1、热点情境预测练热点情境预测练 情境创新是新高考命题的一个热点,情境是科技、社会、生产、生活中的具体事件、场 景,它里面包含着我们所熟悉的物理知识,许多情境在我们平常的学习中经常遇到,其中涉 及的物理知识和规律也是耳熟能详。也有一些情境是我们不常见到的,有的是一些不常 见的领域,有的是涉及高新科技,但是能抽取一部分内容或情境,能用高中物理知识去解决。 这就是所谓的创新情境。 新情境试题,就是试题的呈现方式新颖的题。新颖主要表现在以下几个方面:(1)试题 提供的素材新;(2)试题设问的角度新;(3)考查理论的新应用;(4)挖掘出知识的新联系。目 前“试题提供的素材新”和“试题设问的角度新”是最常见
2、的两类情境化试题。 情境化试题选材灵活、形态复杂、立意新颖的特点,是考查考生物理学科核心素养 的重要载体。该类试题信息量一般较大,以与人们生活息息相关的热点以及科学实例为 背景组织材料并提出问题,信息给予的方式也不尽相同,既有以语言文字给出的,也有同时 应用图像、公式、图表等给出的。把对物理必备知识与关键能力的考查融入日常生活 与现代科技中。该类试题乍一看高、新、深,但所用的知识都不会超出我们平常所用的 知识,有的甚至非常简单。 解决情境化试题,要细心研究题目展示的前后情境,弄清有用或无用的实际背景,弄清 题目中的情境所涉及的问题与我们高中物理的哪种模型符合,通过分析、判断、弄清物 理过程然后
3、运用相应的物理知识得出正确的结论。 备考中要切实加强理解能力、推理能力和综合分析能力的培养,尤其是培养从情境 材料中抽象、概括、构建物理模型的能力,这是解决该类问题的关键。 热点一热点一 涉及新冠肺炎相关题目归纳涉及新冠肺炎相关题目归纳 背景资料背景资料 1.无接触配送、植保和种植无人机 资料一 在抗击新型冠状病毒性肺炎疫情的特殊时期,美团外卖在全国范围率先推 出“无接触配送”服务,无接触配送是为了抗击新型冠状病毒性肺炎疫情,在特殊时期推出 的应急措施。无接触配送是指将商品放置到指定位置,如公司前台、家门口,通过减少面 对面接触,保障用户和骑手在收餐环节的安全。 资料二 为保证玉米按时播种和虫
4、害防治,一些地区试行了在玉米种植区使用植保 无人机对种植玉米、喷洒农药防治玉米的病虫害及自然灾害进行有效的监测。植保无 人机,又名无人飞行器,顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人飞机 由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成,通过地 面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。 2.呼吸机与喷雾器 资料三 呼吸机可以帮助患有多种不同病症的病人,它们可以用来帮助人们在麻醉 下进行常规手术时的呼吸,也可以用来帮助病人在呼吸困难时使用。而对于目前感染 COVID-19的人来说,他们的肺部已经发生炎症,也致使他们可能患上了呼吸衰竭,因此
5、,呼 吸机是目前最好的首选治疗设备。我们可以把肺想象成一个有弹性的气球,你可以通过 在气球的开口处(口部)施加比另一侧更大的压力来扩张气球。在正常情况下,我们的呼 吸方式是让我们的肌肉扩张胸部,这样可以降低体内肺部周围的压力,从而得到肺部扩张 的效果。但是,如果肺部充满液体或者发生高度炎症,那么正常呼吸产生的负压就不足以 扩张肺部,并且会导致氧气和二氧化碳交换不足。因此,我们就必须要使用呼吸机将空气 “推”进肺部,在口腔产生正压力,也就是插管入口,这样就可以使每次呼吸都能将足够的新 鲜空气推进推出。并且,还能够使血液中的氧气和二氧化碳水平接近正常,直到炎症和体 液积累消退,病人才能够再次自主呼
6、吸。 资料四 新冠肺炎疫情发生以来,各地各医院都特别加强了内部环境消毒工作,在消 毒过程中广泛应用了喷雾器。喷雾器是喷雾器材的简称,喷雾器是利用空吸作用将药水 或其他液体变成雾状,均匀地喷射到其他物体上的器具,由压缩空气的装置和细管、喷嘴 等组成。在农村,喷雾器还是防治病虫害不可缺少的重要农具。 命题预测命题预测 【预测 1】(2020北京卷)【考查角度:平抛运动】无人机在距离水平地面高度 h处, 以速度 v0水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度为 g。 (1)求包裹释放点到落地点的水平距离 x; (2)求包裹落地时的速度大小 v; (3)以释放点为坐标原点,初速度方向为 x轴方
7、向,竖直向下为 y轴方向,建立平面直角 坐标系,写出该包裹运动的轨迹方程。 【预测 2】(2020江苏卷)【考查角度:牛顿第二定律的应用、连接体】中欧班列在 欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由 40 节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第 2节对第 3节车 厢的牵引力为 F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第 3节对倒数第 2 节车厢的牵引力为( ) A.F B. C. D. 【预测 3】(2020天津卷)【考查角度:光、电磁波】新冠肺炎疫情突发,中华儿女风 雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非
8、接触式体温测量仪,通过人 体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保 驾护航。红外线和紫外线相比较 ( ) A.红外线的光子能量比紫外线的大 B.真空中红外线的波长比紫外线的长 C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能 【预测 4】【考查角度:平抛运动、动量定理、动能定理的应用】在疫情期间,为了 加强农业生产,为保证玉米的成活率,将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。播种时, 在离地面 6 m高处、以 10 m/s的速度水平匀速飞行的无人机中,播种器利用空气压力把 荚以 1 m/s的速度(相对播种器)竖直向下射出,荚进入
9、地面下 5 cm深处完成一次播种。 已知荚的总质量为 2 g,不考虑荚所受大气阻力及进入土壤后重力的作用,g取 10 m/s2,则 ( ) A.射出荚的过程中,播种器对荚做的功为 210-3 J B.离开无人机后,荚在空中运动的时间为 s C.土壤对荚冲量的大小为 210-2 kg m/s D.荚在土壤内受到平均阻力的大小为 3.25 N 【预测 5】【考查角度:气体实验定律的应用】 新冠肺炎疫情发生以来,各医院都特别加强了内部环境消毒工作。如图所示,是某医 院消毒喷雾器设备。喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连,已知储液桶容积为 10 L,打 气筒每次打气能向储液桶内压入 p0=1.0105
10、Pa的空气 V0=200 mL。现往储液桶内装入 8 L药液后关紧桶盖和喷雾头开关,此时桶内压强为 p=1.0105 Pa,打气过程中储液桶内 气体温度与外界温度相同且保持不变,不计储液桶两端连接管以及软细管的容积。 (1)若打气使储液桶内消毒液上方的气体压强达到 3105 Pa,求打气筒打气次数至少 是多少? (2)当储液桶内消毒液上方的气体压强达到 3105 Pa后,打开喷雾器开关直至储液桶 消毒液上方的气压为 2105 Pa,求在这过程中储液桶喷出药液的体积是多少? 【预测 6】【考查角度:气体实验定律的应用】 呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭,挽救及延长病人生命至关重要的医疗 设
11、备,在新型冠状病毒性肺炎的临床治疗中被广泛应用。简易呼吸器也叫加压给氧气囊, 其装置可简化为如图所示,两横截面积均为 S=100 cm2、导热良好的汽缸 A、B底部用体 积不计的细管连通,缸内用两质量和厚度均不计的活塞封闭一定质量的理想气体,缸壁上 分别设有粗细不计的固定卡环 E、F,离缸底的距离分别为 L1=5 cm和 L2=25 cm。初始 时活塞 C、D静止于距缸底分别为 h1=16 cm和 h2=20 cm处,现缓慢推动活塞 C,使之与 卡环 E接触。已知外界大气压恒为 p0=1.0105 Pa,环境温度保持不变,不计活塞与缸壁 间摩擦且装置不漏气。 (1)求封闭气体的最终压强 p;
12、(2)在活塞 C下降过程中,气缸 B内的气体对活塞 D做的功 WD; (3)请分析说明:在活塞 C下降过程中,封闭气体是吸收热量还是放出热量。 素养点拨新冠疫情与我们的生活、生产息息相关,以这类情境问题命制的 题目,运动学问题、动力学问题、功和能问题、电磁问题、热学、振动和波、原子物理 都可能考查。对于涉及疫情的题目,大都是情境材料新颖,通过审题抛开对解题无用的信 息,从最基本的概念、规律和方法出发分析、思考是处理这类问题的思路。具体思路 是:(1)读懂问题的情境,在问题给出的信息中,提取有用信息,把实际问题转化为正确的物 理模型;(2)合理选取对象;(3)分析对象的受力情况和运动情况;(4)
13、运用基本规律列式求解。 参考答案 热点一 涉及新冠肺炎相关题目归纳 【预测 1】 答案 (1)v0 (2) (3)y= x 2 解析 (1)包裹脱离无人机后做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,则 h= gt 2,解得 t= 水平方向上做匀速直线运动,所以水平距离为 x=v0t=v0 (2)包裹落地时,竖直方向速度为 vy=gt=g 落地时速度为 v= (3)包裹做平抛运动,分解位移 x=v0t y= gt 2 两式消去时间得包裹的轨迹方程为 y= x 2 【预测 2】 C 解析 以 3 到 40节车厢为研究对象,根据牛顿第二定律 F-38F阻 =38ma,以 39 和 40节车厢为研究对象,
14、根据牛顿第二定律 F-2F阻=2ma,解得 F= ,选项 C 正确。 【预测 3】 B 解析 红外线的频率比紫外线小,根据 E=h,可知红外线光子的能 量比紫外线的小,A错误;波长 = ,红外线的频率低,波长长,B正确;所有电磁波在 真空中的速度都一样大,都是 c=3.0108 m/s,C 错误;红外线和紫外线都是横波,都 可以发生偏振现象,D 错误。 【预测 4】 D 解析 播种器利用空气压力把荚以 1 m/s 的速度(相对播种器)竖直 向下射出,该过程中播种器对荚做的功转化为荚的动能 W= 210 - 312 J=110-3 J,故 A 错误;离开无人机后,荚做斜下抛运动,竖直方向则有 y
15、=vyt+ gt 2代入数据可得 t=1 s(t=-1.2 s 不符合题意),故 B错误;荚离开无人机时的 速度 v0= m/s= m/s 设荚到达地面的速度为 v,则 mv 2=mgh+ 代入数据可得 v= m/s。不考虑重力的作用,则土壤对荚冲量的大小等 于荚的动量的变化,大小为|I|=|p|=mv=210-3 kg m/s=0.03 kg m/s,故 C 错 误;由几何关系可知,荚到达地面的速度方向与水平方向之间的夹角为 ,则有 cos = ,荚能进入地面下 d=5 cm,则荚相对于地面的位移大小为 s= =0.068 m,不计重力,根据动能定理可得-Fs=0- mv 2 代入数据可得
16、F= =3.25 N,故 D正确。 【预测 5】 答案 (1)20 次 (2)1 L 解析 (1)对储液桶内药液上方的气体 初状态:压强 p1=1105 Pa,体积 V1 末状态:压强 p2=3.0105 Pa,体积 V2=2 L 由玻意耳定律得 p1V1=p2V2 解得 V1=6 L 因为原来气体体积为 V0=2 L,所以打气筒打气次数 n= - - =20次 (2)对储液桶内药液上方的气体 初状态:压强 p1=3105 Pa,体积 V1=2 L 末状态:压强 p2=2.0105 Pa,体积 V2 由玻意耳定律得 p1V1=p2V2 解得 V2=3 L 所以储液桶喷出药液的体积 V=(3-2
17、)L=1 L 【预测 6】 答案 (1)p=1.2105 Pa (2)WD=50 J (3)气体对外界放出热量 解析 (1)对封闭气体:由 p0(h1+h2)S=p(L1+L2)S 知, 封闭气体的最终压强为 p=1.2105 Pa (2)在活塞 C 下降过程中,活塞 D先上升,接触卡环 F后不再移动,故气体对活 塞 D做功的过程即活塞 D缓慢上升的过程,该过程中封闭气体的压强始终为 p0=1.0105 Pa, 由 W=p0S(L2-h2)知, 气体对活塞 D做的功 WD=50 J (3)一定质量理想气体的内能只与温度有关,温度保持不变,故气体的内能不 变,即 U=0,活塞 C 下降至卡环 E
18、处时,气体的体积减小,故外界对气体做正功,即 W0,由热力学第一定律 U=W+Q知 Q0,故气体对外界放出热量。 热点二热点二 体育运动类体育运动类 背景资料背景资料 第 24届冬季奥林匹克运动会,又称 2022年北京冬季奥运会,将在 2022年 2月 4日至 2022年 2月 20日在中华人民共和国北京市和河北省张家口市联合举行。这是中国历史 上第一次举办冬季奥运会,北京、张家口同为主办城市。 北京冬季奥运会设 7个大项,15个分项,109个小项。北京将承办所有:短道速滑、速 度滑冰、花样滑冰、冰球、冰壶冰上项目。张家口承办自由式滑雪、冬季两项、越野 滑雪、跳台滑雪、北欧两项(越野滑雪、跳台
19、滑雪)、无舵雪橇、有舵雪橇、钢架雪车 (俯式冰橇)、单板滑雪、高山滑雪等项目。 命题预测命题预测 【预测 1】(2020山东高三一模)【考查角度:动力学基本问题】 某次进行冰球训练 时,张明和李华分别站在直径为 100 m的圆形滑冰场的直径 MN两端,如图所示,张明从 M端沿与 MN成 53 角的方向以 16 m/s的速度沿冰面击出冰球的同时,李华从 N点出发 沿直线做匀加速运动,在冰球到达圆形场地边缘时恰好拦住冰球,冰球被拦住时速度大小 为 4 m/s。(g取 10 m/s2,sin 53 =0.8,cos 53 =0.6)求: (1)冰球与冰面间的动摩擦因数; (2)李华的加速度大小。(计
20、算结果保留一位小数) 【预测 2】【考查角度:平抛运动、动能】 跳台滑雪是勇敢者的运动。如图所示,滑 雪者着专用滑雪板,在助滑道 AB上获得一定速度后从 B点沿水平方向跃出,在空中飞行 一段时间后着落,这项运动极为壮观。已知滑雪者和滑雪板的总质量为 m=60 kg,斜坡 BC倾角为 =45 ,B点距水平地面 CD的高度 h=20 m,重力加速度 g取 10 m/s2,不计空气 阻力。 (1)若滑雪者水平跃出后直接落到地面上,求滑雪者在空中运动的时间 t0。 (2)为使滑雪者跃出后直接落到地面上,滑雪者在 B点跃出时的速度 v0应满足什么条 件? (3)若滑雪者跃出后直接落到斜坡上,试推导滑雪者
21、和滑雪板落到斜坡时的总动能 Ek 随空中运动时间 t的变化关系。 【预测 3】 图甲 (2020山东卷)【考查角度:运动的合成和分解、斜抛运动、牛顿第二定律】 单板滑雪 U 型池比赛是冬奥会比赛项目,其场地可以简化为如图甲所示的模型:U型滑道由两个半径 相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成,轨道倾角为 17.2 。某次 练习过程中,运动员以 vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的 M点沿轨道的竖直切面 ABCD 滑出轨道,速度方向与轨道边缘线 AD的夹角 =72.8 ,腾空后沿轨道边缘的 N点进入轨 道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点,不计空气阻力,重力加速度的大小
22、 g 取 10 m/s2,sin 72.8 =0.96,cos 72.8 =0.30。求: 图乙 (1)运动员腾空过程中离开 AD的距离的最大值 d; (2)M、N之间的距离 L。 参考答案 热点二 体育运动类 【预测 1】 答案 (1)0.2 (2)4.4 m/s2 解析 (1)冰球做匀减速运动,由牛顿第二定律有 mg=ma 由几何关系知 x球=dcos 53 =60 m 由运动学公式 v2- =-2ax球 解得冰球与冰面间的动摩擦因数 =0.2 (2)由几何关系知 x人=dsin 53 =80 m 球到达圆周的时间 t= - - =6 s 设李华加速度大小为 a, x人= at 2 解得李
23、华的加速度大小 a=4.4 m/s2 【预测 2】 答案 (1)2 s (2)v010 m/s (3)Ek= mg 2t2 1+ t 解析 (1)滑雪者在空中做平抛运动,则 h= ,解得 t0= =2 s (2)为使滑雪者跃出后直接落到地面上,则平抛运动的水平距离应满足 x 而 x=v0t0 解得 v0 =10 m/s (3)设滑雪者平抛运动的水平距离和下落高度分别为 x、y,落到斜坡时的水平 和竖直分速度分别为 vx、vy,则 vy=gt y= gt 2 x= =vxt Ek= mv 2= 解得 Ek= mg 2t2 1+ t 【预测 3】 答案 (1)4.8 m (2)12 m 解析 (1
24、)在 M点,设运动员在 ABCD面内垂直 AD方向的分速度为 v1,由运动的合 成与分解规律得 v1=vMsin 72.8 设运动员在 ABCD 面内垂直 AD方向的分加速度为 a1,由牛顿第二定律得 mgcos 17.2 =ma1 由运动学公式得 d= 联立式,代入数据得 d=4.8 m (2)在 M点,设运动员在 ABCD面内平行 AD方向的分速度为 v2,由运动的合 成与分解规律得 v2=vMcos 72.8 设运动员在 ABCD 面内平行 AD方向的分加速度为 a2,由牛顿第二定律得 mgsin 17.2 =ma2 设腾空时间为 t,由运动学公式得 t= L=v2t+ a2t 2 联立
25、式,代入数据得 L=12 m 热点三热点三 科技发展类科技发展类 背景资料背景资料 一、光刻机 5G 资料一 光刻机,又名掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜 对准光刻,一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准 曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。光刻,意思是用光来制作一个图形,在硅片表面 匀胶,然后将掩模版上的图形转移到光刻胶上的过程或将器件或电路结构临时“复制”到 硅片上的过程。 资料二 2020年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代,即 5G时代。所谓 5G 是指第五代通信技术,采用 3 3005 000 MHz(1 M=106)频段的无线
26、电波。现行的第四代 移动通信技术 4G,其频段范围是 1 8802 635 MHz。未来 5G网络的传输速率(指单位时 间传送的数据量大小)可达 10 Gbps(bps为 bitspersecond 的英文缩写,即比特率、比特/秒), 是 4G网络的 50100 倍。 二、受控热核反应 资料三 2019年十大科技成果之一,被誉为“人造太阳”的新一代可控核聚变研究装 置“中国环球流二号”装置整体安装启动。 中科院合肥物质科学研究院全超导托卡马克核聚变实验装置 EAST 成功实现了电 子温度超过 5千万度、持续时间达 102秒的超高温长脉冲等离子体放电,这是国际托卡 马克实验装置上电子温度达到 5
27、 000万度持续时间最长的等离子体放电。 托卡马克是一环形装置,通过约束电磁波驱动,环心处有一欧姆线圈,四周是一个环形 真空室,真空室外排列着环向场线圈和极向场线圈,其中欧姆线圈的作用一是给等离子体 加热以达到核聚变所需的临界温度;二是产生感应电场用以等离子体加速。同时,极向场 线圈通电后提供的极向磁场与环向场线圈通电后提供的环向磁场将高温等离子体约束 在真空室内,促使核聚变的进行。 命题预测命题预测 【预测 1】(2020山东高三二模)【考查角度:波长与波速关系、折射率】光刻机是 生产大规模集成电路的核心设备,光刻机的曝光波长越短,分辨率越高。“浸没式光刻”是 一种通过在光刻胶和投影物镜之间
28、加入浸没液体,从而减小曝光波长、提高分辨率的技 术。如图所示,若浸没液体的折射率为 1.44,当不加液体时光刻胶的曝光波长为 193 nm, 则加上液体时光刻胶的曝光波长变为( ) A.161 nm B.134 nm C.93 nm D.65 nm 【预测 2】(2020浙江卷)【考查角度:物体平衡、牛顿运动定律】 如图是“中国天 眼”500 m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面,质量为 m的工作人 员被悬在空中的氦气球拉着,当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时,氦气 球对其有大小为 mg、方向竖直向上的拉力作用,使其有“人类在月球上行走”的感觉,若 将人视为质点,此
29、时工作人员( ) A.受到的重力大小为 mg B.受到的合力大小为 mg C.对球面的压力大小为 mg D.对球面的作用力大小为 mg 【预测 3】(2020北京卷)【考查角度:电磁波】 随着通信技术的更新换代,无线通信 使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第 5代 移动通信技术(简称 5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,“4G改变生活,5G改 变社会”。与 4G相比,5G使用的电磁波( ) A.光子能量更大 B.衍射更明显 C.传播速度更大 D.波长更长 【预测 4】【考查角度:自动控制、匀变速直线运动】 无人驾驶目前还有较多的技 术障碍难以克服,
30、其中汽车车载系统严重依赖无线通信传输速度是主要的技术障碍。最 近科研人员提出了基于 5G通信技术的解决方案,该 5G通信技术的超低时延的优势将提 升车联网数据采集的及时性,保障实时信息互通,消除无人驾驶安全风险。简化的工作模 式是无人驾驶车载电脑发现问题,通过 5G信号将问题传输给云端中央服务器,服务器将 处理方案回传给车载电脑,然后车载电脑采取加速或减速等操作。在某次实验室测试中 汽车以 10 m/s的速度匀速前进,车载传感器检测到正前方 22 m处有静止障碍物,车载电 脑通过 5G信号通知云端,随后车载系统获得指令立即采取制动措施(5G信号下,系统信 号传输延迟忽略不计),使之做加速度大小
31、为 1 m/s2的匀减速直线运动,并向车上成员发出 警告,2 s之后系统采取紧急制动,使汽车做匀减速直线运动,最终该汽车恰好没有与障碍 物发生碰撞。已知 =6.4,g取 10 m/s2。求: (1)驾驶员采取紧急制动之前,汽车行进距离的大小; (2)假设驾驶员的质量为 70 kg,求紧急制动时座位对驾驶员的作用力大小; (3)现有 4G信号系统平均延迟时间为 0.4 s,在 4G通信情况下,在 22 m距离内系统直 接匀减速的加速度至少要多大才能避免相撞(结果保留两位有效数字)。 【预测 5】【考查角度:核反应、带电粒子在磁场中的运动】 托卡马克是一种复杂 的环形装置,结构如图甲所示。环心处有
32、一欧姆线圈,四周是一个环形真空室,真空室外排 列着环向场线圈和极向场线圈,其中欧姆线圈的作用一是给等离子体加热以达到核聚变 所需的临界温度;二是产生感应电场用以等离子体加速。同时,极向场线圈通电后提供的 极向磁场与环向场线圈通电后提供的环向磁场将高温等离子体约束在真空室内,促使核 聚变的进行。如图乙所示为环形真空室简化图,其内径为 R1=2 m、外径为 R2=5 m,S和 S为其截面关于中心对称。假设约束的核聚变材料只有氘核 H)和氚核 H),且不考虑核 子间的相互作用,忽略中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响,核子一旦接触 环形真空室壁即被吸收导走。(已知质子的电荷量为 1.610-
33、19 C;质子和中子质量均为 1.610-27 kg)。请回答: (1)氘核 H)和氚核 H)结合成氢核 He)时,要放出某种粒子,同时释放出能量,写出 上述核反应方程; (2)欧姆线圈中,通以恒定电流时,等离子体能否发生核聚变,并简要说明判断理由; (3)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流,当极向磁场为多大时,从垂直于 S截面速度 同为 v=2107 m/s的氘核 H)能够全部通过 S截面。 参考答案 热点三 科技发展类 【预测 1】 B 解析 加上液体时光刻胶的曝光波 = ,光在液体中的传播速度为 v= ,不加液体时 c=0f,联立得 = nm134 nm,故 B正 确,ACD错误。故选 B
34、。 【预测 2】 D 解析 工作人员的重力始终为 mg,选项 A错误;工作人员在望远镜 球面上缓慢移动,处于平衡状态,合力为零,选项 B错误;对工作人员受力分析,受竖 直向下的重力 mg,竖直向上的拉力 mg,故球面对工作人员的作用力为 mg,由牛顿 第三定律可得工作人员对球面的作用力为 mg,选项 D正确;球面对工作人员的作 用力 mg为支持力和摩擦力的合力,故工作人员对球面的压力不等于 mg,选项 C 错误。 【预测 3】 A 解析 因为 5G使用的电磁波频率比 4G高,根据 E=h 可知 5G使 用的电磁波比 4G光子能量更大,故 A正确;发生明显衍射的条件是障碍物(或孔) 的尺寸可以跟
35、波长相比,甚至比波长还小;因 5G使用的电磁波频率更高,即波长更 短,故 5G越不容易发生明显衍射,故 B错误;光在真空中的传播速度都是相同的; 光在介质中的传播速度为 v= ,5G的频率比 4G高,而频率越大折射率越大,光在 介质中的传播速度越小,故 C 错误;因 5G使用的电磁波频率更高,根据 = ,可知 波长更短,故 D错误。故选 A。 【预测 4】 答案 (1)18 m (2)896 N (3)2.8 m/s2 解析 (1)根据匀变速运动的速度公式 v=v0+at 可知,2 s 时的瞬时速度为 v1=10 m/s-12 m/s=8 m/s 汽车通过的位移 x= t= 2 m=18 m
36、(2)紧急制动时通过的位移为 x2=s-x=4 m, 根据 v2- =2a2x2 解得 a2=-8 m/s2 紧急制动时,水平方向的作用力 F1=ma2=560 N 竖直方向的作用力 F2=mg=700 N 所以紧急制动时座位对驾驶员的作用力 F= =896 N (3)根据题意,在 4G信号延迟 0.4 s 内,汽车在延迟 0.4 s 内通过的位移 x3=v0t=4 m, 直接匀减速避免相撞,则根据 v2- =2a3x3解得: a2.8 m/s2 【预测 5】 答案 (1 He n (2)不能,理由见解析 (3) T 解析 (1)氘核 H)和氚核 H)结合成氦核 He)的核反应方程 He n
37、(2)恒定电流产生恒定磁场,而恒定磁场无法产生感生电场,故离子无法被加 速,因此不能发生核聚变反应; (3)在极向磁场的作用下,氘核将从 S截面出发做匀速圆周运动,当运动半径 为:r= =3.5 m 时,能够全部通过 S截面; 根据牛顿第二定律可得: qvB= 可得:B= 代入数据可得:B= T 热点四热点四 环境保护类环境保护类 背景资料背景资料 一、沙尘、水污染问题 资料一 环境问题是中国 21世纪面临的最严峻挑战之一,保护环境是保证经济长期 稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。环境问题解决得好坏关系到中国的国家 安全、国际形象、广大人民群众的根本利益,以及全面小康社会的实现。为了防止
38、自然 环境的恶化,对山脉、绿水、蓝天、大海、丛林的保护就显得非常重要。具体地讲,保护 环境包括防止工业生产排放的“三废” 废水、废气、废水源污染渣)、粉尘、放射性物质 以及产生的噪声、振动、恶臭和电磁微波辐射,交通运输活动产生的有害气体、液体、 噪声,海上船舶运输排出的污染物,工农业生产和人民生活使用的有毒有害化学品,城镇生 活排放的烟尘、污水和垃圾等造成的污染;对已污染的大地(土地、山峦、陆架)强化治 理,减少排放,用自然结合人工的方法恢复健康环境。 二、新能源问题 资料二 新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一,将为新能源大规 模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。 1.风能无
39、论是总装机容量还是新增装机容量,全球都保持着较快的发展速度,风能将 迎来发展高峰。 2.生物质能有望在农业资源丰富的热带和亚热带普及,主要问题是降低制造成本,生 物乙醇、生物柴油以及二甲醚燃料应用值得期待。 3.太阳能随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升,光伏发电成本会逐 步下降,未来中国国内光伏容量将大幅增加。 4.汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联,国家大力推广混合 动力汽车,汽车新能源战略开始进入加速实施阶段,开源节流齐头并进。 资料三 未来的几种新能源:海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可 再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达 9104
40、 TW。在各国的新能源开发 计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但进展已 表明了这种新能源潜在的商业价值。第四代核能源:正反物质的原子在相遇的瞬间湮灭, 此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能 够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大 的能源革命。 命题预测命题预测 【预测 1】(2020山东高三月考)【考查角度:物体的平衡】近年来,我国加大了环境 治理,践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,沙尘天气明显减少。现把沙尘上扬后的 情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用
41、力表达式为 F=Av2,其中 为常数,为空气密度,A为沙尘颗粒的截面积,v为风速。设沙尘颗粒为球形,密度为 0, 半径为 r,风速竖直向上,重力加速度为 g,则 v的表达式为( ) A. B. C. D. 【预测 2】(多选)【考查角度左手定则、洛伦兹力】某化工厂为检测污水排放 量,技术人员在排污管末端安装一台污水流量计,如图所示,该装置由非磁性绝缘材料制成, 长、宽、高分别为 a=1 m、b=0.2 m、c=0.2 m,左、右两端开口,在垂直于前、后面的方 向加磁感应强度为 B=1.25 T 的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板,带负离 子的污水以某一速度从左向右匀速流经该装置时,测
42、得两个金属板间的电压 U=1 V。下 列说法中正确的是( ) A.金属板 M电势高,金属板 N的电势低 B.污水中离子浓度对电压表的示数有影响 C.污水的流量(单位时间内流出的污水体积)Q=0.16 m3/s D.电荷量为 1.610-19 C的离子,流经该装置时受到的静电力 F=8.010-19 N 【预测 3】【考查角度:污水、废水等电阻率的测量】现在,由于南水北调工程,国家 加大了对微山湖周围地区污染物排放的治理,人们惊喜地发现,湖水变清了,各种鱼儿多了 起来,大批的水鸟飞了回来,生态环境得到明显改善,引的游客纷至沓来。微山湖水污染主 要来自农业生产中流失的化肥、城市生活污水中的含磷洗涤
43、剂、工业废水中的金属离 子等,这些污染物在水中形成大量自由移动的离子,使污染水的导电性能增强,所以导电性 能的强弱是反映水污染程度的重要指标之一。为了研究流入微山湖水的情况,某中学物 理研究性学习小组的同学采集了两种流入微山湖的典型水样:生活污水;工业废水, 决定对这两种水样的电阻率进行对比检测。他们从实验室借来了下列器材。游标卡尺, 毫米刻度尺,电池组(15 V),电流表(00.6 A),电压表(015 V),滑动变阻器(020 ,玻璃管 或塑料管一根(长 610 cm,内径约 1 cm),小铜片两块(直径略小于玻璃管内径),开关,导线, 石蜡若干。 (1)如何测定自来水的电阻率? (2)请
44、简要写出实验步骤。 【预测 4】【考查角度:匀变速直线运动、功、功率、动能定理】为保护环境,国家 大力推行新能源汽车,新能源汽车在近几年发展迅速。下表给出的是某款电动汽车的相 关参数: 参 数 指 标 整车 质量 0100 km/h 加速时 间 最大速 度 电池容 量 制动距离 (100 km/h0) 数 值 2 000 kg 4.4 s 250 km/h 90 kW h 40 m 请从上面的表格中选择相关数据,重力加速度 g取 10 m/s2,完成下列问题: (1)求汽车在 100 km/h0的制动过程中的加速度大小(计算过程中 100 km/h 近似为 30 m/s)。 (2)若已知电动汽
45、车电能转化为机械能的效率为 =80%,整车在行驶过程中的阻力约 为车重的 5%,试估算此电动汽车匀速行驶时的续航里程(能够行驶的最大里程)。已知 1 kW h=3.6106 J。根据你的计算,提出提高电动汽车的续航里程的合理化建议(至少两条)。 (3)若此电动汽车的速度从 5 m/s提升到 20 m/s 需要 25 s,此过程中电动汽车获得的 动力功率随时间变化的关系简化图如图所示,整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的 5%,求此加速过程中汽车行驶的路程。 【预测 5】【考查角度:气体实验定律】 世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的 气室示意图如图所示,其工作原理是利用海浪上下起伏的力量,将空气
46、吸进气室(导热良 好),压缩后再推入工作室,然后推动涡轮机带动发电机发电,每当海水下降时,阀门 K1关 闭,K2打开,吸入压强为 1.0105 Pa的气体 0.5 m3(可视为理想气体)。当海水上升时 K2立 即关闭,当气体压强达到 5.0105 Pa时,阀门 K1被推开,活塞将继续推动空气,并将空气在 近似保持 5.0105 Pa压强的情况下全部推入工作室,同时,工作室中的空气也推动涡轮机 工作,已知涡轮机转速为 1 500转/分,涡轮机带动发电机发电给航标灯提供电能,这一过程 历时 10 s。设活塞的质量和活塞与筒壁间的摩擦不计。 (1)试求出阀门 K1刚要打开时,筒中气体的体积。 (2)
47、若涡轮机及发电机的总效率为 80%,那么航标灯的功率有多大? 微信扫码获取 在线名师微课 配套指导课件 备考资料合集 智能学习助手 参考答案 热点四 环境保护类 【预测 1】 B 解析 沙尘悬浮时受力平衡,根据平衡条件有 mg=F,其中 m=0V=0 r 3 由题意知 F=Av2,A=r2 联立以上四式得 v= 选项 B正确,ACD 错误。 【预测 2】 ACD 解析 根据左手定则,知负离子所受的洛伦兹力方向向下,则向 下偏转,N 板带负电,M板带正电,则 M板的电势比 N 板电势高,故 A正确;最终离 子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有 qvB=q 解得 U=Bvc,与离子浓度无关,故 B错误;污水的流速 v= 则流量为 Q=vbc= m3/s=0.16 m3/s,故
