物理高考高頻考點(diǎn)好題賞析

吳俊 虞利剛

高考怎么考？當(dāng)然是圍繞“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”進(jìn)行命題。下面我們就以新課標(biāo)甲、乙兩卷中的高頻考點(diǎn)為切入，遴選部分典型例題進(jìn)行分析，對以上四性進(jìn)行探索和解讀。

一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用是必修一中的核心知識，也是高考命題的熱點(diǎn)。

2021 甲卷（14題） 2021 乙卷（21題）

牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)，斜面體模型 滑塊木板模型中共同運(yùn)動(dòng)的臨界條件和摩擦力的關(guān)系 F-t 圖和 a-t 圖

2022 甲卷（19題） 2021 乙卷（15題）

牛頓第二定律解決彈簧連接體的加速度 加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中力的分解

【例1】用外力F拉一物體使其做豎直上升運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，加速度a隨外力F的變化關(guān)系如圖1所示，下列說法正確的是（ ）

A.物體的質(zhì)量為

B.地球表面的重力加速度為2a0

C.當(dāng)a>0時(shí)，物體處于失重狀態(tài)

D.當(dāng)a=a1時(shí)，拉力F=a1

【解析】當(dāng)F=0時(shí)a=-a0，此時(shí)的加速度為重力加速度，故g=a0，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)a=0時(shí)，拉力F=F0，拉力大小等于物體重力，故物體的質(zhì)量為，所以A項(xiàng)正確；當(dāng)a>0時(shí)，加速度方向豎直向上，物體處于超重狀態(tài)，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)a=a1時(shí)，由牛頓第二定律得F-mg=ma1，又m=，g=a0，故拉力F=（a1+a0），所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】A

【點(diǎn)評】從上表看到，高考對于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的考查難度適中，命題中始終貫穿物理的思想方法。那么，在牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用中有哪些思想方法呢？合成與分解方法、圖像法（常規(guī)圖像和非常規(guī)圖像問題）、對稱法、整體與隔離法、臨界與極值法等，涉及的主要模型有斜面模型（包括等時(shí)圓模型）、多過程模型、連接體模型、傳送帶模型、板塊模型等，同學(xué)們在復(fù)習(xí)中要一一理解，活學(xué)活用。

二、功和能問題

動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律是必修二中的核心知識，也是我們解決物理問題的三把金鑰匙之一。高考中此考點(diǎn)常常與兩大曲線運(yùn)動(dòng)（平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)）結(jié)合出現(xiàn)。

2021 甲卷（20題） 2021 乙卷（19題）

動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合解決物體沿粗糙斜面上滑和下滑問題 恒力作用下的功和沖量的計(jì)算

2022 甲卷（14題） 2021 乙卷（16題）

曲線軌道最低點(diǎn)的受力與半徑的關(guān)系 沿光滑大圓環(huán)下滑的小環(huán)的速率正比于

【例2】（2022·河北省部分重點(diǎn)中學(xué)期中）第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會將于2022年2月4日在北京和張家口聯(lián)合舉行，北京也將成為奧運(yùn)史上首個(gè)舉辦過夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會和冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會的城市。跳臺滑雪是冬奧會中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。如圖2，跳臺滑雪賽道由助滑道AB、著陸坡BC、停止區(qū)CD三部分組成；比賽中，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止下滑，運(yùn)動(dòng)到B處后水平飛出，落在了著陸坡末端的C點(diǎn)，滑入停止區(qū)后，在與C等高的D處速度減為零。B、C間的高度差為h，著陸坡的傾角為θ，重力加速度為g，不計(jì)運(yùn)動(dòng)員在助滑道AB受到的摩擦阻力及空氣阻力，則以下說法錯(cuò)誤的是（ ）

A. A、B間的高度差為hAB=

B.適當(dāng)調(diào)節(jié)助滑道AB和著陸坡BC，運(yùn)動(dòng)員不可以沿與BC平行的方向著陸

C.運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)CD上克服摩擦力所做的功為mgh（1+）

D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員飛出后，瞬時(shí)速度方向與水平方向間的夾角為θ時(shí)，其離著陸坡BC最遠(yuǎn)

【解析】設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有h=gt2，解得t=，水平方向有x=vBt，由幾何關(guān)系可得=tanθ，代入數(shù)據(jù)解得運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度為vB=，從A到B由動(dòng)能定理得mghAB=mvB2-0，解得hAB=，故A項(xiàng)正確；設(shè)運(yùn)動(dòng)員著陸時(shí)速度方向與水平方向的夾角為α，則tanα==，由tanθ== =，可得tanα=2tanθ，則α≠θ，與vB無關(guān)，所以調(diào)節(jié)助滑道AB和著陸坡BC，運(yùn)動(dòng)員不可能沿與BC平行的方向著陸，故B項(xiàng)正確；設(shè)運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)CD上克服摩擦力所做的功為Wf，從B到D的過程由動(dòng)能定理得mgh-Wf=0-mvB2，可得Wf=mgh（1+），且運(yùn)動(dòng)員在落入C點(diǎn)以后有速度損耗且損耗未知，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度方向與著陸坡BC平行時(shí)，即瞬時(shí)速度方向與水平方向間的夾角為θ時(shí)，其離著陸坡BC最遠(yuǎn)，故D項(xiàng)正確。

【答案】C

【點(diǎn)評】拋體運(yùn)動(dòng)與斜面結(jié)合時(shí)，要善于利用斜面的傾角；解決曲線運(yùn)動(dòng)問題時(shí)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理或者機(jī)械能守恒定律；拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)綜合時(shí)，要注意速度的分解?？傊?，拋體運(yùn)動(dòng)的解決中始終貫穿運(yùn)動(dòng)的分解方法，圓周運(yùn)動(dòng)過程問題的解決要選用動(dòng)能定理。

三、靜電場

靜電場是老教材3-1、新教材必修三的內(nèi)容，在高考中幾乎是年年必考，考查內(nèi)容豐富多樣。

【例3】（2022·山東濟(jì)寧二模）如圖3甲所示，光滑絕緣水平面上有一帶負(fù)電荷小滑塊，在x=1m處以初速度v0=m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)。小滑塊的質(zhì)量為m=2kg、帶電量為q=-0.1C，可視為質(zhì)點(diǎn)。整個(gè)區(qū)域存在沿水平方向的電場，圖乙是滑塊電勢能EP隨位置x變化的部分圖像，P點(diǎn)是圖線的最低點(diǎn)，虛線AB是圖像在x=1m處的切線，并且AB經(jīng)過（0，3）和（3，0）兩點(diǎn)，取g=10m/s2。下列說法正確的是（ ）

A. x=1m處的電場強(qiáng)度大小為20V/m

B.滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中，加速度先增大后減小

C.滑塊運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí)，速度大小為2m/s

D.若滑塊恰好到達(dá)x=5m處，則該處的電勢為50V

【解析】EP-x圖線斜率的絕對值表示滑塊所受電場力的大小，所以滑塊在x=1m處所受電場力大小為F=Eq== N=1N，可得E1= 10V/m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中，電場力先減小后增加，則加速度先減小后增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；滑塊從x=1m的位置運(yùn)動(dòng)至x=3m處時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理mv2-mv02=W電，W電=ΔEP=1J，解得速度大小為v=2m/s，選項(xiàng)C正確；若滑塊恰好到達(dá)x=5m處，則mv02= W電=EP2-EP1，其中EP1=2J，解得滑塊的電勢能EP2=5J，該處的電勢為φ==V=-50V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【答案】C

【點(diǎn)評】電場力能問題與圖像的結(jié)合也是考查的熱點(diǎn)問題之一。要理解圖像的點(diǎn)、線、面、斜率、截距等含義。分析時(shí)一定要與題干情景結(jié)合，不管什么圖像，解題的核心都是力、能兩個(gè)角度。復(fù)習(xí)時(shí)要熟記并理解教材中的幾種點(diǎn)電荷周圍的電場線、等勢線以及對應(yīng)的圖像。因?yàn)楦呖济}很多源于教材，我們在思考時(shí)可以借用記憶幫助解決新問題。

四、磁場

磁場內(nèi)容為老教材3-1內(nèi)容，新教材選擇性必修二的內(nèi)容，也是高考命題的重點(diǎn)，常見于選擇題和計(jì)算題之中。

2021 甲卷（20題） 2021 乙卷（19題）

兩根長直導(dǎo)線周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加 帶電粒子在圓形有界磁場中的運(yùn)動(dòng)

2022 甲卷（18題） 2021 乙卷（18題）

判斷帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存空間的運(yùn)動(dòng)軌跡

用手機(jī)測試地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向

【例4】（2022·宜賓市第二次診斷）如圖4，在邊長為L的正方形abcd的部分區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，a點(diǎn)處有離子源，可以向正方形abcd所在區(qū)域的任意方向發(fā)射速率均為v的相同的正離子，且所有離子均垂直bc邊射出，下列說法正確的是（ ）

A.離子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2L

B.離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為

C.磁場區(qū)域的最小面積為L2

D.離子入射速度方向與ab邊夾角為60°時(shí)，將從bc邊中點(diǎn)射出

【解析】帶電離子在圓形磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)存在著這樣的規(guī)律，即如果離子的軌跡半徑與圓形磁場的半徑相等，則離子從同一點(diǎn)以相同的速率、不同的方向射入圓形磁場后，會平行于某一方向射出磁場。根據(jù)幾何關(guān)系可知，離子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；離子的速率一定，軌跡最長的離子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，則最長時(shí)間為， 則tmax== ，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；磁場區(qū)域的最小面積為圖5中陰影部分的面積，則有Smin=2（πL2-L2）=L2，故C項(xiàng)正確；離子入射速度方向與ab邊夾角為60°時(shí)，設(shè)出射點(diǎn)距b點(diǎn)x，則cos60°=，解得x=L，離子入射速度方向與ab邊夾角為60°時(shí)，將從bc邊中點(diǎn)射出，故D項(xiàng)正確。

【答案】CD

【點(diǎn)評】帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)因?yàn)榇艌鲇薪?、粒子射入方式不同而精彩，雖然解決問題的方式都是找圓心、找關(guān)系、用公式，但是面對不同的問題還是應(yīng)多接觸各種題型，加深理解，提升解題技能。