2020高考物理 十大題源系列素材十（教師版）

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1、2020高考物理 十大題源系列素材十（教師版） 研究近五年新課標高考試題，可以發(fā)現(xiàn)，物理試題逐漸朝著緊扣教材、考查能力的方向發(fā)展，而能力的考查又主要體現(xiàn)在考查學生對基礎(chǔ)知識的綜合運用能力和解決實際問題的能力上。通過對近五年新課標高考試題研究，可以發(fā)現(xiàn)，新課標高考命題的題源主要有十個。研究高考命題的十大題源，給力高考，贏得高考。 題源十. 源于最新科技成果、重大事件、科學家的研究或猜想 【題源解讀】高考作為國家選拔人才的國考，為了考查學生解決實際問題的能力，每年的高考試題中，都有根據(jù)最新科技成果、重大事件、物理學史中科學家的研究或猜想編寫的、情景新穎、且不超出高中物理知識范圍的新題。

2、例24. （2020新課標理綜第14題）為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的，在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是 【解析】：在地理北極附近是地磁場的S極，由安培定則可知正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是圖B。 【答案】：B 【點評與啟示】此題以19世紀安培關(guān)于地磁場的假設(shè)為素材編寫而成，考查地磁場和安培定則。2020年高考上海物理第4題以伽利略研究物體沿斜面運動素材編寫，2020年高考安徽理綜卷第19題以科學史中帶電粒子穿過金屬板運動徑跡為素材編寫。 例25. （2020新課標理綜卷第24題)短跑名將博爾特在北京奧運會上

3、創(chuàng)造了100m和200m短跑項目的新世界紀錄，他的成績分別是9.69s和l9.30s.假定他在100m比賽時從發(fā)令到起跑的反應(yīng)時間是0.15s，起跑后做勻加速運動，達到最大速率后做勻速運動.200m比賽時，反應(yīng)時間及起跑后加速階段的加速度和加速時間與l00m比賽時相同，但由于彎道和體力等因素的影響，以后的平均速率只有跑l00m時最大速率的96％.求：(1)加速所用時間和達到的最大速率。(2)起跑后做勻加速運動的加速度。(結(jié)果保留兩位小數(shù)) 【點評與啟示】此題以北京奧運會短跑名將博爾特創(chuàng)造世界記錄設(shè)置情景，編寫了考查勻變速直線運動規(guī)律的試題。2020年福建理綜卷第14題以嫦娥一號月球探測器環(huán)月

4、飛行為素材編寫試題，2020年安徽理綜卷第22題以北京殘奧會開幕式點燃主火炬為素材編寫試題。實際上，在每年的高考試題中都有圍繞近期一些重大事件編寫的高考題。這啟示我們，可以根據(jù)天宮一號與神州8號的發(fā)射和對接編寫一些考查主干知識的試題進行訓(xùn)練，可事半功倍。 例26（2020天津理綜卷第12題）回旋加速器在核科學、核技術(shù)、核醫(yī)學等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展。 （1）當今醫(yī)學影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作為示蹤原子。碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時還產(chǎn)生另一粒子，試寫

5、出核反應(yīng)方程。若碳11的半衰期τ為20min，經(jīng)2.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？（結(jié)果取2位有效數(shù)字） （2）回旋加速器的原理如圖21，D1和D2是兩個中空的半徑為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上。位于D1圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可以忽略，重力不計），它們在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率為P，求輸出時質(zhì)子束的等效電流I與P、B、R、f的關(guān)系式（忽略質(zhì)子在電場中的運動時間，其最大速度遠小于光速） （3）試推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑r的增大，同一盒中

6、相鄰軌道的半徑之差△r是增大、減小還是不變？ 【解析】（1）核反應(yīng)方程為 ① 設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過t1=2.0h剩余的質(zhì)量為mr，根據(jù)半衰期定義有 ② （2）設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q，質(zhì)子離開加速器時速度大小為v，由牛頓第二定律知 ③ 質(zhì)子運動的回旋周期為 ④ 由回旋加速器工作原理可知，交流電源的頻率與質(zhì)子回旋頻率相同，由周期T與頻率f的關(guān)系得 ⑤ 設(shè)在t時間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子數(shù)為N，則質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率 ⑥ 輸出時質(zhì)子的等效電流 ⑦ 由上述各式得 ⑧ 若以單個質(zhì)子為研究對象解答過程正確的同樣得分。 （3）方法一

7、設(shè)為同一盒中質(zhì)子運動軌道半徑的序數(shù)，相鄰的軌道半徑分別為、，在相應(yīng)軌道上質(zhì)子對應(yīng)的速度大小分別為、D1、D2之間的電壓為U，由動能定理知 ⑨ 由洛倫茲力充當質(zhì)子做圓周運動的向心力， 知，則 整理得 ⑩ 因U、q、m、B均為定值，令由上式得 相鄰軌道半徑、之差 同理 因為，比較、得 < 說明隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差△r減小。 方法二： 設(shè)為同一盒中質(zhì)子運動軌道半徑的序數(shù)，相鄰的軌道半徑分別為rk、 ，，在相應(yīng)軌道上質(zhì)子對應(yīng)的速度大小分別為、，D1、D2之間的電壓為U

8、。 由洛化茲力充當質(zhì)子做圓周運動的向心力，知，故 由動能定理知，質(zhì)子每加速一次，其動能增量 以質(zhì)子在D2盒中運動為例，第k次進入D2時，被電場加速次，速度大小為 同理，質(zhì)子第次進入D2時，速度大小為 綜合上述各式得 整理得 同理，對于相鄰軌道半徑、，，整理后有 由于，比較、得 < 說明隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差△r減小。用同樣的方法也可得到質(zhì)子在D1盒中運動時具有相同的結(jié)論。 【點

9、評與啟示】此題以醫(yī)學影像診斷設(shè)備PET/CT切入，重點綜合考查回旋加速器的相關(guān)知識，難度較大。2020年高考北京理綜卷第23題以電磁流量計切入，2020高考重慶卷第23題以跑步機測速切入，2020年高考福建卷以魚餌自動投放器為素材。 （2020福建理綜卷）如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上段放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去。設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時，對管壁的作用力恰好為零。不計魚

10、餌在運動過程中的機械能損失，且鎖定和解除鎖定時，均不改變彈簧的彈性勢能。已知重力加速度為g。求： （1） 質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時的速度大小v1; （2） 彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep; （3） 已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO’在角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在到m之間變化，且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？ 【解析】：（1）質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時做圓周運動的向心力完全由重力提供，則 mg=m，① 解得 v1=. ② (2) 彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為魚餌的機械能，由機

11、械能守恒定律有 Ep=mg(1.5R+R)+m v12，③ 由②③式解得Ep=3mgR。④ （3）不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動裝置對魚餌速度大小的影響，質(zhì)量為m的魚餌離開管口C后做平拋運動。設(shè)經(jīng)過t時間落到水面上，離OO’的水平距離為x1，由平拋運動規(guī)律有 4.5R=gt2，⑤ x1=v1t+R，⑥ 由⑤⑥式解得x1=4R. ⑦ 當魚餌的質(zhì)量為2m/3時，設(shè)其到達管口C時速度大小為v2，由機械能守恒定律有 Ep=mg(1.5R+R)+(m) v22，⑧ 由④⑧式解得v2=2. ⑨ 質(zhì)量為2m/3的魚餌落到水面上時，設(shè)離OO’的水平距離為x2，則x2=v2t+R，⑩ 由⑤⑨⑩式解得

12、x2=7R. 魚餌能夠落到水面的最大面積S，S=(πx22-πx12)= πR2（或8.25πR2）。 【備考提示】最新科技成果、重大事件、科學家的研究或猜想等在中學教材中一般不涉及，高考命題一般都給出比較詳細的信息，但解題所使用知識方法都是中學物理中最基本的知識和最常用的方法。在高考備考中不需要刻意去尋找此方面題去訓(xùn)練，要把重點放在物理模型的建立、知識的靈活運用上，以扎實的基礎(chǔ)知識、熟練的知識應(yīng)用去應(yīng)對各種新穎的物理情景問題。 綜上所述，在高考備考中，我們要立足新教材，用足新教材，理解掌握高中物理的基礎(chǔ)知識和基本技能，知道物理知識的形成過程，能夠根據(jù)物理情景將實際問題物理模型化，能夠熟練運用物理規(guī)律，靈活應(yīng)用重點知識，了解與高中物理知識相關(guān)的物理學史上的重大事件和著名物理學家的主要貢獻，就能以不變應(yīng)萬變，贏得高考，金榜題名。