2025年高考物理核心模型再鞏固試題一、力學(xué)模塊核心模型（一）板塊模型（滑塊-木板系統(tǒng)）題型特征：多物體系統(tǒng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析，需結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律與能量觀點(diǎn)，常涉及臨界加速度、摩擦生熱等考點(diǎn)。例題：質(zhì)量M=8kg的長(zhǎng)木板靜止于光滑水平面上，左端放置質(zhì)量m=2kg的小物塊，兩者間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右恒力F=8N，2s后物塊從木板滑落（g=10m/s2）。（1）求物塊與木板的加速度大小；（2）計(jì)算木板的長(zhǎng)度；（3）分析摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功的代數(shù)和是否為零。解析：（1）對(duì)物塊：$F-\mumg=ma_1$，代入數(shù)據(jù)得$a_1=\frac{8-0.2\times2\times10}{2}=2\\text{m/s}^2$；對(duì)木板：$\mumg=Ma_2$，代入數(shù)據(jù)得$a_2=\frac{0.2\times2\times10}{8}=0.5\\text{m/s}^2$。（2）物塊位移：$x_1=\frac{1}{2}a_1t^2=\frac{1}{2}\times2\times2^2=4\\text{m}$；木板位移：$x_2=\frac{1}{2}a_2t^2=\frac{1}{2}\times0.5\times2^2=1\\text{m}$；木板長(zhǎng)度：$L=x_1-x_2=3\\text{m}$。（3）摩擦力對(duì)物塊做功：$W_1=-\mumgx_1=-0.2\times2\times10\times4=-16\\text{J}$；對(duì)木板做功：$W_2=\mumgx_2=0.2\times2\times10\times1=4\\text{J}$；代數(shù)和：$W_1+W_2=-12\\text{J}\neq0$，因摩擦生熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（二）天體運(yùn)動(dòng)模型題型特征：結(jié)合萬(wàn)有引力定律與圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，考查衛(wèi)星變軌、雙星系統(tǒng)、宇宙速度等，需注意黃金代換式$GM=gR^2$的應(yīng)用。例題：地球同步衛(wèi)星繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，運(yùn)行周期T=24h。已知地球半徑R=6400km，表面重力加速度g=9.8m/s2。（1）求同步衛(wèi)星的線速度大??；（2）若衛(wèi)星軌道半徑變?yōu)?r，周期變?yōu)槎嗌?？解析：?）由萬(wàn)有引力提供向心力：$\frac{GMm}{r^2}=\frac{mv^2}{r}$，結(jié)合黃金代換$GM=gR^2$，得$v=R\sqrt{\frac{g}{r}}$；代入數(shù)據(jù)$r\approx4.2\times10^7\\text{m}$，解得$v\approx3.1\\text{km/s}$。（2）由開(kāi)普勒第三定律：$\frac{r^3}{T^2}=\frac{(2r)^3}{T'^2}$，解得$T'=T\times2\sqrt{2}\approx67.9\\text{h}$。二、電磁學(xué)模塊核心模型（一）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型特征：綜合電場(chǎng)力、洛倫茲力與重力，分析粒子的直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)，需掌握速度選擇器、質(zhì)譜儀等模型的原理。例題：質(zhì)子（質(zhì)量m，電量e）以速度v垂直進(jìn)入正交電磁場(chǎng)（電場(chǎng)強(qiáng)度E，磁感應(yīng)強(qiáng)度B），恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（1）求E與B的大小關(guān)系；（2）若撤去電場(chǎng)，求粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑。解析：（1）平衡條件：$eE=evB$，得$E=vB$。（2）洛倫茲力提供向心力：$evB=\frac{mv^2}{r}$，解得$r=\frac{mv}{eB}$。（二）電磁感應(yīng)中的雙桿模型題型特征：兩導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)分析，涉及動(dòng)量守恒與能量轉(zhuǎn)化，需注意臨界狀態(tài)（共速或分離）的判斷。例題：光滑水平導(dǎo)軌上有兩金屬棒ab和cd，質(zhì)量分別為m和2m，電阻均為R。垂直導(dǎo)軌平面有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，現(xiàn)使ab以初速度v?向右運(yùn)動(dòng)。（1）求兩棒最終的速度大小；（2）計(jì)算整個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱。解析：（1）系統(tǒng)動(dòng)量守恒：$mv_0=(m+2m)v$，解得$v=\frac{v_0}{3}$。（2）能量守恒：$Q=\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}(3m)v^2=\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}(3m)(\frac{v_0}{3})^2=\frac{1}{3}mv_0^2$。三、能量與動(dòng)量模塊核心模型（一）碰撞模型題型特征：分彈性碰撞（動(dòng)量、動(dòng)能均守恒）和非彈性碰撞（僅動(dòng)量守恒），需掌握恢復(fù)系數(shù)$e=\frac{v_2-v_1}{v_10-v_20}$的應(yīng)用（彈性碰撞e=1）。例題：質(zhì)量m?=1kg的小球以v??=4m/s與靜止的m?=3kg小球發(fā)生彈性碰撞。（1）求碰后兩球的速度；（2）若碰撞為完全非彈性，求系統(tǒng)損失的動(dòng)能。解析：（1）彈性碰撞方程組：$\begin{cases}m_1v_{10}=m_1v_1+m_2v_2\\frac{1}{2}m_1v_{10}^2=\frac{1}{2}m_1v_1^2+\frac{1}{2}m_2v_2^2\end{cases}$解得$v_1=\frac{m_1-m_2}{m_1+m_2}v_{10}=-2\\text{m/s}$（反向），$v_2=\frac{2m_1}{m_1+m_2}v_{10}=2\\text{m/s}$。（2）完全非彈性碰撞：$m_1v_{10}=(m_1+m_2)v$，得$v=1\\text{m/s}$；損失動(dòng)能：$\DeltaE_k=\frac{1}{2}m_1v_{10}^2-\frac{1}{2}(m_1+m_2)v^2=6\\text{J}$。（二）傳送帶模型題型特征：結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析物體在傳送帶上的加速、勻速或減速過(guò)程，需注意摩擦力方向的突變及能量轉(zhuǎn)化（摩擦生熱$Q=f\cdot\Deltax$，$\Deltax$為相對(duì)位移）。例題：水平傳送帶以v=3m/s勻速運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)L=10m，物塊（質(zhì)量m=1kg，μ=0.1）從左端靜止釋放。（1）求物塊到達(dá)右端的時(shí)間；（2）計(jì)算傳送帶因運(yùn)送物塊多消耗的電能。解析：（1）物塊加速度：$a=\mug=1\\text{m/s}^2$；加速至共速時(shí)間：$t_1=\frac{v}{a}=3\\text{s}$，位移$x_1=\frac{1}{2}at_1^2=4.5\\text{m}<L$；勻速時(shí)間：$t_2=\frac{L-x_1}{v}=\frac{5.5}{3}\approx1.83\\text{s}$；總時(shí)間：$t=t_1+t_2\approx4.83\\text{s}$。（2）傳送帶位移：$x_{\text{帶}}=vt_1=9\\text{m}$；相對(duì)位移：$\Deltax=x_{\text{帶}}-x_1=4.5\\text{m}$；摩擦生熱：$Q=\mumg\Deltax=4.5\\text{J}$；物塊動(dòng)能：$E_k=\frac{1}{2}mv^2=4.5\\text{J}$；多消耗電能：$E=Q+E_k=9\\text{J}$。四、實(shí)驗(yàn)?zāi)K核心模型（一）單擺測(cè)重力加速度題型特征：利用單擺周期公式$T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$，考查數(shù)據(jù)處理（圖像法：以T2為縱軸，l為橫軸，斜率$k=\frac{4\pi^2}{g}$）與誤差分析。例題：用擺長(zhǎng)l=1m的單擺測(cè)得周期T=2.01s，當(dāng)?shù)豨理論值為9.8m/s2。（1）計(jì)算測(cè)量值$g_{\text{測(cè)}}$及相對(duì)誤差；（2）分析誤差可能來(lái)源。解析：（1）由$T^2=\frac{4\pi^2l}{g}$，得$g_{\text{測(cè)}}=\frac{4\pi^2l}{T^2}\approx\frac{4\times9.87\times1}{(2.01)^2}\approx9.7\\text{m/s}^2$；相對(duì)誤差：$\delta=\left|\frac{9.7-9.8}{9.8}\right|\times100%\approx1.02%$。（2）誤差來(lái)源：擺長(zhǎng)測(cè)量偏小、周期測(cè)量偏小（如未計(jì)擺球半徑）、空氣阻力影響等。（二）伏安法測(cè)電阻題型特征：根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻的大小關(guān)系選擇內(nèi)接法（大電阻）或外接法（小電阻），通過(guò)圖像法（U-I圖）求電阻或電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻。例題：用伏安法測(cè)電阻Rx，電壓表（內(nèi)阻RV=3kΩ）、電流表（內(nèi)阻RA=0.1Ω），若Rx≈50Ω，應(yīng)選外接法，測(cè)量值偏小；若Rx≈5kΩ，應(yīng)選內(nèi)接法，測(cè)量值偏大。五、創(chuàng)新情境模型（結(jié)合科技熱點(diǎn)）（一）新能源電池模型題型特征：結(jié)合鋰電池充放電過(guò)程，考查能量轉(zhuǎn)化效率（$\eta=\frac{\text{輸出電能}}{\text{輸入化學(xué)能}}$）及電路動(dòng)態(tài)分析。例題：某鋰電池電動(dòng)勢(shì)E=3.7V，內(nèi)阻r=0.1Ω，給額定電壓3.5V、額定功率1.75W的手機(jī)供電。（1）求電路中的電流；（2）計(jì)算電池的輸出效率。解析：（1）手機(jī)電阻：$R=\frac{U^2}{P}=\frac{3.5^2}{1.75}=7\\Omega$；電流：$I=\frac{E}{R+r}=\frac{3.7}{7+0.1}\approx0.52\\text{A}$。（2）輸出功率：$P_{\text{出}}=I^2R\approx1.89\\text{W}$；總功率：$P_{\text{總}(cāng)}=IE\approx1.92\\text{W}$；效率：$\eta=\frac{P_{\text{出}}}{P_{\text{總}(cāng)}}\approx98.4%$。（二）量子通信模型題型特征：結(jié)合光電效應(yīng)方程$E_k=h\nu-W_0$，考查光子能量、遏止電壓等近代物理知識(shí)。例題：用波長(zhǎng)λ=400nm的紫光照射鉀金屬（逸出功W?=2.25eV）。（1）求光子能量（eV）及光電子最大初動(dòng)能；（2）若加反向電壓U=0.5V，光電流是否為零？解析：（1）光子能量：$E=\frac{hc}{\lambda}=\frac{6.63\times10^{-34}\times3\times10^8}{400\times10^{-9}\times1.6\times10^{-19}}\approx3.11\\text{eV}$；最大初動(dòng)能：$E_k=E