2027届新高考物理热点精准复习：涉及“新知识”的物理习题解决策略

2027届新高考物理热点精准复习

涉及“新知识”的物理习题解决策略目录2“新知识”分类3处理策略4练习题1“新知识”的含义一、“新知识”的含义“新知识”是指不在课程标准要求范围内、与高中物理教材联系紧密的物理知识，对学生而言是新知识.这些“新知识”在高中物理教材能找到与它们相关联的内容，是对教材内容的进一步拓展.

比如教材介绍了通过弹力和位移图像面积计算弹力做功，进一步可以得到弹性势能EP=-1/2·kx²；从重力势能表达式，可以推广到引力势能-GMm/r；介绍流体的阻力与形状和速度有关，拓展介绍斯托克斯定律.二、“新知识”分类试题中涉及的新知识，常见的有：物理规律

(1)弹性势能EP=-1/2·kx² 原长为势能零点(2)引力势能EP=-GMm/r相距无穷远引力势能零点(3)点电荷电势φ=kQ/r电势能EP=kQq/r(4)球体受到的阻力f∝vrr为球体半径(5)无限长载流直导线磁场B=kI/r(6)电容器储能E=CU²/2=QU/2(7)氢原子能级和量子化轨道rn=n²r1En=E1/n²(8)弹簧振子周期公式T=2π√m/k(9)理想气体内能U=kTk为比例系数数学知识(1)θ

很小，sinθ≈tanθ≈θ

cosθ≈1(2)

三、处理策略

解决出现“新知识”的物理试题，应做到以下几点:1.克服对陌生知识的畏惧心理

习题中出现的“新知识”，基本上都和已学某些内容有关联，无需对这类试题因有新知识出现出现畏惧心理，产生胆怯情绪.保持平和心态，按照做题程序解决问题.2.准确理解“新知识”含义

正确理解“新知识”的含义是应用的前提,例如点电荷电势公式中的电荷量需带正负号，引力势能表达式中有符号.3.结合题目情境正确应用“新知识”

告知的“新知识”在题目中肯定需用到才能解决问题.例如弹性势能表达式，可能要定量计算，引力势能与机械能守恒有关.“新知识”的应用需结合题目情境，理解题目情境，建立正确物理模型是应用新知识的关键.例题如图，两个可视为质点的物块A、B，初始距离为d=2.25m，质量分别为mA=1kg,mB=3kg.劲度系数k=30N/m的轻弹簧右侧栓接在竖直墙上，左侧与光滑物块B接触但不栓接，弹簧处于原长状态.A与地面间的动摩擦因数μA=0.2.现使A以v0=5m/s的速度向右运动，整个过程弹簧始终处于弹性限度内，AB间的碰撞为弹性碰撞.弹簧振子的振动周期T=2π√m/k，取g=10m/s²，π²≈10.求：(1)AB第一次碰撞后瞬间，A的速度v1；(2)AB第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间t.ABv0【新知识】弹簧振子周期【分析】A匀减速运动位移d，与B发生碰撞.先求出碰撞前瞬间A的速度vA，再由动量守恒和机械能守恒求出碰撞后A和B的速度v1和vB.A的质量较小，撞击后A速度向左，做匀减速运动；B向右运动，组成弹簧振子，B初始位置为B的平衡位置.当B向左返回初始位置时，接下来与弹簧分离，B继续向左做匀速运动，直至与A发生第二次碰撞.(1)与B碰撞前A速度为vA,

vA²-

v0²=2(-μg)d

解得vA=4m/smAvA=mAv1+

mBvB

½·mAvA²

=½·mAv1²

+½·mBvB²

解得v1=-2m/s，

vB=2m/s(2)A减速为0时间tA=|v1|/(μAg)=1s位移xA=|v1|tA/2=1m代入数据得B振动周期TB=2s，从第一次撞后到B再返回第一次撞击处，对应半周期，tB1=TB/2=1s匀速时间tB2=xA/vB=0.5s故t=tB1+tB2=1.5s1.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=E1/n²，其中n=2,3,…。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为A.-4hc/(3E1) B.-2hc/E1 C.-4hc/E1 D.-9hc/E1【新知识】氢原子能级En=E1/n²【答案】C四、练习题2.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子.例如在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应.以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子.已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-A/n²,式中n=1,2,3,…,表示不同能级,A是正的已知常数.上述俄歇电子的动能是A.3A/16 B.7A/16 C.11A/16 D.13A/16【新知识】氢原子能级En=E1/n²【答案】C3.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长入的变化符合科西经验公式:n=A+B/λ²+C/λ4,其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示。则A.屏上c处是紫光B.屏上d处是红光C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光【新知识】折射率与波长关系【答案】D4.质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP=-GMm/r，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为【新知识】引力势能【答案】C5.一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃,求出射光线与入射光线之间的距离(θ很小时,sinθ≈θ,cosθ≈1).【新知识】小角近似sinθ≈θ【分析】折射角为r，sini=nsinr有i=nr∠BAD=i-r,AB=d/cosr，BD=ABsin(i-r)=dsin(i-r)/cosri很小，r很小，sin(i-r)≈i-r,cosr≈1BD=d(i-r)=d(i-i/n)idrABCD6.氢原子第n能级的能量为En=E1/n²,其中E1

是基态能量,而n=1,2,….若一氢原子发射能量为-3E1/16的光子后处于比基态能量高出-3E1/4的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?【新知识】氢原子能级公式En=E1/n²【分析】末态能量E=E1-3E1/4=E1/4对应n=2初态能量E‘=E1/4+-3E1/16=E1/16对应n=4故氢原子发射光子前后分别处于第4能级和第2能级7.当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v，且正比于球半径r，即阻力f=krv,k是比例系数.对于常温下的空气,比例系数为k=3.4×10-4N·s/m2.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取g=10m/s2,试求半径r=0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vT(结果取两位数字)【新知识】斯托克斯定律【分析】达到终极速度，雨滴的重力和所受空气阻力二力平衡.

质量m=ρ(4/3)·πr³ mg=krvT解得vT=

4πρgr²/(3k)=1.2m/s8.如图所示,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体.p0和T0分别为大气的压强和温度,已知:气体内能U与温度T的关系为U=αT,α为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求:(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1;(ii)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q【新知识】理想气体内能U=αT【分析】(1)与大气达到平衡，气体压强为p0，温度为T0。由理想气体状态方程，1.2p0V/(2.4T0)=p0V1

/T0解得V1=V/2(2)气体先发生等容变化，再发生等压变化活塞刚下降时，气体压强为p0，温度为T1， p0/T1=1.2p0/2.4T0

得T1=2T0活塞下降过程，对气体做功W=p0(V-V1)

=0.5p0V内能变化量为∆U=α(T0-T1)=

-αT0热力学第一定律，∆U=Q+W解得Q=-αT0-0.5p0V故放出热量Q=

αT0+0.5p0V9.材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0℃时的电阻率。在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。已知:在0℃时,铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω·m;在0℃附近,铜的电阻温度系数为3.9×10-3℃-1，碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1。将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体,要求其电阻在0℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。【新知识】电阻率和温度关系：ρ=ρ0(1+αt)【分析】设碳棒长度为L1，电阻率ρ1，电阻温度系数α1;铜棒长度为L2，电阻率ρ2，电阻温度系数α2.ρ1=ρ10(1+α1t)

ρ2=ρ20(1+α2t)碳棒电阻R1=ρ1L1/S 铜棒电阻R2=ρ2L2/SS为横截面积总电阻R=R1+R2,联立各式解得R=ρ10L1/S+ρ20L2/S+(ρ10α1L1+ρ20α2L2)t/SR不随温度变化，得：ρ10α1L1+ρ20α2L2=0总长度L0=1m=L1+L2解得L1=ρ20α2L0/(ρ20α2-ρ10α1)=3.8×10-3m10.天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动,其轨道半长轴为9.50×102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位),人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。(1)若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50×102天文单位的圆轨道,试估算人马座A*的质量MA是太阳质量MS的多少倍(结果保留一位有效数字);(2)黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为m的粒子具有的势能为Ep=-GMm/R(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2,光速c=3.0×108m/s,太阳质量MS=2.0×1030kg,太阳半径RS=7.0×108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径RS之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)。【新知识】引力势能Ep=-GMm/R【分析】(1)设地球公转轨道半径rE=1天文单位，周期TE=1年S2星r=9.50×102rE，T=15.2TE.地球绕太阳，GMSmE=mE(4π²/TE²)rES2星绕人马座A*，GMAmS2=mS2(4π²/T²)r解得MA/MS=rTE²/rET²=4×106(2)引力对粒子作用