高考物理应用型、创新型试题赏析

1、高考物理应用型、创新型试题赏析xx年高考全国卷和各省市物理卷中出现了很多以考查学生应用所学物理知识和物理方 法去分析解决新问题的能力来立意的好题，现分析如下。一、以原子的能级跃迁立意例1 （全国理综湖南卷 14）:现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态， 则在此过程中发出的光子总 数是多少？假定处在量子数 为n的激发态的氢原子跃迁 到各较低能级的原子数都是 处在该激发态能级上的原子1 总数的 n 1A. 2200B. xxC. 1200D. 24 00解析：1200个氢原子按题设进行跃迁发出光子的情况如图1所示，n=4n=3n=2n=1即发出光子的总数为

2、400 个400个400个200个200个200个4 00个N=2200个，故选项 A正确。例2 （xx江苏物理10）若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线.内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）. 214Po的原子核从某一激发态回到基态时， 可将能量E0=1.416MeV 交给内层电子（如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层 ）使其电离.实

3、 验测彳导从214Po原子的K、L、M层电离出的电子白动能分别为 EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、 EM=1.412MeV .则可能发射的特征 X射线的能量为（）A. 0.013MeVB. 0.017MeV C. 0.076MeVD. 0.093MeV解析：214Po的原子核从某一激发态回到基态时，若将能量E0=1.416MeV交给K层电子时，使K层电子电离后形成空位，L层或M电子层跃迁到 K层时发出X射线的能量分别为Xl K El Ek 1.399MeV 1.323MeV0.076MeVXM K Em Ek 1.412MeV 1.323MeV0.089MeV若将能量E0=1.

4、416MeV交给L层电子时，使L层电子电离后形成空位，M电子层跃迁到L层时发出X射线的能量为XM LEmEl 1.412MeV1.399MeV0.013MeV故正确选项为A、C。、以地磁场立意例3 （全国理综湖南卷 19）: 一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为 Bo直升飞机螺旋桨叶片的长度为 1,螺旋桨转动的频率为 f,顺 着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图2所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则B B图2（）E=n力阻，且a点电势低于 b点电势E = 2n俨B,且a点电

5、势低于 b点电势E= nf12B,且a点电势高于 b点电势E=2nf12B,且a点电势高于b点电势 解析：螺旋桨叶片旋转切割磁感线产生感应 电动势相当于电源，由右手定则可知，a相当电源的负极，b相当于电源的正极，即 a点电势低于b点电势。由于从 a b叶片上各点的速度大小按v?r的规律呈线性变化，由1. 2E Blv Bl - r Bl 2 flf12B。2综上分析可知，选项 B正确。 三、以中微子立意例4 （xx江苏物理7）:雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v e）而获得了 xx年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯（C2cl4）溶液的巨桶.电

6、子中微子可以将一个氯核转变为一个僦核，其核反应方程式为ve 137cl；Ar 01 e 已知 137cl 核的质量为 36.95658u, 37 Ar 核的质量为 36.95691u, 0e 的质量为0.00055U, 1u质量对应的能量为 931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反 应的电子中微子的最小能量（）A. 0.82 MeVB. 0.31MeVC. 1.33 MeVD. 0.51 MeV解析：核反应ve 137Cl 137Ar 01 e是一个质量增加的反应，反应中增加的质量是由中微子的能量转化而来的，则上述反应中电子中微子的最小能量为Emc2 （36.95691u 0.00

7、055u） 36.95658u 931.5Mev 0.82Mev,故 A 选项正确。四、以历史上的重要物理实验立意例5 （xx江苏物理17）:汤姆生用来测定电 子的比荷（电子的电荷量 与质量之比）的实验装置 如图3所示，真空管内的 阴极K发出的电子（不计 初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速图3后，穿过A中心的小孔沿中心轴OiO的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域.当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，（O与。点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计. 此时，在P和P间的区域， 再加上一个方向垂直于纸面向里的

8、匀强磁场.调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到 。点.已知极板水平方向的长度为Li,极板间距因3b,极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）.（1）求打在荧光屏。点的电子速度的大小。（2）推导出电子的比荷的表达式回复到中心。点，设电子的速度为 V,则evB eE得 v E即 vB（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度Bbv进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为解析：（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新eUa mbL1电子在水平万向作匀速运动，在电场内的运动时间为t1 1v212 eL1U -这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为d1 at

9、1d2 2mv b离开电场时竖直向上的分速度为v1 at1 eLUmvb电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏t2 -L2vt2时间内向上运动的距离为d2 v t2 eUL2 mv b这样，电子向上的总偏转距离为d di d2eU-Li(L2 mv bLi、 )2可解彳导 -mUd2 B2bLi(L2 Li/2)五、以原子的夸克模型立意例6（xx年天津理综17）:中子内有一个电荷量为2e的上夸克和两个电荷量为31 -e3图5给出的四的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图4所示。幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是（4* 声F；3图6图5解析：由库仑定律

10、和力的合成知识可知，D选项正确例7 （xx年广西理综13）:已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为-e,下夸克带电为1e, e为电子所带电33量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的 距离都为l,l 1.5 10 15m,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）解析：质子带电为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸 克组成的，按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，如图6所示。上夸克与上夸克之间的静电力应为4kl2代入数值，得Fm=46N,为斥力。12e e 2 e2上夸克与下夸克之间的静电力为Fnd k一3 -k-l29 l2代入数值，

11、得Fnd=23N,为引力。六、以科技中的新技术成果立意例8 （xx上海物理11）:利用扫描隧道显微镜（STM）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，下面图 7的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征， 则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是图7（1） ；（3） ;解析：仔细观察，不发现构成这些材料的原子在物质表面排列有如下共同特点：在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一般不同； 原子排列具有一定对称性等例9 （xx年天津理综19）:激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它

12、应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔t的乘积等于双缝间距。 实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距x。若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是(xV l tlV x tV解析：设双缝的距离为l tv xd,则由题设有d v t双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距x、双缝距离d、光波长为满足x -d由、可解得v -一，故选项B正确。x t例10: (xx年天津理综25)磁流体发电是一种新型发电方式，图 理示意图。图8中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为8和图9是其

13、工作原l、a、b ,前后两个侧面是绝缘体， 上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电阻 R)相连。整个发电导管处于图 9中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应弓II度为B,方向如图所示。 发电导管内有电阻率为 的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0 ,电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p维持恒定，求:图8图9(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；(2)磁流体发电机的电动势 E的大小；(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P。解析：(1)不存在磁场时，由力的平衡得F ab p (2)