2010年全国高考（江苏卷）物理压轴题图像解法

2010年全国高考（江苏卷）物理压轴题图像解法 2010年全国高考(江苏卷)物理压轴题图像 解法 第32卷第1期 2011年 物理教师 PHYSICSTEACHER Vo1.32No.1 (2011) 2010年全国高考(江苏卷)物理压轴题图像解法 皋春孙兴花 (江苏省阜宁中学,江苏阜宁224400) 题目.制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中 间距为d的两平行极板,如图1(a)所示,加在极板A,B间 的电压UAB作周期性变化,其正向电压为,反向电压为 一 愚(忌>1),电压变化的周期为2r,如图1(b)所示.在t =0时,极板B附近的一个电子,质量为m,电荷量为e,受 电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到 极板A,且不考虑重力作用. C (1)若k=,电子在0--2r时间内不能到达极板A,斗 求d应满足的条件; (2)若电子在0,200r时间内未碰到极板B,求此运动 过程中电子速度随时问t变化的关系; (3)若电子在第N个周期内的位移为零,求k的值. ]厂-] 1....--J【...__j. D l /,, \/\/ t 图1 解析:对题目所给的UAn—t图像,图1(b)作进一步处 理,可将其变换为一大小为【,0的周期性变化的电压 [图2(a)]与一反向的大小为生Uo的恒定电压[图2(b)] 的叠加. 两电压叠加的效果与图1(b)所示电压产生的效果是 相同的,则题中的电子在图2所示的两种电压的共同作用 下运动. 电子的运动:电子在图2(a)所示的电压作用下,将周 期性地做匀加速运动和匀减速运动,两运动的加速度大小 相等,皆为以l==笋口;电子在图2(b)所示 电压作用下,做反向的匀加速运动,加速度为a2= 韭:.,其中.:2md2….md ]r_1厂 一 图2 I f 综上分析,电子运动的一t图像如图3所示. 由图3v—t图像知,电子在图2(a)所示电压下运动的 一 t关系有两种形式: 当0<,一2nr<r时,:去_垒口(,一2nr). 当0<t一(2+1)r<r时,=.一[,一 (2+1)]:一.[,一2(+1)]. 电子在图2(b)所示电压下运动的一t关系式为 1——k T (1)若k={时,0<t<2r电子不能到达极板A,即 =0时,z<,则由一(,一2)+,=0解得 t= 故电子的位移为图4阴影 部分的面积O = 1×2r×(r)×49 + 吉×詈r×(n×詈r)= — 9eU— o一 2 10md’’ 由z<d得d>?r. (2)若0--200r时间内电 子未碰到极板B,即在0,OJ 200r时间内电子运动遵循I — t图像所示的规律,则此运l 动过程中电子的速度随时 间t变化的关系为 当0<t一2r<r时. /?\/f\个. ,2王钿5T 图3 图4 :下 l+k 口(,一2nr)十{nf:[,一r(1十足)]口,( =0,1,2,…,99) 当0<t一(2+1)r<r时, :一.[,一2(+1)]+.一(1+是) (+1)r]a,(=0,1,2,…,99) (3)由图像可知,第N个周期内电子的位移为 = 丢×1×2Nr×n×2Nr一 告×2(N—1)×n×2(N一1)卜 1+k+2(1一k)(2N一1). 一 S9一 Vo1.32No.1 (2011) 物理教师 PHYSICSTEACHER 第32卷第1期 2011正 一 脉相承稳中求进 山东省2010年高考物理试题评析及山东省4年自主命题规律探索 王品木 (山东省实验中学,山东济南250001) 山东省高考采用理综模式,涉及物理部分有7个选择 题,3个计算题(其中包括1个实验)和3个选做题,这13 个试题按照考试说明规定的命题方式涵盖了高中物理必修 l,必修2,选修3一l,选修3—2,选修3—3,选修3—4和选 修3—5的重点内容.山东省自2007年开始自主命题,至今 已历4年,本文通过对2010年山东高考物理试题分析,并 与2007年,2008年,2009年的高考试题进行比较研究,发 现4年的高考命题有着极大的相似,可以说是一脉相传,稳 步推进. 17个选择题凸显基础与核心 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 7个选择题,涵盖了必修l,必修2,选修3一l和选修3 — 2的主干知识和高中物理的核心思维方法,2010年山东 高考物理试题和2007年,2008年,2009年的高考试题一脉 相承,几乎都在以下几个方面命题:力和运动的关系,受力 分析与物体的平衡,万有引力定律与航天,交流电与变压器 电路,静电场和磁场性质,电磁感应定律与线框在磁场中的 运动,功能关系等. (1)力和运动的关系 力与运动的关系是高中物理中最重要的关系,用图像 描述运动过程中物理量的变化是与物理公式同等重要的手 段.((2010年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理 科综合》(以下简称((2010年山东理综》)第16题,通过物体 由斜面滑到平面,考查力与运动的关系,解题涉及受力分 析,摩擦力,牛顿运动定律和图像等重要的知识要点. ((2009年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理 科综合》(以下简称((2009年山东理综》)第l7题,((2008年 普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科综合》(以下 简称((2008年山东理综》)第17题,((2007年普通高等学校 招生全国统一考试(山东卷)理科综合》(以下简称((2007年 山东理综》)第20题,都对这一内容进行了考查. (2)受力分析与物体的平衡 受力分析和物体的平衡,以及平衡问题的求解方法,尤 其整体法和隔离法研究平衡问题是高考命题的热点之一, 这类试题在每年的高考试题中都有涉及. (2010年山东理综》第l7题,通过倾斜弹簧相连的两 个静止物体,重点考查受力分析和整体法处理平衡问题,在 解答本题的过程中,应严格按照顺序进行受力分析,避免出 现受力分析不全.如果本题采用隔离法求解,会增加难度. (2009年山东理综》的第16题,((2008年山东理综》的 第l6题,(2007年山东理综》的第16题,都对这一内容进 行了考查. (3)万有引力定律与航天 万有引力定律与航天常以联系人造卫星,宇宙飞船和 星球运行等为情景命题,考查万有引力作用下的天体或航 天器的运动特点,常涉及运行速度,周期,加速度和变轨问 题.((2010年山东理综》第18题,以1970年4月2413,我国 自行 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,制造的第1颗人造地球卫星”东方红l号”在椭 圆轨道上运行为背景,研究卫星的势能,角速度,加速度和 速度特点. ((2009年山东理综》18题,(2008年山东理综》l8题, ((2007年山东理综)322题,都对这一内容进行了考查. (4)交流电与变压器 交流电与变压器的综合命题成为交流电考查的重要形 式,解决这类问题首先需要知道交流电的图像和表达式,并 在图像和表达式中能够找出瞬时值,有效值和最大值等物 理量.其次要明确变压器原副线圈的电压,电流和功率的决 定关系,以及电压和电流有效值的数量关系.对于副线圈连 接的电路按照恒定电流的电路分析方法进行分析.{2010 年山东理综》第19题是用图像的形式给出交流电的信息, 通过图像求出交流电的频率和电压的有效值,结合变压器 的变压规律求出副线圈电压变化频率和有效值,利用电路 分析的方法分析滑动变阻器对电路的影响. 由题设,电子在第N个周期内位移为0,得 l+矗+2(1一是)(2N一1)=0. 一 4N一1k— 4N—-3. 图像的解法使得本题化繁为简,化难为易,让原本复杂 的题目简单易解. 学习物理的关键是学习用物理的方法进行思维,这种 思维落实到2010年的高考命题中,就是考查考生的三维目 一 60一 标中的”知识与技能”和”过程与方法”的目标.这种目标落 实到高考中就是考查考生能否把高考中遇到的复杂问题分 解为若干的简单问题.把复杂问题简单化是物理学研究问 题的重要理念,这也是高考物理《考试说明》中要求的分析 综合能力,对这种能力的训练有利于解决综合性的问题,也 是解决高考中物理压轴题必须掌握的能力之一. (收稿日期:2010—08—30)