高考物理 专题12高考物理新题型探究热点分析与预测

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）

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，

y v0 a v0 y a v0 s v0 a y a s s O 图1

b x

O 图2甲

b x O 图2乙 b x O x2 b x3 图2丙 y0121qEs2at() 22mv0（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y0>L，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L121qEsx22at()，22mv022mv0L解得x2s，如图2乙所示；

qE（3）若y0x轴正方向的夹角为θ，则y022mv0LqEs2x3，如图2丙所

2qEs1qEs2qEs()Lx3tan，vyv0tan，故2mv0mv0B/T 2.0 焊缝 图2 示。 0 -21 2 3 4 5 6 7 9 接8 t/10s 待焊接工件

第二类：STS试题 高频题型2、高频焊接是一种常电O r 源用的焊接方法，图1是焊接的原i/A 线圈

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图1

图3 0 化的电流，线圈产生垂直于工件平面的匀强磁1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/10-2s 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 -3-1

图2所示。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10 m，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：

-2-2-2

（1）0~2.010s和2.010s~3.010s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大；

-2-2-2

（2）0~2.010s和2.010s~3.010s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

用心 爱心 专心 1

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。

-2

解析：（1）根据法拉第电磁感应定律，在0~2.010s内的感应电动势为

E1=

B1r2，解得：E1=3.14V t1-2

-2

在210s ~310s时间内的感应电动势为E2=

B2r2，解得：E2= 6.28V t2-3

（2）环形金属工件电阻为R=2rR0+92rR0=20rR0 ＝6.2810Ω

-2

由闭合电路欧姆定律，在0~2.010s内的电流为

i/A E1 I1=R=500A（电流方向逆时针）

在2.010s ~3.010s时间内的电流为

-2

-2

500 0 -1000 图4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/10-2s

E2I2=R=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＝

I12R2TT2I2R33

解得：I=5002A

在t=0.10s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为Q=IR1t

-32

而R1=92rR0=5.6510Ω，解得：Q＝2.810J

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a和b，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a，所以可计算出小

2

0球平抛的初速度 a T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： h23b h35b 根据初速度为零

用心 爱心 专心 2

2的匀变速直线运动规律s1: s2 :s31:3:5 和 saT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， hgT2，即 5h-3hgT2，所以小球运动的重力加速度为 g2h 2T也就可以知道当地的重力加速度g.

2222根据 ygt和x0，而tyx0(gt)可以算出图中从上到下3个点的速度的

a22h2a24h2大小分加是：1()() 2()() 3TTTTa2h()2()2TT

y根据tan可以算出小球在图上3个点速度的方向

x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

2

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T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。

2

（1）请你根据表中的数据在图乙中作出T与m的关系图线。 m0000000 /kg .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 T0000000 /s .35 .50 .61 .71 .79 .87 .94 T000000022 /s .13 .25 .37 .50 .62 .76 .88 T2/s2 （2）

1.00 假设图乙中图线的斜率为k，则T与m的关系式为 。

0.80 （3）求得的斜率k的值为 。

2

解析：（1）由表中数据描点并用直线连接得到作出T-m图线如图； 0.60 0.40 0.20 用心 爱心 专心

O m/kg 0.20 0.40 0.60 0.80 丙

3

（2）若图线的斜率为k，则T与m的关系式为T2km，即Tkm；

（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=1.26。

用心 爱心 专心 4

率k