2025年高二物理上學(xué)期信息給予題專項訓(xùn)練一、力學(xué)綜合類信息題（一）天體運(yùn)動新情境應(yīng)用例題12024年12月，我國"嫦娥六號"探測器完成月球背面采樣返回任務(wù)，其著陸過程采用"懸停避障-緩速下降"模式。已知月球表面重力加速度為地球的1/6，探測器質(zhì)量為2.4噸，懸停時發(fā)動機(jī)推力方向豎直向上，求：（1）探測器懸停時發(fā)動機(jī)的推力大?。唬?）若探測器在距離月面100m處開始勻減速下降，50s后著陸，求該過程中發(fā)動機(jī)推力的變化量。解析思路關(guān)鍵信息提?。涸虑蛑亓铀俣?g_{月}=\frac{1}{6}g_{地})（(g_{地}=9.8m/s^2)），質(zhì)量(m=2400kg)，勻減速下降位移(h=100m)，時間(t=50s)。受力分析：懸停時推力與重力平衡，即(F_1=mg_{月})；減速階段根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式(h=\frac{1}{2}at^2)求出加速度(a)，再由牛頓第二定律(F_2-mg_{月}=ma)計算推力變化量(\DeltaF=F_2-F_1)。數(shù)據(jù)計算：(F_1=2400\times\frac{9.8}{6}=3920N)由(100=\frac{1}{2}a\times50^2)得(a=0.08m/s^2)(F_2=2400\times(\frac{9.8}{6}+0.08)=3920+192=4112N)(\DeltaF=4112-3920=192N)變式訓(xùn)練若探測器在著陸前突然遭遇月塵干擾，發(fā)動機(jī)推力瞬間變?yōu)樵瓉淼?.2倍，求此時探測器的加速度大小及方向。（二）碰撞與動量守恒創(chuàng)新模型例題22025年國際物理奧賽模擬題中提出"彈性碰撞能量損耗系數(shù)"概念：兩物體碰撞后總動能與碰撞前總動能的比值定義為(e)（完全彈性碰撞(e=1)，完全非彈性碰撞(e=0)）?，F(xiàn)有質(zhì)量為(m)、速度為(v_0)的小球A與靜止的質(zhì)量為(2m)的小球B發(fā)生正碰，已知(e=0.8)，求碰撞后兩球的速度大小。解析思路公式構(gòu)建：設(shè)碰撞后A、B速度分別為(v_1)、(v_2)，根據(jù)動量守恒(mv_0=mv_1+2mv_2)，能量關(guān)系(e=\frac{\frac{1}{2}mv_1^2+\frac{1}{2}(2m)v_2^2}{\frac{1}{2}mv_0^2}=0.8)。方程化簡：動量方程：(v_0=v_1+2v_2)①能量方程：(v_1^2+2v_2^2=0.8v_0^2)②聯(lián)立求解：由①得(v_1=v_0-2v_2)，代入②得((v_0-2v_2)^2+2v_2^2=0.8v_0^2)，展開后解得(v_2=0.4v_0)（舍去不合理解），則(v_1=0.2v_0)。二、電磁學(xué)信息題（一）電磁感應(yīng)與現(xiàn)代科技例題3新型磁懸浮列車采用"高溫超導(dǎo)磁體-感應(yīng)渦流"驅(qū)動系統(tǒng)，其原理簡化為：下方軌道為長直金屬板，上方車廂底部超導(dǎo)線圈通有恒定電流，形成豎直向下的勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度(B=0.5T)）。當(dāng)列車以速度(v)運(yùn)動時，金屬板內(nèi)產(chǎn)生渦流，渦流磁場對線圈的作用力即為驅(qū)動力。已知線圈寬度(L=2m)，金屬板等效電阻(R=0.1\Omega)，單位長度質(zhì)量(\lambda=500kg/m)，求：（1）列車勻速行駛時驅(qū)動力的功率；（2）若列車以(a=0.5m/s^2)勻加速啟動，t=10s時的瞬時電功率。解析思路電磁感應(yīng)規(guī)律：線圈相對金屬板運(yùn)動時，產(chǎn)生動生電動勢(E=BLv)，渦流電流(I=\frac{E}{R}=\frac{BLv}{R})。安培力與功率：驅(qū)動力(F=BIL=\frac{B^2L^2v}{R})，勻速時功率(P=Fv=\frac{B^2L^2v^2}{R})。勻加速過程：t=10s時速度(v=at=5m/s)，瞬時電功率(P=Fv=\frac{B^2L^2v^2}{R}=\frac{0.5^2\times2^2\times5^2}{0.1}=2500W)。難點突破渦流產(chǎn)生的安培力方向與運(yùn)動方向相同，需結(jié)合楞次定律判斷：金屬板內(nèi)渦流的磁場總是阻礙磁通量變化，故對線圈產(chǎn)生向前的驅(qū)動力。（二）帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動例題42025年諾貝爾物理學(xué)獎授予"阿秒光物理"研究，其設(shè)備中用到"靜電偏轉(zhuǎn)-磁場聚焦"系統(tǒng)。如圖所示，電荷量為(e)、質(zhì)量為(m)的電子經(jīng)電壓(U)加速后，垂直進(jìn)入電壓為(U_0)、板長為(d)的偏轉(zhuǎn)電場，再進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為(B)的圓形勻強(qiáng)磁場（方向垂直紙面向外），最終打在光屏中心。已知偏轉(zhuǎn)電場極板間距為(h)，求：（1）電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度；（2）若要電子不打在偏轉(zhuǎn)極板上，(U_0)的最大值；（3）磁場區(qū)域的最小半徑。解析思路加速過程：由動能定理(eU=\frac{1}{2}mv_0^2)，得(v_0=\sqrt{\frac{2eU}{m}})。偏轉(zhuǎn)電場：類平拋運(yùn)動，豎直方向加速度(a=\frac{eU_0}{mh})，運(yùn)動時間(t=\fracz3jilz61osys{v_0})，側(cè)移量(y=\frac{1}{2}at^2\leq\frac{h}{2})，解得(U_0\leq\frac{h^2mv_0^2}{2ed^2}=\frac{h^2U}{d^2})。磁場聚焦：電子出電場時速度偏轉(zhuǎn)角(\theta)，滿足(\tan\theta=\frac{v_y}{v_0}=\frac{eU_0d}{mhv_0^2}=\frac{U_0d}{2Uh^2})（此處需結(jié)合加速電壓表達(dá)式化簡），進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動，半徑(r=\frac{mv}{Be})，由幾何關(guān)系知磁場最小半徑(R=r\sin\theta)。三、熱學(xué)與近代物理信息題（一）理想氣體狀態(tài)方程拓展例題5"斯特林發(fā)動機(jī)"是一種外燃式環(huán)保發(fā)動機(jī)，其工作循環(huán)包括：等溫壓縮：溫度(T_1=300K)時，將(V_1=0.5m^3)的理想氣體壓縮至(V_2=0.1m^3)；等容加熱：體積不變，溫度升至(T_3=1000K)；等溫膨脹：在(T_3)下膨脹至(V_4=0.8m^3)；等容冷卻：回到初始狀態(tài)。已知氣體摩爾數(shù)(n=100mol)，普適氣體常量(R=8.31J/(mol·K))，求循環(huán)過程中氣體對外做的凈功。解析思路等溫過程功的計算：壓縮過程：(W_1=nRT_1\ln\frac{V_2}{V_1}=100\times8.31\times300\times\ln0.2\approx-40150J)（外界對氣體做功）膨脹過程：(W_3=nRT_3\ln\frac{V_4}{V_3}=100\times8.31\times1000\times\ln8\approx172300J)（氣體對外做功）等容過程：不做功（(W_2=W_4=0)）凈功計算：(W_{凈}=W_3+W_1=172300-40150=132150J)規(guī)律總結(jié)：熱機(jī)循環(huán)中，只有等溫過程和絕熱過程（高中階段暫不要求）涉及做功，等容過程僅發(fā)生內(nèi)能變化。（二）光電效應(yīng)與波粒二象性例題62025年某科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)新型二維材料"硼烯"的光電效應(yīng)截止頻率為(\nu_c=5\times10^{14}Hz)，用波長(\lambda=400nm)的紫外光照射時：（1）求光電子的最大初動能；（2）若加反向電壓(U=1.5V)，光電流恰好為零，求普朗克常量的實驗測量值。解析思路愛因斯坦光電方程：(E_k=h\nu-W_0)，其中(W_0=h\nu_c)，(\nu=\frac{c}{\lambda})（(c=3\times10^8m/s)）。反向截止電壓：(eU=E_k)，聯(lián)立得(h=\frac{eU}{\nu-\nu_c}=\frac{eU\lambda}{c-\lambda\nu_c})。數(shù)據(jù)代入：(\nu=\frac{3\times10^8}{400\times10^{-9}}=7.5\times10^{14}Hz)(h=\frac{1.6\times10^{-19}\times1.5}{(7.5-5)\times10^{14}}=9.6\times10^{-34}J·s)（與公認(rèn)值(6.63\times10^{-34}J·s)存在實驗誤差，需分析系統(tǒng)誤差來源）四、專項訓(xùn)練策略與技巧（一）信息提取三步驟標(biāo)記關(guān)鍵數(shù)據(jù)：對題目中的數(shù)字、單位、物理量符號（如(g_{月})、(B)、(\lambda)）進(jìn)行下劃線標(biāo)注。轉(zhuǎn)化物理模型：將科技情境（如磁懸浮列車、光電效應(yīng)）抽象為熟悉模型（如電磁感應(yīng)、動量守恒）。關(guān)聯(lián)公式體系：例如看到"勻速圓周運(yùn)動"立即聯(lián)想到(F_{向}=\frac{mv^2}{r}=qvB)（磁場中）或(G\frac{Mm}{r^2})（天體運(yùn)動中）。（二）常見易錯點警示單位換算：如將"噸"誤作kg（1噸=1000kg）、"納米"誤作米（1nm=10??m）。矢量方向：動量守恒需規(guī)定正方向，安培力方向用左手定則判斷。臨界條件：如"恰好不碰撞"對應(yīng)速度相等，"剛好飛出電場"對應(yīng)側(cè)移量等于極板間距一半。（三）限時訓(xùn)練建議單題限時：力學(xué)題8分鐘