2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題十七 高考物理新題型

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1、2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題十七 高考物理新題型 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1．學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識解決新情境下的各種物理問題 2．在較為復(fù)雜的場景下會對信息進(jìn)行正確地篩選和加工 專題訓(xùn)練 1．如圖是一種光電計數(shù)裝置的原理圖，被計數(shù)的制品放在傳送帶上，光源安裝在傳送帶的一側(cè)，光電計數(shù)裝置安裝在傳送帶的另一側(cè)，每當(dāng)傳送帶上有一個制品通過時，光線被擋住，電磁鐵放開銜鐵，計數(shù)齒輪轉(zhuǎn)過一齒，計數(shù)器自動地把制品數(shù)目記下來。 （1）說明這種計數(shù)裝置的工作原理。 （2）光電計數(shù)裝置，實際上是一個用光控制的繼電器，叫做光控繼電器。光控繼電器在自動控制中的應(yīng)用很多，例如可用來控制航標(biāo)信號燈，使信號燈自動地“夜亮?xí)兿?/p>

2、”。請你利用學(xué)過的知識，自行設(shè)計一個航標(biāo)信號燈的簡單電路。 圖乙 圖甲 2．弦樂器小提琴是由兩端固定的琴弦產(chǎn)生振動而發(fā)音的，如圖甲所示，為了研究同一根琴弦振動頻率與哪些因素有關(guān)，可利用圖乙所示的實驗裝置，一塊厚木板上有AB兩個楔支撐著琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移動來改變琴弦振動部分的長度，將琴弦的末端固定在木板O點，另一端通過滑輪接上砝碼以提供一定拉力，輕輕撥動琴弦，在AB間產(chǎn)生振動。 （1）先保持拉力為150N不變，改變AB的距離L（即改變琴弦長度），測出不同長度時琴弦振動的頻率，記錄結(jié)果如表1所示． 表1 長度大小L /m 1.00

3、0.85 0.70 0.55 0.40 振動頻率f /Hz 150 176 214 273 375 從表1數(shù)據(jù)可判斷在拉力不變時，琴弦振動的頻率f與弦長L的關(guān)系為_________。 （2）保持琴弦長度為0.80m不變，改變拉力，測出不同拉力時琴弦振動的頻率，記錄結(jié)果如表2所示。 表2 拉力大小F /N 360 300 240 180 120 振動頻率f /Hz 290 265 237 205 168 從表2數(shù)據(jù)可判斷在琴弦長度不變時，琴弦振動的頻率f與拉力F的關(guān)系為__________。 （3）綜合上述兩項測試可知當(dāng)這根琴弦的長為

4、0.75m，拉力為225N時，它的頻率是_______Hz（精確到個位數(shù)）。 （4）如果在相同的環(huán)境中研究不同種類的小提琴琴弦，除了長度L和拉力F以外，你認(rèn)為還有哪些因素會影響琴弦振動的頻率? 試列舉可能的兩個因素：____________________________________________________ ________________________________________________________。 3．我國物理學(xué)家葛正權(quán)1934年測定鉍蒸汽分子的速率，其實驗裝置主要部分如圖所示．Q是蒸汽源，E是可繞中心軸（垂直于圖平面）轉(zhuǎn)動的空心圓筒，S1、S2、S

5、3是靠得很近的平行窄縫。整個裝置放在真空中，若E不轉(zhuǎn)動，分子落在P處，當(dāng)圓筒以角速度轉(zhuǎn)動，分子落在處，量得轉(zhuǎn)過的弧長等于s，E的直徑為D，則這部分分子速度v=_________。（分子從Q飛行到所需時間比圓筒轉(zhuǎn)動的周期?。? 4．1611年，開普勒做比較入射角與折射角的實驗，他設(shè)計的裝置如圖所示，日光LMN斜射到器壁DBC上，BC邊緣的影子投影到底座，形成陰影邊緣HK。另一部分從DB射進(jìn)玻璃立方體ADBEF內(nèi)，陰影的邊緣形成于IG．根據(jù)學(xué)過的折射定律和幾何知識，用圖中的字母表示玻璃的折射率n=__________。 5．家庭電路的線路均有一定的電阻，所以當(dāng)家中大功率的家電（如空調(diào)、電熱器等）

6、啟動時，其余電燈都會突然變暗，通過下面的實驗可以估測線路的電阻。 如圖所示，r表示線路上的總電阻，L為一個功率為P1的普通燈泡，為交流電壓表，R是一個功率為P2的大功率電熱器（P2P1）。 實驗時斷開K，測得電壓為U1，合上K測得電壓為U2，如何估算線路上的電阻？寫出估算的計算式。 6．小汽車正前方S處有一輛正在以速度v0行駛的載重卡車，此時小汽車因有急事需追趕載重卡車，于是立即通知載重卡車司機以加速度a1做勻減速運動，同時小汽車從靜止開始以加速度a2做勻加速運動，試求小汽車需多長時間可追上載重卡車。 某同學(xué)對此題的解法為：小汽車追上載重卡車時，有，由此可求得小汽車追上載重卡車所需的

7、時間t。 問：你同意上述解法嗎？若同意，求出所需的時間；若不同意，則說明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果（只需列出方程即可）。 7．如圖所示，一根跨越一固定的水平光滑細(xì)桿的輕繩，兩端各系一個小球。球a置于地面，球b被拉到與細(xì)桿同一水平的位置。在繩剛拉直時放手，使球b從靜止?fàn)顟B(tài)向下擺動。設(shè)兩球質(zhì)量相等，則球a剛要離地時，跨越細(xì)桿的兩段繩之間的夾角為多大？（已知圖中Ob段的長度小于Oa段的長度） 8．1915年，愛因斯坦把相對論推廣到非慣性系，這就成為通常所說的廣義相對論。廣義相對論的一個重要基礎(chǔ)就是等效原理，由等效原理可以得出一個結(jié)論：光束在引力場中加速的方式與質(zhì)量較大的物體在引力場中加速的方式

8、相同。例如，當(dāng)接近地球表面時，光束會以重力加速度g向地面下降。試從光量子的觀點出發(fā)，討論在地面附近的重力場中，由地面向離地面距離為L處的接收器發(fā)射頻率為的激光與接收器接收到的頻率之間的關(guān)系。 9．試估算全世界每年的降水量（已知地表的太陽能平均吸收常數(shù)為K＝630J·m2·s–1。設(shè)水的汽化熱為l，水在20℃時的汽化熱為l＝2.441×106J/kg，即1kg、20℃的水全部汽化為水蒸氣所需要吸收的熱量為2.441×106J/kg，地球半徑為R＝6400km）（結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 10．經(jīng)過天文望遠(yuǎn)鏡長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，雙星系統(tǒng)有兩個星體構(gòu)成，其中每個星體的線度

9、都遠(yuǎn)小于兩個星體之間的距離。一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn)，可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)處理．現(xiàn)根據(jù)對某一雙星系統(tǒng)的光度學(xué)測量確定，該雙星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量都是M，兩者相距L，它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動。 （1）試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期。 （2）若實驗上觀測到的運動周期性為，：＝1：，(N>1)。為了解釋與的不同，目前有一種流行的理論認(rèn)為，在宇宙中可能有一種望遠(yuǎn)鏡觀測不到的暗物質(zhì)，作為一種簡化模型，我們假定在這兩個星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì)，而不考慮其他暗物質(zhì)的影響，試根據(jù)這一模型和上述觀測結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度。 11．在納米技術(shù)中需要移動或修補原子，必須使在不

10、停地做熱運動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光致冷”的技術(shù)。若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光致冷”與下述的力學(xué)模型很類似。 一輛質(zhì)量為m的小車(一側(cè)固定一輕彈簧)，如圖所示以速度水平向右運動，一個動量大小為p，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射人小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時間，再解除鎖定使小球以大小相同的動量p水平向右彈出，緊接著不斷重復(fù)上述過程，最終小車將停下來。設(shè)地面和車廂均為光滑，除鎖定時間外，不計小球在小車上運動和彈簧壓縮、伸長的時間。求： （1）小球第一次入射后再彈出時，小車的速度的大小和這一

11、過程中小車動能的減小量。 （2）從小球第一次入射開始到小車停止運動所經(jīng)歷的時間。 12． 示波管、電視機顯像管、電子顯微鏡中常用到一種叫靜電透鏡，它可以把電子聚焦在中心軸上的一點F，靜電透鏡的名稱由此可來。它的結(jié)構(gòu)如圖所示，K為平板電極，G為中央帶圓孔的另一平行金屬板，現(xiàn)分別將它們的電勢控制在一定數(shù)值（圖中的數(shù)據(jù)的單位為V，其中K板的電勢為120V，G板的電勢為30V）。根據(jù)由實驗測得的數(shù)據(jù)，在圖中畫出了一些等勢面，從圖中可知G板圓孔附近的等勢面不再是平面，而是向圓孔的右側(cè)凸出來的曲面，所以圓孔附近右側(cè)的電場不再是勻強電場，問： （1）你能畫出電場線的大致分布嗎? （2）分析靜電透鏡為

12、何對白K電極出發(fā)的電子束有會聚作用。 （3）一個電子自K電極以一定的速度出發(fā)，運動到F點(電勢為30.1V)的過程中，電子的加速度如何變化?電場力做了多少功? 電勢能改變多少?（設(shè)電子電量C） 13．如圖甲所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖。薄金屬片戶固定有4個電阻Rl、R2、R3、R4（如圖乙），左邊是它的側(cè)面圖，這4個電阻連接成電路如圖丙所示，圖甲 試回答下列問題： （1）開始時金屬片中央O點未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系? （2）當(dāng)O點加一個壓力F后發(fā)生形變，這時4個電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻大小如何變化? （3）電阻變化后

13、，電路的A、B兩點哪點電壓高?它為什么能測量血壓? 圖丙 圖乙 14．一個模擬發(fā)電機-電動機組，水平金屬導(dǎo)軌和豎直金屬導(dǎo)軌相連接，處在B1=B2=1T的勻強磁場中，金屬棒ab和cd可以沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動，兩棒都是長l＝0.5m，質(zhì)量m＝10g，電阻R=0.5，導(dǎo)軌電阻不計。為了使cd棒以v2＝2m/s的速度勻速豎直上升，ab必須以多大速度v1滑動？砝碼的質(zhì)量應(yīng)為多少？（g取10m/s2） 15．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太空中射線一般都是從很遠(yuǎn)的星體放射出來的，當(dāng)射線爆發(fā)時，在數(shù)秒鐘所產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于太陽在過去一百億年所發(fā)出的能量總和的一千倍左右，大致上等于太陽全部靜質(zhì)量所對

14、應(yīng)的能量的總和．科學(xué)家利用超級計算機對射線爆發(fā)的狀態(tài)進(jìn)行了模擬，經(jīng)過模擬，發(fā)現(xiàn)射線爆發(fā)是起源于一個垂死的星球的“坍塌”過程，只有星球“坍塌”時，才可以發(fā)出這么巨大的能量．已知太陽光照射到地球上大約需要8min時間，由此來估算：宇宙中，一次射線爆發(fā)所放出的能量(N·m2／kg2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 16．1951年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”。所謂“電子偶數(shù)”，就是由一個負(fù)電子和一個正電子繞它們的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)形成相對穩(wěn)定的系統(tǒng)。已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均為me，普朗克常量為h，靜電力常量為k。 （1）若正、負(fù)電子是由一個光子和核場相互作用產(chǎn)生的，且相互作用過程中核場不提供能量，則此光子的頻

15、率必須大于某個臨界值，此臨界值為多大？ （2）假設(shè)“電子偶數(shù)”中，正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻速圓周運動的軌道半徑r、運動速度v及電子的質(zhì)量滿足玻爾的軌道量子化理論：，n=1，2，…，“電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和，已知兩正負(fù)電子相距L時系統(tǒng)的電勢能為。試求n=1時“電子偶數(shù)”的能量。 （3）“電子偶數(shù)”由第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出光子的波長為多大？ 《高考新題型專題》參考答案 1．略 2．（1）頻率f與弦長L成反比 （2）頻率f與拉力F的平方根成正比 （3）245Hz （4）在上述相同的環(huán)境中，影響弦振動頻率還可能與弦本身的

16、結(jié)構(gòu)有關(guān)，如弦的半徑（即直徑、粗細(xì)等）或弦的材料（即密度、單位長度的質(zhì)量等）。 3． 4． （注：） 5．L的電阻很大，電流很小。因此對線路上的影響，可以不計。合上K接入R時，由于R的電阻很小，電流很大，這時L的電流也可以略去不計。 r＝(U1－U2)U2/P2 6．不同意。因為載重汽車有可能在t時刻前就已經(jīng)停止運動。本題應(yīng)分三種情況討論：由于載重卡車經(jīng)時間停下，在這段時間內(nèi)小汽車的位移為， （1）若＞，則小汽車在載重卡車停下前追上，有 （取小于的解） （2）若＜，則小汽車在載重卡車停下后追上，有 （3）若＝，則小汽車在載重卡車

17、剛停下時追上，則上述兩個方程均可。 7． 8． 9．1×1018kg 10．（1） （2） 11．（1） （2） 圖乙 圖甲 12．（1）電場線的大致分布如圖甲所示。 （2）假設(shè)由電極K水平向右發(fā)射的電子束穿出圓孔后，運動到電場中的A、B兩點，A、B兩點的電場方向放大至如圖乙所示，而電子受到的電場力F與電場方向相反，把F分解成水平方向和豎直方向，則電子的運動情況是水平方向上的減速運動和豎直方向上向著中心軸的加速運動，由對稱性不難分析出電子束有向著中心會聚的特點，并可以聚焦在中心軸上的一點F，靜電透鏡的名稱由此而來。 （3）J 13．（1） （2）R1、R4增大，R2、R3減小 （3）A點電壓高；電阻增大，電壓降增大，電阻減小，電壓降減小，所以A點電壓將高于B點，血壓越高，壓力F越大，金屬片形變越顯著，電阻變化越大，因而電壓表示數(shù)越大，于是就能根據(jù)電壓表示數(shù)的大小來測量血壓的高低了。 14．2.4m/s 0.01kg 15．J 16．（1） （2） （3）