2022年高考物理新题型题型解读(精华版)

2022年高考物理新题型题型解读（精华版）自从高考命题打破全国一张卷的模式以来，不少省市相继试点，出现了一些比较成熟的新型题，江苏卷连续两年出现了论述证明题，上海卷连续七年出现了辨析纠错题。论述证明题：论述证明题是对某些物理现象的一般规律或对某一物理问题的特殊规律进行论述、证明的一种题型，作为五项能力之一的推理能力，《考试大纲》要求考生“能够根据已知的知识和所给的物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来”，可见论述证明题有可能成为高考的常见题型之一。解答论述证明题所用的分析方法和解答其它类型（选择、计算题型）的题目没有什么差别，它的特点主要体现在解题过程的表达要求上，即在对物理现象、物理过程的分析中，要求运动物理规律，用简洁、准确、清晰的语言对分析过程进行表达，在做出判断的同时，说明判断根据，也就是说不单要说明是什么，而且要说清楚为什么。辨析纠错题：辨析纠错题是指命题人在试题后给出一种或几种解法，请考生判断是否正确的一种题型，体现了《考试大纲》中对“能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法”的能力要求。解决辨析纠错题的思路与方法：（1）认真读题，了解题目是属于力、热、电、光、原当中的哪一类问题，明确求解的内容以及题目的最终要求，初步判断求解的过程是否正确、合理。（2）认真分析题目所给出的解答过程，找出不合理的因素，或解答片面的原因(如：物理模型建立的是否正确、物理过程的分析是否合理、定理定律的来源是否清楚、公式当中各个量的含义是否明确以及解题当中的规范问题等等)，做到知其然，并知其所以然。(3)阐述理由，或纠正错误，给出答案。典例剖析一、论述证明题【例】如图1所示，带电量分别为4q和一q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上， 4q -qA Yr 1相距为d。若杆上套一带电小环C,带电体A、B I-d-IB和C均可视为点电荷。 图1(1)求小环C的平衡位置；(2)若小环C带电量为q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|<<d)后静止释放，试判断小环C能否回到平衡位置；(回答“能”或“不能”即可)(3)若小环C带电量为一q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|<<d)后静止释放，试证明小环C将作简谐运动。(提示：当a<<1时，则1氏1-na)(1+a)n［解析］(1)设C在AB连线的延长线上距离B为L处达到平衡，带电量为Q,库仑定律f=k嘎r2平衡条件f=4kqQ+*=0C(d+L)2 L2解得L=-1d(舍去)，L=d1 3 2所以，平衡位置L=d(2)不能(3)环C带电一q,平衡位置不变，拉离平衡位置一小位移x后C受力为F=一4年+年C (2d+x)2 (d+%)2利用近似关系化简得F二一位xC d3所以小环C将做简谐运动［答案］(1)L=d(2)不能(3)见解析［方法点拨］解答论述题，一般可按以下步骤进行：(1)根据题给条件，画出草图分析，明确题意。(2)对题目中的物理现象，涉及的物理模型，发生的物理过程，进行简要的文字说明和进行必要的数学推导，具体说明每步的依据，从而得出结论或论证所需要的数学表达式。(3)对导出的结果进行分类讨论，最后得出完整的结论。【能力提高1】“能量的比较”如图2所示，在光滑绝缘水平面上有两个带电小球A、B,质量分别为3m和m,小球a带正电q,小球B带负电一2q,开始时两小球相距s。，小球a有一个水平向右的初速度v。，小球B的初速度为零，若取初始状态下两小球构成的系统的电势能为零,则(1)试证明：当两小球的速度相同时系统的电势能最大,并求出该最大值；(2)试证明：在两小球的间距不小于s。的运动过程中，系统的电势能总小于系统的动能,并求出这两种能量的比值的取值范围。S0VBA图2二、辨析题【例】辨析题：要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v1=40m/s,然后再减速到v2=20m/s,t="=…；t=vi"v2=…；t=t+t1a 2 a 1 21 2你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果。［解析］不合理。因为按这位同学的解法可得t=匕=10s,t=1a 21有关数据见表格。启动加速度a14m/s2制动加速度a28m/s2直道最大速度v140m/s弯道最大速度v220m/s直道长度s218m't2=2.5s,所以加速距离s=匕t=200m,s='+为21=75m,总位移s=

a 1 2 1 2 2 2 02s1+s2=275m〉s。故不合理。由上可知摩托车不能达到最大速度v1,设满足条件的最大速度为v,贝IJ：v2v2—v2——+ 2-=S2a 2a12解得：v=36m/s又t=v=9s,t=v—v2=2s1a 2a12因此所用的最短时间t=t1+t2=11s［答案］不合理［方法点拨］运动学一章的特点是公式繁多，本题的错误解法就是对公式不假思索乱用的结果，同学们在复习中要仔细分析各类公式的特点及其使用条件,正确选用公式才可以取得事半功倍的效果。【能力提高2】如图3所示，质量为m=50g,Kl=10cm的铜棒，用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1t。未通电时，3轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度。=37°,求此棒中恒定电流的大小。图3同学甲的解法如下：对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图4所示（侧视图）。当最大偏转角。=37°时，棒受力平衡，有：tan0=F=BIL

mgmg- 30.05x10x—I=mtan0= 4A=1.25ABl-x0.13同学乙的解法如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，图4如图5所示。安培力F做功为：W=BIlS=BIl2sin37。F 1重力做功为：卬6=一mgmgl(1-cos37)

VT 2由动能定理得：BIl2sin37。-mgl(1-cos37。)=0mg(1-cos370)0.05x10x(1-0.8)..I= = A=5ABIsin370 1x0,1x0.63请你判断，他们的解法哪个正确？错误的请图5指出错在哪里。活学巧用“中子的发现”关于“原子核的组成”的研究，物理学的发展过程经历了如下几个重要的阶段：1919年，卢瑟福用a粒子轰击氮核从而发现了质子；1920年，卢瑟福预言“原子核内可能还有质量与质子相近的中性粒子存在”；1930年，约里奥•居里夫妇用钋（Po）放出的a粒子轰击铍（Be）,产生了一种贯穿能力极强的射线，研究发现这种射线是一种中性粒子流；1932年，查德威克用这种射线轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子。查德威克认为：氢核、氮核的热运动速度远小于未知粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果。实验中测得氢核的最大速度为v=3.3x107m/s，氮核的最大速度为v=4.5x106m/s；已知叫=14m。H N NH请你根据查德威克研究，经过推理计算，证明卢瑟福的“预言”是正确的。2．人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，此处可只分析人造卫星）。设地球的质量为M，以卫星离地无限远处时的引力势能为零，则质量为m的人造卫星在距离地心为r处时的引力势能为e=-GMm（g为万有引力常量）pr（1）试证明：在大气层外任一轨道上绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所具有的机械能的绝对值恰好等于其动能。(2)当物体在地球表面的速度等于或大于某一速度时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星，这个速度叫做第二宇宙速度。用R表示地球的半径，M表示地球的质量，G表示万有引力常量。试写出第二宇宙速度的表达式。3.从地面竖直上抛一物体，上抛初速度v°=20m/s,物体上升的最大高度H=16m,设物体在整个运动过程中所受的空气阻力大小不变，以地面为重力势能零点，g取10m/s2,问物体在整个运动过程中离地面多高处其动能与重力势能相等？(保留2位有效数字)小王同学的解答如下:设物体上升至h高处动能与重力势能相等 1.2二mgh ①2上升至h处据动能定理,r1-mgh-fh=mmv2-^21—mv220上升至最高点H处据动能定理-mgH-fH=0-1mv2

20②③联立以上三式，并代入数据解得h=8.9m处动能与重力势能相等。小王同学的上述运算正确，但解题列式是否有错误或不完全之处？若有，请指出并给予改正或补充。4.如图6所示，带正电的小球质量为m=1X10-2kg,带电量为q=lX10-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点。当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB=1.5m/s,此时小球的位移为S=0.15m.求此匀强电场场强E的取值范围。(g=10m/s2)某同学的解法如下：设电场方向与水平面之间夹角为。，由动能定理qEScos9=1mv2—0得

2bE= m” =75000V/m2qScos0 cos9由题意可知。〉0,所以当E〉7.5X104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动。经检查，计算无误。该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充。能力提高答案1．解析：（1）由于两小球构成的系统合外力为零，设某状态下两小球的速度分别为v和v,由动量守恒定律得AB3mv=3mv+mv0 AB①系统的动能减小量为111AE=—3mv2-3mv2-mv2

k2 02A2B②由于系统运动过程中只有电场力做功，所以系统的动能与电势能之和守恒，考虑到系统初状态下电势能为零，故该状态下的电势能可表为111E=△E=—3mv2—-3mv2-_mv2

pek2 0 2A2B③联立①③两式，得E=一6mv2+9mvv一3mv2peA 0A 0④由④式得：当3v=—vA40⑤时，系统的电势能取得最大值，而将⑤式代入①式，得3v=v=vAB40⑥即当两小球速度相同时系统的电势能最大，最大值为E=3mv2pemax 8 0⑦（2）由于系统的电势能与动能之和守恒，且初始状态下系统的电势能为零，所以在系统电势能取得最大值时，系统的动能取得最小值，为39E=E—Ekmin k0 pemax=13mv2—mVIV2=—mV22 08080⑧由于E>Ekmin pemax⑨所以在两球间距仍不小于S的运动过程中，系统的电势能总小于系统的动0能。在这过程中两种能量的比值的取值范围为EE0<-pe<pemax_E_Ek kmin1⑩32．解析：乙同学的解法正确，甲同学的错误。甲的错误原因是：认为物体速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置。活学巧用答案1．解析：查德威克认为氢核、氮核与未知粒子之间的碰撞是弹性正碰；设未知粒子质量为m,速度为v。，氢核的质量为mH,最大速度为vH,并认为氢核在打出前是静止的，那么根据动量守恒和能量守恒可知：mv0=mv+mH•vH11①1mVIV2=2 0mViv2+—mv22HH其中v是碰撞后未知粒子的速度，由此可得：2②vH2m

v

m+m0H③同样可求出未知射线与氮原子碰撞后，打出的氮核的速度vN2m

V

m+m0N④查德威克在实验中测得氢核的最大速度为：vH=3.3X107m/s,氮核的最大速度为：vN=4.5X106m/s。因为mN=14mH,由方程③④可得v—HvNm+m

N

m+mHm+14m Hm+mH⑤将速度的最大值代入方程⑤，可得：3.3x1074.5x106m+14m Hm+mH⑥可得：m=1.05mH由此可见，该中性粒子的质量与质子相近，卢瑟福的“预言”是正确的。2.（1）设卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动的速度为v,地球的质量为M，卫星的质量为m。由万有引力提供