2020高考物理熱點(diǎn)分析與預(yù)測專題12·高考物理新題型探究 第一類：開放型試題題型1、如圖所示，有一束帶正電的粒子，質(zhì)量為m，電量為q，以平行于Ox軸的速度從y軸上的a點(diǎn)射入第1象限區(qū)域，為了使這束正電荷粒子能經(jīng)過x軸上的b點(diǎn)，可以在第1象限某處加一個方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場為E，沿y方向無限長，沿x方向?qū)挒閟，已知，Oa=L，Ob=2s，求所加電場的右邊界線與b點(diǎn)的距離？（粒子重力不計）yxv0aOb圖1x2yxv0aOb圖2乙syxv0aOb圖2甲sv0aOb圖2丙sx3解析：正電荷粒子穿過電場時，粒子做類平拋運(yùn)動，沿y方向的側(cè)位移距離為y0，（1）若y0=L，則b點(diǎn)恰在電場的右邊界線上，即電場的右邊界線與b的距離為x1=0，如圖2甲所示。（2）若y0>L，則b點(diǎn)應(yīng)在電場內(nèi)，設(shè)此時電場的右邊界與b點(diǎn)距離為x2，則，解得，如圖2乙所示；rO待焊接工件焊縫線圈接高頻電源圖1圖20i/At/10-2s1234567892.00B/Tt/10-2s123456789圖3（3）若y0<L，則b點(diǎn)必在電場外右側(cè)，設(shè)電場的右邊界與b點(diǎn)距離為x3，帶電粒子在b點(diǎn)速度方向與x軸正方向的夾角為，則，故，如圖2丙所示。第二類：STS試題題型2、高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的原理示意圖。將半徑r=0.10 m的待焊接環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化的電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件平面的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示。工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3 W×m-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍。焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響。求：（1）02.0´10-2s和2.0´10-2s3.0´10-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大；（2）02.0´10-2s和2.0´10-2s3.0´10-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，并在圖3中定量畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）；（3）在t=0.10s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱。解析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在02.0´10-2s內(nèi)的感應(yīng)電動勢為E1=，解得：E1=3.14V在2´10-2s 3´10-2s時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢為E2=，解得：E2= 6.28V（2）環(huán)形金屬工件電阻為R=2prR0+9´2prR0=20prR0 6.28´10-3圖4i/A0t/10-2s123456789500-1000由閉合電路歐姆定律，在02.0´10-2s內(nèi)的電流為I1=500A（電流方向逆時針）在2.0´10-2s 3.0´10-2s時間內(nèi)的電流為I2=1000A（電流方向順時針）i-t圖象如圖4所示.（3）設(shè)環(huán)形金屬工件中電流的有效值為I，焊縫接觸電阻為R1，在一個周期內(nèi)焊接處產(chǎn)生的焦耳熱為：I2RT解得：I=在t=0.10s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2R1t而R1=9´2prR0=5.65´10-3，解得：Q2.8´102J點(diǎn)評：解題STS試題一般可以按以下三步來做：1、提煉信息：大刀闊斧地削去一些屏蔽思維的枝節(jié)內(nèi)容，從而在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中清晰地呈現(xiàn)出問題的主干，使看似復(fù)雜的問題簡明化。第三類：開放性試題題型3頻閃攝影是研究變速運(yùn)動常用的實(shí)驗(yàn)手段。如圖所示，將照相機(jī)正對磚塊壘起的墻壁，控制好實(shí)驗(yàn)條件，如小球運(yùn)動的平面跟墻壁平行，非常接近又不會發(fā)生觸碰等，得到如圖所示的小球以墻壁為背景做平拋運(yùn)動時的頻閃照片。照片中的白點(diǎn)表示小球在三個不同時刻的位置。已知墻壁的磚縫都是水平或是豎直的，磚縫的寬度不計 ，磚塊的長和高分別為和，頻閃儀每隔時間T閃光一次。那么根據(jù)照片和三個點(diǎn)的位置你可知道哪些量？解析：平拋運(yùn)動是從水平拋出，只受重力的運(yùn)動，水平方向可看作勻速直線運(yùn)動，豎直方向可看作自由落體運(yùn)動。從照片上看，水平方向在T時間內(nèi)小球運(yùn)動的水平距離都等于磚塊的長度，所以可計算出小球平拋的初速度從照片上看，小球在豎直方向，在相鄰T時間內(nèi)的豎直位移分別是磚塊高的3倍 和5倍，即： 根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動規(guī)律 和可得：小球平拋的初始位置和小球做平拋運(yùn)動的重力加速度，即 ，所以小球運(yùn)動的重力加速度為也就可以知道當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.根據(jù) ，而可以算出圖中從上到下3個點(diǎn)的速度的大小分加是： 根據(jù)可以算出小球在圖上3個點(diǎn)速度的方向點(diǎn)評：研究平拋運(yùn)動的方法是將其分解為水平分運(yùn)動和豎直分運(yùn)動，所以解決平拋運(yùn)動問題時，要分別研究它的兩個分運(yùn)動的情況，特別是要注意抓住豎直分運(yùn)動勻(初速度為零，加速度為g，勻變速直線運(yùn)動規(guī)律)這一解決問題的關(guān)鍵，根據(jù)平拋運(yùn)動特點(diǎn)和實(shí)際情況，靈活解決實(shí)際問題。第四類：科學(xué)探究型試題題型4、取一輕質(zhì)彈簧，上端固定在鐵架臺上，下端系一金屬小球，如圖甲所示。把小球沿豎直方向拉離平衡位置后釋放，小球?qū)⒃谪Q直方向做簡諧運(yùn)動（此裝置也稱為豎直彈簧振子）。一位同學(xué)用此裝置研究豎直彈簧振子的周期T與小球質(zhì)量m的關(guān)系，并猜想T2與m成正比。他多次換用質(zhì)量不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測得相應(yīng)的周期，具體數(shù)據(jù)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）請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖乙中作出T2與m的關(guān)系圖線。丙O0.200.400.600.800.200.400.600.801.00m/kgT2/s2（2）假設(shè)圖乙中圖線的斜率為k，則T與m的關(guān)系式為 。（3）求得的斜率k的值為 。解析：（1）由表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)并用直線連接得到作出T2-m圖線如圖；（2）若圖線的斜率為k，則T與m的關(guān)系式為，即；（3）在圖線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)可計算出圖線的斜率，如?。?，0）和（0.70，0.88）可計算出斜率k=1.26。