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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)史中科學(xué)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(xué)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(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)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(xué)技術(shù)的發(fā)展。 （1）當今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)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(xué)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(xué)家的研究或猜想等在中學(xué)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(xué)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(xué)史上的重大事件和著名物理學(xué)家的主要貢獻，就能以不變應(yīng)萬變，贏得高考，金榜題名。