2020高考物理 专题12高考物理新题型探究热点分析与预测

2020高考物理热点分析与预测专题12高考物理新题型探究 第一类：开放型试题题型1、如图所示，有一束带正电的粒子，质量为m，电量为q，以平行于Ox轴的速度从y轴上的a点射入第1象限区域，为了使这束正电荷粒子能经过x轴上的b点，可以在第1象限某处加一个方向沿y轴负方向的匀强电场为E，沿y方向无限长，沿x方向宽为s，已知，Oa=L，Ob=2s，求所加电场的右边界线与b点的距离？（粒子重力不计）yxv0aOb图1x2yxv0aOb图2乙syxv0aOb图2甲sv0aOb图2丙sx3解析：正电荷粒子穿过电场时，粒子做类平抛运动，沿y方向的侧位移距离为y0，（1）若y0=L，则b点恰在电场的右边界线上，即电场的右边界线与b的距离为x1=0，如图2甲所示。（2）若y0L，则b点应在电场内，设此时电场的右边界与b点距离为x2，则，解得，如图2乙所示；rO待焊接工件焊缝线圈接高频电源图1图20i/At/10-2s1234567892.00B/Tt/10-2s123456789图3（3）若y0L，则b点必在电场外右侧，设电场的右边界与b点距离为x3，带电粒子在b点速度方向与x轴正方向的夹角为，则，故，如图2丙所示。第二类：STS试题题型2、高频焊接是一种常用的焊接方法，图1是焊接的原理示意图。将半径r=0.10 m的待焊接环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化的电流，线圈产生垂直于工件平面的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.010-3 Wm-1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍。焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。求：（1）02.010-2s和2.010-2s3.010-2s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大；（2）02.010-2s和2.010-2s3.010-2s时间内环形金属工件中感应电流的大小，并在图3中定量画出感应电流随时间变化的i-t图象（以逆时针方向电流为正）；（3）在t=0.10s内电流通过焊接处所产生的焦耳热。解析：（1）根据法拉第电磁感应定律，在02.010-2s内的感应电动势为E1=，解得：E1=3.14V在210-2s 310-2s时间内的感应电动势为E2=，解得：E2= 6.28V（2）环形金属工件电阻为R=2prR0+92prR0=20prR0 6.2810-3图4i/A0t/10-2s123456789500-1000由闭合电路欧姆定律，在02.010-2s内的电流为I1=500A（电流方向逆时针）在2.010-2s 3.010-2s时间内的电流为I2=1000A（电流方向顺时针）i-t图象如图4所示.（3）设环形金属工件中电流的有效值为I，焊缝接触电阻为R1，在一个周期内焊接处产生的焦耳热为：I2RT解得：I=在t=0.10s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为Q=I2R1t而R1=92prR0=5.6510-3，解得：Q2.8102J点评：解题STS试题一般可以按以下三步来做：1、提炼信息：大刀阔斧地削去一些屏蔽思维的枝节内容，从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干，使看似复杂的问题简明化。第三类：开放性试题题型3频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。如图所示，将照相机正对砖块垒起的墙壁，控制好实验条件，如小球运动的平面跟墙壁平行，非常接近又不会发生触碰等，得到如图所示的小球以墙壁为背景做平抛运动时的频闪照片。照片中的白点表示小球在三个不同时刻的位置。已知墙壁的砖缝都是水平或是竖直的，砖缝的宽度不计 ，砖块的长和高分别为和，频闪仪每隔时间T闪光一次。那么根据照片和三个点的位置你可知道哪些量？解析：平抛运动是从水平抛出，只受重力的运动，水平方向可看作匀速直线运动，竖直方向可看作自由落体运动。从照片上看，水平方向在T时间内小球运动的水平距离都等于砖块的长度，所以可计算出小球平抛的初速度从照片上看，小球在竖直方向，在相邻T时间内的竖直位移分别是砖块高的3倍 和5倍，即： 根据初速度为零的匀变速直线运动规律 和可得：小球平抛的初始位置和小球做平抛运动的重力加速度，即 ，所以小球运动的重力加速度为也就可以知道当地的重力加速度g.根据 ，而可以算出图中从上到下3个点的速度的大小分加是： 根据可以算出小球在图上3个点速度的方向点评：研究平抛运动的方法是将其分解为水平分运动和竖直分运动，所以解决平抛运动问题时，要分别研究它的两个分运动的情况，特别是要注意抓住竖直分运动匀(初速度为零，加速度为g，匀变速直线运动规律)这一解决问题的关键，根据平抛运动特点和实际情况，灵活解决实际问题。第四类：科学探究型试题题型4、取一轻质弹簧，上端固定在铁架台上，下端系一金属小球，如图甲所示。把小球沿竖直方向拉离平衡位置后释放，小球将在竖直方向做简谐运动（此装置也称为竖直弹簧振子）。一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系，并猜想T2与m成正比。他多次换用质量不同的小球进行实验并测得相应的周期，具体数据如下表。m/kg0.100.200.300.400.500.600.70T/s0.350.500.610.710.790.870.94T2/s20.130.250.370.500.620.760.88（1）请你根据表中的数据在图乙中作出T2与m的关系图线。丙O0.200.400.600.800.200.400.600.801.00m/kgT2/s2（2）假设图乙中图线的斜率为k，则T与m的关系式为 。（3）求得的斜率k的值为 。解析：（1）由表中数据描点并用直线连接得到作出T2-m图线如图；（2）若图线的斜率为k，则T与m的关系式为，即；（3）在图线上取相距较远的两点可计算出图线的斜率，如取（0，0）和（0.70，0.88）可计算出斜率k=1.26。