熱點(diǎn)06類比法-2023年高考物理專練（原卷版）

熱點(diǎn)06類比法類比分析法是指將兩個(gè)(或兩類)研究對(duì)象進(jìn)行對(duì)比，分析它們的相同或相似之處、相互的聯(lián)系或所遵循的規(guī)律，然后根據(jù)它們?cè)谀承┓矫嬗邢嗤蛳嗨频膶傩裕M(jìn)一步推斷它們?cè)谄渌矫嬉部赡苡邢嗤蛳嗨频膶傩缘囊环N思維方法，在處理一些物理背景很新穎的題目時(shí)，可以嘗試著使用這種方法．比如：恒力作用下，或電場與重力場疊加中的類平拋問題、斜拋問題，可直接類比使用平拋、斜拋相關(guān)結(jié)論。例題1.類比是研究問題的常用方法。（2）情境2：如圖3所示，把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)連成電路。先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電，稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，組成LC振蕩電路，同時(shí)發(fā)現(xiàn)電容器極板上電荷量q隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中小球位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律類似。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C，線圈的自感系數(shù)為L。b、類比情境1和情境2，完成下表。情境1情境2（i為線圈中電流的瞬時(shí)值）例題2.類比是研究問題的常用方法。（1）情境1：如圖甲所示，設(shè)質(zhì)量為的小球以速度與靜止在光滑水平面上質(zhì)量為的小球發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后兩小球粘在一起共同運(yùn)動(dòng)。求兩小球碰后的速度大小v；（2）情境2：如圖乙所示，設(shè)電容器充電后電壓為，閉合開關(guān)K后對(duì)不帶電的電容器放電，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后兩者電壓均為U；a．請(qǐng)類比（1）中求得的v的表達(dá)式，寫出放電穩(wěn)定后電壓U與、和的關(guān)系式；（3）類比情境1和情境2過程中的“守恒量”及能量轉(zhuǎn)化情況完成下表。情境1情境2動(dòng)量守恒減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能切割玻璃與小船渡河的類比速度斜牽引類比斜牽引的加速度或力彈簧振子類比分子力和分子勢(shì)能重力場與電場類比求重力場、重力勢(shì)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)類比電子繞原子核運(yùn)動(dòng)求電子運(yùn)動(dòng)周期流體問題中的直圓柱模型類比求解加速電場中某段長度的粒子數(shù)類比流體沖擊力求解氣體分子壓強(qiáng)動(dòng)量守恒的彈簧類問題類比兩電荷在光滑水平面上的運(yùn)動(dòng)（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．氫原子的核外電子由內(nèi)層軌道轉(zhuǎn)移到外層軌道的過程中（）A．電勢(shì)能減少而電子動(dòng)能增加，原子的能量增加B．電勢(shì)能減少而電子動(dòng)能增加，原子的能量減少C．電勢(shì)能增加而電子動(dòng)能減少，原子的能量增加D．電勢(shì)能增加而電子動(dòng)能減少，原子的能量減少2．某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。在這種療法中，為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)，該過程需要一種該稱作“粒子加速器”的裝置來實(shí)現(xiàn)。質(zhì)子先被加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示，來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S，其等效電流為I；質(zhì)子的質(zhì)量為m，其電量為e。那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是（）3．估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺(tái)，測(cè)得1小時(shí)內(nèi)杯中水上升了45mm。查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為（）（設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3）A．0.15Pa B．0.54Pa C．1.5Pa D．5.1Pa4．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上有兩個(gè)電荷量分別為Q和q的滑塊，兩滑塊的質(zhì)量相等，兩滑塊的電性相同，電荷量Q>q．一開始，帶電荷量為q的滑塊靜止，帶電荷量為Q的滑塊以某一初速度v從遠(yuǎn)處向右運(yùn)動(dòng)，則A．兩滑塊的加速度始終相同B．兩滑塊的速度相同時(shí)，兩滑塊間的電勢(shì)能最大C．兩滑塊的總動(dòng)量先變小，后變大D．兩滑塊最終以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)5．如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示．F＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力．a(chǎn)、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置．現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則（）A．乙分子由a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B．乙分子由a到d的運(yùn)動(dòng)過程中，加速度先減小后增大C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減小D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增大6．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，兩質(zhì)量均為m、電荷量均為+q的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）P、Q用一段絕緣細(xì)線連接，整個(gè)裝置始終處在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．讓小球P固定不動(dòng)，將細(xì)線水平拉直后由靜止釋放小球2，當(dāng)繩與水平方向夾角為α（小于90°）時(shí)，小球的加速度大小為（）二、多選題7．玻璃生產(chǎn)線上，寬12m的成型玻璃以8m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)，在切割工序處，割刀速度為10m/s，為了使割的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，則下列說法正確的是()A．割刀在沿玻璃板運(yùn)動(dòng)方向的分速度與玻璃板移動(dòng)的速度相同B．割刀與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為37°C．切割一次的時(shí)間為1.5sD．若玻璃板以2m/s的速度連續(xù)不斷地向前運(yùn)動(dòng)，要將玻璃切割成一角為45°的平行四邊形，可使割刀朝著沿玻璃板運(yùn)動(dòng)方向的分速度為8m/s的方向進(jìn)行切割A(yù)．兩個(gè)質(zhì)量相等的星球周圍的引力線分布如圖乙所示B．距地球表面高度R處的引力場強(qiáng)度為三、解答題9．類比是研究問題的常用方法。（2）情境2：如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為，定值電阻的阻值為，忽略電源內(nèi)阻及導(dǎo)體棒、軌道的電阻，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，間距為的水平導(dǎo)軌光滑且足夠長。閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒開始加速運(yùn)動(dòng)，閉合開關(guān)瞬間開始計(jì)時(shí)。b.推導(dǎo)導(dǎo)體棒的速度和速度的變化率滿足的方程Ⅱ。10．類比是一種重要的科學(xué)思想方法。在物理學(xué)史上，法拉第通過類比不可壓縮流體中的流速線提出用電場線來描述電場。（1）靜電場的分布可以用電場線來形象描述，已知靜電力常量為k。=1\*GB3①真空中有一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，其周圍電場的電場線分布如圖20所示。距離點(diǎn)電荷r處有一點(diǎn)P，請(qǐng)根據(jù)庫侖定律和電場強(qiáng)度的定義，推導(dǎo)出P點(diǎn)場強(qiáng)大小E的表達(dá)式；=2\*GB3②如圖21所示，若在A、B兩點(diǎn)放置的是電荷量分別為+q1和q2的點(diǎn)電荷，已知A、B間的距離為2a，C為A、B連線的中點(diǎn)，求C點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小EC的表達(dá)式，并根據(jù)電場線的分布情況比較q1和q2的大小關(guān)系。CCAB圖21EPP圖20QE（2）有一足夠大的靜止水域，在水面下足夠深的地方放置一大小可以忽略的球形噴頭，其向各方向均勻噴射水流。穩(wěn)定后水在空間各處流動(dòng)速度大小和方向是不同的，為了形象地描述空間中水的速度的分布，可引入水的“流速線”。水不可壓縮，該情景下水的“流速線”的形狀與圖20中的電場線相似，箭頭方向?yàn)樗俣确较?，“流速線”分布的疏密反映水流速的大小。①已知噴頭單位時(shí)間噴出水的體積為Q1，寫出噴頭單獨(dú)存在時(shí)，距離噴頭為r處水流速大小v1的表達(dá)式；②如圖22所示，水面下的A點(diǎn)有一大小可以忽略的球形噴頭，當(dāng)噴頭單獨(dú)存在時(shí)可以向空間各方向均勻噴水，單位時(shí)間噴出水的體積為Q1；水面下的B點(diǎn)有一大小可以忽略的球形吸收器，當(dāng)吸收器單獨(dú)存在時(shí)可以均勻吸收空間各方向的水，單位時(shí)間吸收水的體積為Q2