂直平分線上(如圖所示)。
(2)半徑的確定與計算:利用平面幾何,求出圓的半徑(或動圓弧的圓心角),注意一個重要的幾何特點,即質點速度的偏轉角(φ)等于圓心角(α),且等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的兩倍(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為偏轉角,T為周期,s為軌跡弧長,v為線速度。
問題類型13:復合場中帶電粒子的運動
問題類型概述:
帶電粒子在復合場中的運動是高考的熱點和重點之一,主要有以下三種情況:
(1)帶電粒子在組合場中的運動:在均勻電場中,若初速度平行于電場線,則作勻速直線運動;若初速度垂直于電場線,則作準拋射運動;帶電粒子垂直進入均勻磁場,在洛倫茲力作用下,作勻速圓周運動。
(2)帶電粒子在疊加場中的運動:當疊加場中的合力為0時,帶電粒子做勻速直線運動或靜止不動;當合外力與運動方向在一條直線上時,帶電粒子做變速的直線運動;當合外力為向心力時,帶電粒子做勻速圓周運動。
(3)帶電粒子在變化的電場或磁場中的運動:變化的電場或磁場往往具有周期性貝語網校,作用于其上的力也是有一定特殊的,往往其中兩種力是平衡的,如電場力和重力。粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動。
思考模板:
分析帶電粒子在復合場中的運動高中物理選擇題題型概述及思維模板,應認真分析物體的運動過程和受力情況,注意電場力、重力、洛倫茲力的大小、方向之間的關系,注意它們的特點(重力和電場力所作的功與路徑無關,洛倫茲力永遠不做功),然后利用定律來解決問題。主要有兩種思路:
(1)力與運動的關系:根據帶電粒子所受的力,利用牛頓第二定律,結合運動學定律,解決問題。
(2)“JP3”函數關系:根據場力與其他外力對帶電粒子做功的能量變化,或整個過程的函數關系解決問題。
題型十四:以電路為核心的綜合應用題
問題類型概述:
此題型是高考的重點和熱點,高考中對此題型的考查主要體現在閉路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電工實驗等方面。主要涉及電路動態題、電源功率題、用電器伏安特性曲線或電源UI圖、電源電動勢和內阻的測量、儀表讀數、滑動變阻器的分壓限流連接選擇、電流表的內外連接選擇等。相關實驗的內容在《試題研究》第4系列中已有詳述,這里不再贅述。
思考模板:
(1)電路的動態分析是基于閉合電路的歐姆定律、部分電路的歐姆定律以及串并聯電路的性質,分析電路中某一電阻的變化引起的整個電路各部分電流、電壓、功率的變化,即→→→Uend→,
(2)電路故障分析是指短路、斷路故障的分析。短路的特點是電流流過但電壓為零,而斷路的特點是電壓不為零但電流為零。常利用儀器來檢測短路、斷路特性。也可將整個電路分成若干部分,假設電路的某一部分有某種故障,利用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理。
(3)導體的伏安特性曲線反映的是導體的電壓U和電流I的變化規律。若電阻不變,則電流與電壓呈線性關系。若電阻隨溫度變化,則電流與電壓呈非線性關系。此時曲線上某點的切線斜率一般不等于該點對應的電阻值。
電源外特性曲線(根據閉合電路歐姆定律畫出端電壓U與主電流I的關系,U=E-Ir)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題
問題類型概述:
該題型主要涉及四個綜合題
(1)動力學問題:力和運動的關系,其橋梁是磁場對感應電流的安培力。
(2)電路問題:電磁感應中,切割磁通線的導體或磁通發生變化的回路,都會產生感應電動勢。導體或回路相當于電源。因此,電磁感應的電路問題涉及電路的分析和計算。
(3)形象問題:一般可分為兩類:
一是從給定的電磁感應過程中選取或畫出相應物理量的函數圖形;
二是根據給定的物理圖像,分析電磁感應過程,確定有關物理量。
(4)能量問題:電磁感應過程是能量轉換和守恒的過程。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量轉換成電能的過程。電路中的感應電流受安培力作用或使電阻發熱,把電能轉換成機械能或電阻內部的能量。
思考模板:
解決這四個問題的基本思路如下
(1)動力學:根據法拉第電磁感應定律,計算出感應電動勢,再根據閉合電路的歐姆定律,計算出感應電流,根據楞次定律或右手定則確定感應電流的方向,進而計算出安培力的大小和方向,進而分析研究導體上的作用力,最后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,予以求解。
(2)電路問題:弄清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計算感應電動勢的大小和方向,最后利用閉合電路的歐姆定律、部分電路的歐姆定律以及串并聯電路的定律求解電路端電壓、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、安培定律等定律,分析有關物理量之間的函數關系,確定它們的大小和在坐標系中的方向和范圍,并注意斜率的物理意義。
(4)能量問題:應掌握能量守恒定律的基本規律,分析清楚哪些力在做功,明確哪些形式的能量參加相互轉化,再運用動能定理、能量守恒定律等規律解決問題。
問題類型16:電學實驗中電阻的測量
問題類型概述:
這類題是高考實驗中最重要的部分,每年必考,可以說每年高考的電學實驗都會涉及到電阻的測量,高考這部分的題目可以是測量某個電阻值,測量電流表或電壓表的內阻,測量電源的內阻等等。
思考模板:
測量原理是部分電路歐姆定律和閉路歐姆定律;常用的方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏壓法等。