ARTICLE · 1100612
【高考物理】物理高频模型动图全解
把高考题“演”给你看物理高频模型动图全解
板块 · 传送带 · 变轨 · 磁场偏转 …… 18 个近年高频模型，动起来才好懂
真正拉开差距的从来不是背了多少模型，而是能在题目里一眼认出它——动图把模型的每一个瞬间“演”出来，认得快，才解得稳。
力学篇
相互作用与运动合成 · 圆周与天体 · 动量
板块模型
力学
模型特征：滑块与木板速度不同 → 存在滑动摩擦；速度相同 → 摩擦突变（可能消失），此后是否一起运动要看外力。
高考怎么考：求共速时间、相对位移、木板最小长度；结合图像判断运动阶段。
(1) 滑块（摩擦力为阻力）：μmg = ma1 → a1 = μg
(2) 木板（摩擦力为动力）：μmg = Ma2 → a2 = μmgM
(3) 共速时刻：v0 − a1t = a2t
(4) 相对位移用 v—t 图“面积差”求；木板最小长度：L ≥ Δx
传送带模型
力学
模型特征：摩擦力方向由相对速度决定：物块比带慢 → f 向前（动力）；共速 → f 可能突变为零。
高考怎么考：划痕长度、全程时间、物块 v—t 图像分段。
(1) 加速阶段（轻放）：μmg = ma → a = μg
(2) 达到共速的时间：v带 = at → t = v带μg
(3) 划痕长度 = 相对位移：Δx = v带t − x物
(4) 共速后先判断 f 是否还需要，再定后续运动。
弹簧振子
力学
模型特征：回复力与位移成正比、方向相反；最大位移处 a 最大、v = 0，平衡位置 v 最大、a = 0。
高考怎么考：判断 a、v、F 随位置的变化；结合 x—t 图像读周期与振幅。
(1) 回复力（基本式）：F = −kx
(2) 周期：T = 2π√mk
单摆模型
力学
模型特征：重力沿切向的分量提供回复力；最低点速度最大、张力最大，最高点速度为零。
高考怎么考：摆钟快慢（等效 g、等效 L）；最低点张力与超重失重。
(1) 周期（小角度）：T = 2π√Lg
(2) 最低点由向心力列式：T − mg = mv2L
(3) 最高点（v = 0）沿绳方向平衡：T = mg cosθ
平抛运动
力学
模型特征：水平方向匀速直线 + 竖直方向自由落体；速度偏角是位移偏角的“放大版”。
高考怎么考：求落地时间、水平距离、速度方向；与斜面、圆弧面组合出题。
(1) 水平：x = v0t
(2) 竖直：y = 12gt2
(3) 竖直分速度：vy = gt
(4) 角度关系（速度偏角 θ、位移偏角 α）：tanθ = 2 tanα
竖直圆周临界（绳模型）
力学
模型特征：绳只能拉、不能撑，最高点张力 T ≥ 0，由此得到临界速度。
高考怎么考：求最高点最小速度、最低点张力；“绳改杆”后条件变化。
(1) 最高点由向心力列式：T + mg = mv2R
(2) 临界（T = 0）：mg = mv2R → vmin = √gR
(3) 最低点：T − mg = mv2R
(4) 杆、管模型：最高点 v 可为零（杆能支撑）。
追及相遇
力学
模型特征：追上 = 位移相同；速度相等时距离取极值——这是命题最爱。
高考怎么考：判断能否追上、最小距离、相遇次数；结合刹车、反应时间设陷阱。
(1) 相遇条件（同地出发）：xA = xB
(2) 距离极值条件：vA = vB
(3) 刹车问题先求停车时间：t停 = v0a
小船渡河
力学
模型特征：两个分运动相互独立、同时进行；合速度由平行四边形定则合成。
高考怎么考：“最短时间”与“最短位移”两种过河方式的对比计算。
(1) 时间最短：船头垂直河岸，tmin = dv船
(2) 位移最短（v船 > v水）：合速度垂直河岸，sinα = v水v船
卫星变轨
力学
模型特征：低轨加速 → 离心进入椭圆转移轨道 → 远点再加速进入高轨；轨道越高，速率越小、周期越大。
高考怎么考：比较三个轨道上的速度、加速度、周期；判断变轨点“加速还是减速”。
(1) 圆轨道基本关系（引力提供向心力）：GMmr2 = mv2r → v = √GMr
(2) 变轨点：点火加速 → 所需向心力增大 → 离心运动。
(3) 周期比较（开普勒第三定律）：r3T2 = k
完全非弹性碰撞（共速模型）
力学
模型特征：碰后粘在一起（或弹簧压缩到最短）时两物体共速；动量守恒，机械能损失最大。
高考怎么考：求共同速度、产生的内能；与子弹打木块、弹簧模型互相变通。
(1) 动量守恒（系统不受外力）：m1v0 = (m1 + m2)v共
(2) 共同速度：v共 = m1v0m1 + m2
(3) 机械能损失（转化为内能）：Q = 12m1v02 − 12(m1 + m2)v共2
电磁篇
磁场偏转 · 电场偏转 · 电磁感应与交流电
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
电磁
模型特征：洛伦兹力始终垂直速度、不做功，只改变方向；速度越大半径越大，但周期不变。
高考怎么考：求半径、周期、出射点/出射角；结合边界（单/双直线边界、圆形磁场）找圆心。
(1) 洛伦兹力提供向心力：qvB = mv2R → R = mvqB
(2) 周期（与 v 无关）：T = 2πmqB
(3) 找圆心：过入射点作 v 的垂线 + 弦的中垂线，交点即圆心。
带电粒子在电场中的偏转（类平抛）
电磁
模型特征：沿极板方向匀速、沿电场方向匀加速，轨迹是抛物线；出射速度的反向延长线过极板中心。
高考怎么考：求偏移量 y、偏角 θ；判断能否飞出极板。
(1) 加速度（牛顿第二定律）：qE = ma → a = qEm
(2) 运动时间：t = Lv0
(3) 偏移量：y = 12at2 = qEL22mv02
(4) 偏角：tanθ = vyvx = qELmv02
导体棒切割磁感线
电磁模型特征：v 增大 → E、I 增大 → 安培力增大 → a 减小，最终趋于匀速（收尾速度）。
高考怎么考：求最大速度、通过的电荷量、产生的热量；水平轨 / 倾斜轨 / 有外力三种变体。
(1) 感应电动势（基本式）：E = BLv
(2) 感应电流：I = ER = BLvR
(3) 安培力：F = BIL = B2L2vR
(4) 收尾条件（a = 0）：F外 = B2L2vmR
楞次定律
电磁
模型特征：感应电流的效果总是阻碍磁通量的变化——“增反减同、来拒去留”。
高考怎么考：判断电流方向、磁铁受力方向、指针偏转方向；结合图像求电荷量。
(1) 先判原磁通变化：Φ 增大还是减小。
(2) 感应电流磁场方向：“增反减同”。
(3) 安培定则（右手螺旋）定出电流方向。
交变电流与变压器
电磁
模型特征：线圈平面过中性面时磁通最大、电动势为零，每转一周方向改变两次；变压器只变电压、变电流，不变频率与功率。
高考怎么考：求峰值、有效值、匝数比；远距离输电的损耗计算。
(1) 电动势峰值：Em = NBSω
(2) 正弦有效值：U = Um√2
(3) 变压比：U1U2 = n1n2
(4) 功率关系：P入 = P出
波与光篇
机械波传播 · 全反射与光导纤维
机械波的传播
波与光模型特征：波传播的是振动形式和能量，质点不随波迁移；每个质点都在自己的平衡位置附近振动。
高考怎么考：判断某质点的振动方向与路程；“波向右传，质点怎么动”是必考小题。
(1) 波速基本式：v = λT = λf
(2) 介质中各质点起振方向都与波源起振方向相同。
(3) 时间 t 内质点路程：s = tT × 4A
全反射与光导纤维
波与光模型特征：光从光密介质射向光疏介质，入射角 ≥ 临界角时发生全反射；光纤靠“界面反复全反射”传光。
高考怎么考：求临界角、折射率；判断光能否射出；结合光路图计算时间。
(1) 临界角（折射角 = 90° 时）：sinC = 1n
(2) 折射率定义：n = cv
(3) 光纤条件：内芯折射率大于外套；传播中界面入射角始终大于临界角 C。
近代物理篇
玻尔模型 · 能级跃迁
玻尔能级跃迁
近代物理
模型特征：吸收光子向上跃迁、辐射光子向下跃迁，光子能量严格等于能级差；一群氢原子向低能级跃迁时可辐射多种频率。
高考怎么考：计算光子能量/波长、判断辐射种类、区分“一群”与“一个”原子。
(1) 跃迁（能量守恒）：hν = Em − En
(2) 电离所需最小能量：hν ≥ 0 − E1
(3) 一个处于第n能级的氢原子辐射频率种类数：
N = n−1
一群处于第 n 能级的氢原子，辐射频率种类数：N = n(n − 1)2
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