高考对物理五大能力地考查

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一、高考对物理五大能力的考查
一、高中物理能力要求
要学好高中物理，必须具备五种能力，即：理解能力、情境想象与推理能力、分析综合能力、运用数学工具解决物理问题的能力以及实验能力。

〔一〕、理解能力
1、掌握物理概念和规律产生的背景。

如万有引力定律的发现是在开普勒三定律根底上产生的。

2、掌握物理概念和规律确实切含义。

如
a=F/m以及I=u/R不能理解为简单数学式。

3、掌握物理知识间的相互关系。

如运动学和动力学关系，动力学和功与能是从不同角度研究物体运动。

4、掌握物理概念和规律的成立条件和适应范围。

如电场中对
E=F/q〔定
义式〕及
E=KQ/r
2〔点电
荷的
电场〕两公式的理解等。

5、依据对物理概念和规律解释问题和进行判断。

如静电平衡现象、平行板电容器的动态变化等。

〔二〕、情境想象与推理能力
所谓情境想象，就是要将物理过程想象成纯理想化物理模型。

实际实验中总不能排除干扰或非本质因
素，必须借助思考过程的“纯化〞或“简化〞想象出理想情景。

这种舍弃或简略称为舍象思维。

舍象主要
是逻辑思维，运用特有的逻辑规律，采用分析、比较、概括、归纳、演绎等思维方法进行严格推理过程所
得出正确物理规律。

如理解伽利略的斜面实验，将情境想象和推理结合起来。

〔三〕、分析综合能力
首先要明确分析的具体目标，即明确研究对象，用什么物理规律解决问题。

其次是首要掌握解答物理
问题时常用的分析方法。

如分步分析、结构分析、图解分析、比照分析等方法。

第三，进行分析过程中注
意几个问题。

以力学为例：
1〕、分析物理过程。

2〕、注意受力分析。

3〕、挖掘隐含条件。

4〕、注意用能量观点处理问题。

注意分析解决问题的环节与程序。

例如力学问题，首先考虑能量转化，功和能的关系，然后再考虑用动力学原理、牛顿定律。

〔四〕、运用数学工具解决物理问题的能力
首先要能够将物理问题转化为数学问题。

如电学中电流输出功率与内外电阻的关系；速度时间图象中
斜率及面积的意义等。

第二，要掌握常用的几种数学方法：图象法、极值法、列方程等。

特别是用图象研
究和解决物理问题，可使问题变得简明、直观。

〔五〕、实验能力
实验能力表现在如下几点：
1、理解实验的原理和方法。

A、为了到达实验目的需要证明什么问题，测量什么物理量。

B、依据哪
些的知识来进行证明和测量。

C、测量的方法。

2、要具有独立进行实验的能力。

A、实验所需要的仪器和器材。

B、仪器的使用方法和合理操作规那么。

C、实验原理和步骤。

3、整理数据和获得结论。

实验后要对数据进行仔细的分析，计算和处理，作出合理的结论。

处理数据
要尊重客观事实，决不能乱凑数据。

4、了解误差的概念。

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、知道影响实验准确度的因素。

、懂得怎样判断实验结果的合理性和可靠性。

二、学好物理必须具备的素质
一．要有丰富的知识体系，熟悉各种物理模型
例如必修局部的知识体系〔以力和运动的关系展开〕、物理模型：直线运动模型、平抛运动模型、斜面
模型、传送带模型、弹簧模型、圆周运动模型等。

二、对物理概念、规律、定理、定律要有透彻的理解
例如对重力的理解、摩擦力的理解、对牛顿运动定律的理解、等。

三、具备一定的分析综合能力〔思维能力〕
能清晰地分析物理过程，能找出过程中的特殊状态〔极值、临界等〕，能用相关物理知识和方法解决问
题。

四、具备一定的数学认识，能应用数学处理物理问题
能应用数学方法处理物理问题，例如，数形结合，极值分析，物理过程或状态的数学表述等。

〔一〕、理解能力的考查
1．(多项选择)关于元电荷的以下说法中正确的选项是()
．元电荷实质上是指电子和质子本身
．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
．元电荷的值通常取e＝×10－19C
．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根通过实验测得的
2．以下说法中正确的选项是()
A．由E＝F
q知，电场中某点的电场强度与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B．电场中某点的电场强度等于F，但与检验电荷的受力大小及带电量无关q C．电场中某点的电场强度方向即检验电荷在该点的受力方向
D．公式E＝F
和E＝
kQ
2对于任何静电场都是适用的
q r
3．(2021·江苏高考)真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，那么A、B两点的电场强度大
小之比为()
A．3∶1B．1∶3
C．9∶1D．1∶9
4．关于静电场，以下说法正确的选项是()
A．电势等于零的物体一定不带电
B．电场强度为零的点，电势一定为零
C．同一电场线上的各点，电势一定相等
D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加
5.如图7－1－2所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，
每米电荷量为q，当此棒
沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()
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q
A．vq B.v
qv
C．qvS D.S
6．(多项选择)以下关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的
选项是()
．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
2
U
2
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝IRt＝R t只适用于纯电阻的电路C．在非纯电阻的电路中，UI＞I2RD．焦耳热Q＝
I2Rt适用于任何电路
7.(多项选择)截面积为S的导线中通有电流I。

导线每单位体积中有n个自由电子，每个自
由电子的电
荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，那么在时间t内通过导线截面的自由电子数是()
A．nSv t B．nv t
I t I t
C.e
D.Se
8．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载后路端电压降为V，那么可以判定电池
的电动势E和内阻r为()
A．E＝V，r＝1Ω
C．E＝V，r＝2ΩB．E＝3V，r＝2Ω
D．E＝3V，r＝1Ω
9．如下列图，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡的U－I图线，用
该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()
A．4W,8W B．2W,4W
C．2W,3W D．4W,6W
二、情景想象与推理能力考查
10．(多项选择)(2021银·川模拟)如图6－1－15甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B
为轴上三点。

放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示。

以x轴
的正方向为电场力的正方向，那么()
图6－1－15
A一定为正电荷
B．点电荷Q在A、B之间
C．A点的电场强度大小为2×103N/C
D点的电势比B点的电势高
11.(2021唐·山模拟)一个带正电的粒子，在xOy平面内以速度v0从O点进入一个匀强电场，重力不计。

粒子只在电场力作用下继续在xOy平面内沿图6中虚线轨迹运动到A点，
且在A点时的速度方向与y轴平行，那么电场强度的方向可能是()
A．介于x轴负方向与y轴正方向之间
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B．沿x轴负方向
C．沿y轴正方向
D．垂直于x Oy平面向里
12．(多项选择)如图6－2－3所示，虚
线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。

实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，那么以下说法中正确的选
项是()
A．三个等势面中，a的电势最高
B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大
C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大
D．带电粒子由M运动到N时，加速度增大
13.(多项选择)(2021·山东高考)如下列图，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，
虚线是以＋Q所在点为圆心、L
为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d 2
两点关于x轴对称。

以下判断正确的选项是()
A．b、d两点处的电势相同
B．四个点中c点处的电势最低
C．b、d两点处的电场强度相同
D．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小
14.(2021海·南高考)如图6－2－18所示，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。

在O点处有固定点电荷，b点电势高于c点电势。

假设一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先
从c点
运动到b点，再从b点运动到a点，那么()
图6－2－18
．两过程中电场力做的功相等
．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小
D．后一过程中，粒子动能不断减小
15.(2021·衡水中学期末)两电荷量分别为q1和q
2
的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各
点电势φ随x变化的关系如下列图，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，那么() A．N点的电场强度大小为零
B．A点的电场强度大小为零
C．NC间场强方向指向x轴正方向
D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功
16．(2021·天津高考)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，
MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点。

一带负电的试探电荷q，从A点由静止释
放，只在静电力作用下运动。

取无限远处的电势为零，那么()
A．q由A向O的运动是匀加速直线运动
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小
C．q运动到O点时的动能最大
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D ．q 运动到O 点时电势能为零
如下列图，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。

一带电油滴位
于电容器中的 P 点且恰好处于平衡状态。

现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，那么 ( )
．带电油滴将沿竖直方向向上运动
．P 点的电势将降低
C ．带电油滴的电势能将减小
D ．电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
(2021新·课标全国卷)如下列图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。

假设一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，
那么在此过程中，该粒子 ( )
A ．所受重力与电场力平衡
B ．电势能逐渐增加
C ．动能逐渐增加
D ．做匀变速直线运动
19．(2021·湖北七市联考)有一个电动势为 3V 、内阻为1Ω的电源。

以下电阻与其连接后，使电阻的
功率大于2W ，且使该电源的效率大于 50%的是( )
A ． Ω
B ．1 Ω
C ． Ω
D ．2Ω 〔三〕、分析综合能力
20.如图4所示，三个点电荷 q 1、q 2、q 3在一条直线上，q 2和q 3的距离为q 1和q 2距离的两倍，每个点
电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比
q 1∶q 2∶q 3为(
)
图4 A ．(－9)∶4∶(－36) B ．9∶4∶36 C ．(－3)∶2∶(－6)
D ．3∶2∶6
21.如下列图，电荷量为
Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于
A 点和
B 点，两点相距 L 。

在以L 为直径的
光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球＋ q(视为点电荷)，在P 点平衡，PA 与AB 的夹角为α。

不计小球的
重力，那么(
)
3
Q 2
Q 2
A ．tan
α＝Q 1
B ．tan α＝Q 1
C ．O 点场强不为零
D ．Q 1<Q 2
22．(2021·唐山摸底)如下列图，在绝缘平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场，带正电的小金
属块以一定初速度从 A 点开始沿水平面向左做直线运动，经
L 长度到达B 点，速
度变为零。

此过程中，金
属块损失的动能有
2
转化为电势能。

金属块继续运动到某点
C(图中未标出)时的动能和
A
点时的动能相同，
3
那么金属块从 A 开始运动到 C 整个过程中经过的总路程为 ( ) A ． B ．2L C ．3L D ．4L
23.(2021·银川模拟)如图7所示，水平面的上方有竖直向上的匀强电场，平面上静止着质量为 M 的绝
缘物块，一质量是 m 的带正电弹性小球，以水平速度 v 与物块发生碰撞，并以原速率返回，弹回后仅在电
场力和重力的作用下沿着虚线运动，那么以下说法正确的选项是 ( )
A ．弹回后球的机械能守恒
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．弹回后轨迹是抛物线 C ．弹回后机械能与电势能的总和守恒 D ．弹回后动能增加
24．在如下列图电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发
生变化，电表的示数分别用 I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用
I 、U 1、U 2和U3
表示．以下比值正确的选项
是 ()
〔A 〕U
1/I 不变，
U 1/ I 不变．
〔B 〕U
2/I 变大，
U 2/ I 变大．
〔C 〕U
2/I 变大，
U 2/ I 不变．
D 〕U
3/I
变大，U 3/I 不变．
25.(2021龙·岩质检)如下列图，一长为h 2内壁光滑的绝缘细管竖直
放置。

管的底部固定一电荷量为
Q(Q>0)的点电荷M 。

现在管口 A 处无初速释放一电荷量为
q(q>0)、质量为m 的点电荷N ，N 在距离底部点电荷为h 1的B 处速度恰好为零。

再次从
A 处
无初速释放电荷量为q 、质量为
3m 的点电荷P(静电常量为 k ，重力加速度为g)。

求：
(1)电荷P 运动过程中速度最大处与底部点电荷距离；
(2)电荷P 运动到B 处时的速度大小。

答案：(1) kQq
4gh 2－h 1
3mg (2)
3
26．(2021·济南模拟)如下列图，一带电荷量为＋
q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°
的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，
小物块恰好静止。

重力加速度取
g ，sin37＝°，cos37＝°。

求：
(1)水平向右电场的电场强度；
1
(2)假设将电场强度减小为原来的
2
，物块的加速度是多大；
(3)电场强度变化后物块下滑距离
L 时的动能。

答案：(1)3mg
4q
〔四〕、运用数学工具解决物理问题的能力
27．(2021·安徽高考)如图6－1－14甲所示，半径为R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为 σ，其
轴线上任意一点
P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：
1－
x
1
，方向沿x 轴。

现考虑单位面积带电量为
σ的无限大均匀带电平板， 从其中间
E ＝2πk σ
R 2
＋x
2
2
挖去一半径为r 的圆板，如图乙所示。

那么圆孔轴线上任意一点
Q(坐标为x)的电场强度为(A)
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图6－1－14
A．2πkσ0
x
B．2πkσ0
r 11 r2＋x22r2＋x22
x r
C．2πkσ0r D．2πkσ0x
28.(2021江·南十校摸底)悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m、
带电量为－q的小球，假设在空间加一匀强电场，那么小球静止时细线与竖直方向夹角为θ，如
图11所示，求：
(1)所加匀强电场场强最小值的大小和方向；
(2)假设在某时刻突然撤去电场，当小球运动到最低点时，小球对细线的拉力为多大。

29．如图10甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器。

当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B 两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。

求：
图10
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值。

[答案]E＝20V，内阻r＝E
＝20Ω。

(2)R2＝5Ω。

(3)R3＝300Ω。

I短
30..电动势为E=12V的电源与电压表和电流表串联成闭合回路。

如果将一电阻与电压表并联，那么电压表的
读数减小为原来的，电流表的读数增大为原来的3倍。

求电压表原来的读数。

答案：U=9V
〔五〕、实验能力
某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流
表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线假设干。

该同学设计了如图实－9－5甲所示的电路进行实验和采集数据。

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图实－9－5
(1)该同学设计实验的原理表达式是E＝________(用r、I、R表示)。

(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________(填“最大值〞、“最小值〞或“任意值〞)，
实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，那么此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω。

(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1-R图像，那么由图像可求得，该电源的电动
势E＝I
______V，内阻r＝________Ω。

(结果均保存两位有效数字)
[答案](1)I(R＋r)(2)最大值21～6.4)～2.6)
题号123456789101112答案BCD B C D A BCD AC B D BC AB CD 题号131415161718192021222324答案ABD C D BC B BD C A AC D BCD ACD
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