第二篇四物理情境题破译法

四、物理情境题破译法高考试题从原来的解题到现在的解决问题，出现的情境题越来越多，题目情境来源于生活、生产、体育运动、科技，无情境不命题。我们分析物理情境题时，可以从以下几个方面进行研究分析。1.仔细读题，构建物理模型明确题中所给的物理情境要解决的问题，仔细分析该情境描述的研究对象。经历了什么过程？受哪些作用力？分析运动性质，遵循哪些规律？将此问题和学过的知识相关联，在大脑中调出所学过的关于这个问题所涉及的物理知识。

2.挖掘破题关键解决实际问题，根据题目展示的物理情境，建立好物理模型之后，再看看我们需要解决什么问题，然后再次回到题目所给的信息中去挖掘破题关键信息，进行二次读题，最终查看问题是否得到解决。3.还有一些情境题为假情境，戴着情境的帽子，把这几句信息去掉对解题无影响，这样的题可以去掉情境，从中直接找出关键信息即可。

(2022·重庆卷·1)如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力A.大小等于mg

B.大小等于

mgC.方向竖直向上 D.方向水平向左例1√解题指导物理情境擦窗工具擦玻璃解决问题擦玻璃过程中摩擦力的分析与计算关联知识共点力的平衡与情境结合擦窗工具在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动，处于平衡状态，受力分析，求摩擦力对擦窗工具进行受力分析如图所示，擦窗工具做匀速直线运动，受力平衡，又F＝mg，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图所示，大小为Ff＝

，故选B。

(2022·福建卷·1)福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图(a)所示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图(b)所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将质量为100kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用100s沿廊道运送到N处，如图(c)所示。重力加速度大小取10m/s2，则例2A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为

5400JB.该物资从M处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为78500JC.从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为78.5mD.从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为0.5m/s√解题指导物理情境福建土楼解决问题若将质量为100kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用100s沿廊道运送到N处，位移、做功等问题关联知识位移，平均速率公式，恒力做功的计算与情境结合承启楼是圆形土楼的典型代表，承启楼外楼共四层，各楼层高度如图(b)所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。搬运过程中，克服重力所做的功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，情境中的初末位置连线长度为位移大小，在此过程中的路程和时间之比计算平均速率该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为W克G＝mgΔh＝100×10×(2.7＋2.7)J＝5400J，故A正确；该物资从M处被运送到N处的过程中，由于M、N高度差为零，所以克服重力做功为零，故B错误；从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为50m，故C错误；

(2023·江苏南京市检测)国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是例3A.地面基站可以建设在青藏高原上B.配重的线速度小于同步空间站的线速度C.箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小D.若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做向心运动√解题指导物理情境《流浪地球2》中的“太空电梯”解决问题建设“太空电梯”，由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，利用箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站关联知识圆周运动线速度与角速度关系，圆周运动动力学分析，向心运动、离心运动与情境结合读图可知，空间站处于同步轨道上，和地球自转同步，角速度相同，若无配重，地球对其引力提供向心力

＝mω2r空，缆绳恰无张力；箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站，缆绳对箱体提供向上拉力，对空间站向下拉影响空间站的安全；配重在同步轨道外，引力不足以提供向心力

，缆绳提供拉力，处于绷紧状态由题意可知，整个同步轨道一定在地球赤道正上方，因此地面基站不可以建设在青藏高原上，A错误；由太空电梯的结构可知，配重与同步空间站的角速度相同，由v＝ωr可知，空间站的轨道半径小于配重的轨道半径，因此配重的线速度大于同步空间站的线速度，B错误；由题意可知，空间站和配重都做匀速圆周运动，若缆绳断开，配重与地球间的万有引力则有F′＝

＝mω2r空<mω2r配，即地球对配重的万有引力小于配重做圆周运动的向心力，因此配重会做离心运动，D错误。

如图甲所示为利用霍尔元件制作的位移传感器。将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同名磁极相对放置的磁体正中间，以中间位置为坐标原点建立如图乙所示的空间坐标系。当霍尔元件沿x轴方向移动到不同位置时，将产生不同的霍尔电压U，通过测量电压U就可以知道位移x。已知沿x轴方向磁感应强度大小B＝kx(k为常数，且k>0)，电流I沿＋z方向大小不变。该传感器灵敏度

，要使该传感器的灵敏度变大，下列措施可行的是例4A.把霍尔元件沿x方向的厚度变小B.把霍尔元件沿y方向的高度变大C.把霍尔元件沿z方向的长度变大D.把霍尔元件沿y方向的高度变小√解题指导物理情境利用霍尔元件制作的位移传感器解决问题两块磁性强弱相同、同名磁极相对放置的磁体正中间，以中间位置为坐标原点建立如图乙所示的空间坐标系。沿x轴方向移动到不同位置时，磁感应强度不同，产生不同的霍尔电压U，通过测量电压U就可以知道位移x关联知识磁场的叠加，霍尔元件，电流微观表达式与情境结合磁场叠加后，沿x轴方向磁感应强度大小B＝kx，霍尔效应

＝evB，结合I＝neSv＝nedlv，得传感器灵敏度

表达式，得出结论

(2022·天津卷·10)冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面上将冰壶A推到M点放手，此时A的速度v0＝2m/s，匀减速滑行x1＝16.8m到达N点时，队友用毛刷开始擦A运动前方的冰面，使A与NP间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀减速滑行x2＝3.5m，与静止在P点的冰壶B发生正碰，碰后瞬间A、B的速度分别为vA＝0.05m/s和vB＝0.55m/s。已知A、B质量相同，A与MN间冰面的动摩擦因数μ1＝0.01，重力加速度g取10m/s2，运动过程中两冰壶均视为质点，A、B碰撞时间极短。求冰壶A例5(1)在N点的速度v1的大小；答案0.8m/s(2)与NP间冰面的动摩擦因数μ2。答案0.004解题指导物理情境体育赛事中的冰壶比赛解决问题求冰壶A在N点的速度v1的大小，与NP间冰面的动摩擦因数μ2关联知识牛顿运动定律，动量守恒定律，动能定理与情境结合以体育赛事为情境，冰壶A推到M点放手，此时A的速度v0＝2m/s，匀减速滑行x1＝16.8m到达N点，冰壶A做匀减速直线运动，可用牛顿运动定律或动能定理；到达N点时，队友用毛刷开始擦A运动前方的冰面，使A与NP间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀减速滑行x2＝3.5m，碰后瞬间A、B的速度分别为vA＝0.05m/s和vB＝0.55m/s，碰撞遵循动量守恒定律，NP段可用牛顿运动定律或动能定理(1)设冰壶质量为m，A受到冰面的支持力为FN，由竖直方向受力平衡，有FN＝mg设A在MN间受到的滑动摩擦力为Ff，则有Ff＝μ1FN设A在MN间的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得Ff＝ma解得a＝μ1g＝0.1m/s2由速度与位移的关系式，有v12－v02＝－2ax1代入数据解得v1＝0.8m/s解得μ2＝0.004。(2)设碰撞前瞬间A的速度为v2，由动量守恒定律可得mv2＝mvA＋mvB解得v2＝0.6m/s设A在NP间受到的滑动摩擦力为Ff′，则有Ff′＝μ2mg

(2023·浙江1月选考·17)某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S＝100cm2、质量m＝1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA＝300K、活塞与容器底的距离h0＝30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升d＝3cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度TC＝363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU＝158J。取大气压p0＝0.99×105Pa，g＝10m/s2，求气体例6(1)在状态B的温度；答案330K(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。(2)在状态C的压强；答案1.1×105Pa答案188J解题指导物理情境探究小组设计了一个温度报警装置解决问题达到预设温度报警装置报警关联知识查理定理，盖—吕萨克定律，热力学第一定律与情境结合活塞能无摩擦滑动，活塞缓慢上升d＝3cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B，经历什么过程；活塞保持不动，气