2020届高考物理试题创新设计

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1、2020届高考物理试题创新设计 1 16 分如下图，惯性列车 翻动过山车装置由圆轨道 与两段斜轨连接而成，列车从 斜轨高处无动力静止滑下，经 过圆轨道后再冲上另一斜轨. 列车质量为m ，圆轨道半 径为 R，假设将列车看成质点， 同时不计摩擦.求： 1要保证列车能安全通过圆轨道，那么斜轨高度至少多少？ 2假设列车较长， 不能看成质点，同时要考虑列车与轨道间摩擦，那么对斜轨高度有 何影 响. 3假设列车由许多节构成，总长恰为2R，列车高度不计，摩擦阻力也不考虑，为 保证 列车能安全通过圆轨道，求斜轨高度至少多少？ 2 16 分如图，当紫外线照耀锌板时，有光电子逸出，设某光电子质量为m ，电量为e，

2、 以初速v。平行于电场线方向从锌板上飞出，假设要使光电子通过时刻t 时具有的电势 能 与刚逸出时具有的电势能相同不计电子的重力，AB间可视为匀强电场 ，那么： 1A 、 B两极板所接电源的极性. 2电场强度E为多少？ 3AB两极所加电压的最小值为多少？ 3 20 分间距为L=1m的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成30角放置 . 导轨上端 连有阻值为0.8 的电阻R和理想电流表A，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨 平面，现有质量为m=1kg ，电阻 r=0.2 的金属棒，从导轨底端以10m/s 的初速度 v0沿 平行导轨向上运动，如下图. 现对金属棒施加一个平行于导轨平面，且垂直于棒的外

3、 力 F 作用，使棒向上作减速运动. 棒在导轨平面的整个运动过程中，每1s 内在电阻 R上的电压总是平均变化1.6V. 求： 1电充表读数的最大值. 2 从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中，棒的机械能如何变化， 变化了多少？ 3在答题卷上画出金属棒在导轨上整个运动过程中，作用于棒的外力F 随时刻 t 的变 化关系取F 沿导轨向上为正方向. 4 15 分在天体演变的过程中，超红巨星发生超新星爆炸后，会有气体尘埃以云雾 的形式向四面八方喷出，而爆炸之后剩余的星体核心部分，能够形成中子星。中子星是 通过中子之间的万有引力结合而成的球状星体，结构极其复杂，具有极高的密度。 1中子星中存在着一定量

4、的质子和电子，这是因为自由状态的中子专门不稳固，容易 发生衰变生成一个质子和一个电子，请写出该核反应方程，并运算该核反应中开释 出的能量为多少J？质子质量mp=1.007277u ，中子质量mu=1.008665u ，电子质量 me=0.00055u ，1u = 1.6606 10 27kg 结果保留两位有效数字 2某中子星密度为10 17kg/m3 , 半径为10 km，求该中子星的卫星运行的最小周期卫 星的轨道近似为圆轨道，万有引力恒量G=6.67 10 11N m2/kg2，结果保留一位有 效数字 5 18 分在光滑的水平地面上停着一辆小车，小车顶上的一平台，其上表面上粗糙，动 摩擦因数

5、 =0.8 ，在靠在光滑的水平桌面旁并与桌面等高，现有一质量为m = 2kg 的物 体 c 以速度 v0=6m/s 沿光滑水平桌面向右运动，滑过小车平台后从A点离开，恰好能落 在小车前端的B点，此后物体c 与小车以共同速度运动，小车质量为M= 4kg，O点在 A 点的正下方，OA = 0.8 m ，OB=1.2m ， g= 10m/s 2，求： 1系统的最终速度和物体c 由 A到 B所用的时刻； 2物体刚离开平台时，小车获得的速度大小； 3小车顶上的平台在v0方向上的长度。 6 20 分如下图，在地面邻近，坐标系xoy 在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸 面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为

6、B，在 x0 的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需在 x0 的区域内加一个匀强电场，假设带电油滴做圆周运动通过x 轴上的 N点，且 MO=NO， 求： 1油滴运动的速率大小； 2在 x0 空间内所加电场的场强大小和方向； 3油滴从x 轴上的 M点开始到达轴上的N点所用的时刻。 参考答案 1 16 分解：1列车在圆轨道最高点时，有 R v mmg 2 2 分 列车在全过程中机械能守恒 2 2 1 )2(mvRhmg 2 分得 Rh 2 5 2 分 2从列车较长，不能看作质点的角度考虑，列车作圆运动时，重心下降，因此高度能够下降. 2 分 从考虑阻力的角度看，由于列车要克服阻力做功，高度应增加

7、. 2 分 3当整个列车恰好在圆轨道时，对最上方那节车厢分析，有 R v mmg 2 2 分 列车在全过程中机械能守恒 2 2 1 mvmgRmgh 2 分得 h=1.5R 2 分 2解： 1既然要求光电子通过时刻t ，具有开始时的电势能，即电场力做功为零，这就要求现在电子返 回到动身点，因此：左板锌板接正，右板接负4 分 2 m eE m F a 2 分由速度公式atvv 00 ，得 2 分 et mv E 0 2 2 分 3由动能定理： eUmv 2 0 2 1 4 分 e mv U 2 2 0 2 分 3解： 1速度最大时，最大，电流I 最大， 0 BLv M 2 分 A rR I M

8、M 10 2. 08.0 1011 3 分 2当棒运动速度为v 时，棒上感应电动势为，有 BLv 1 分 由闭合电路欧姆定律，得)(rRI 1 分电阻 R两端电压 U，由欧姆定律 U=IR 1 分 得 rR RBLv U 式中 R、r 、B 、L 均为定值，故 t v rR RBL t U )(t U RBL rR t v)( 恒定 2 分 金属棒应向上作匀减速运动，且 22 /2/ 118.0 6.1)2.08.0( smsm t v a 1 分 由速度位移关系asv2 2 0 得：mSS25)2(210 2 2 分 JsmgmghEp125 2 1 2510130sin 1 分 机械能增加

9、值 JmvEE p 751001 2 1 125 2 1 2 2 分 3Ft 图线为 完整正确地作出图线得4 分 4 1核反应方程：eHn 0 1 1 1 1 0 2 分E=mc 2=1.008665 1.007227 0.00055 1.6606 10 27(3108)2=1.310 13J 2 分 2 R T m R GMm 2 2 2 4 3 分 GM R T 32 4 2 分 3 3 4 RVM 2 分ST 3 1012 分 5 1水平方向动量守恒vMmmv)( 0 2 分 sm Mm mv v/2 )( 0 2 分竖直方向上： 2/ 2 gthOA s g h t4.0 2 2 分2

10、 10 Mvmvmv A 2 分OBtvtv A1 smtOBvvA/3/ 1 2 分 v 1=1m/s vA=4m/s 2 分 3 2 1 22 0 2 1 2 1 2 1 MvmvmvmgL A 4 分 mL123.1 2 分 6 1 EqqBv sin 3 分 3 分 BEBEv/230sin/ 2 分 2 30mgtgqE 2 分 qE=mg2 分 EtgEE330/ 2 分 方向竖直向上1 分 3qvB=mv 2/R1 分 R=mv/qB qBmvRT/2/21 分 粒子与 y 轴交于 p 点，RNPMP32 分 粒子轨迹所对的圆心角为120， t = Mp/V + T/33 分 由

11、 2可知： gEgtgEqm/330/ 3 分 Bg E t 3 )339( 2 分 2018 届高考物理试题创新设计 1 14 分小明家刚买车的第一天，小明的爸爸驾车拐弯时，发觉前面是一个上坡。一个 小孩追逐一个皮球突然跑到车前。小明的爸爸急刹车，车轮与地面在马路上划出一道长 12m的黑带后停住。幸好没有撞着小孩！小孩假设无其事地跑开了。路边一个交通警察 目睹了全过程，递过来一张超速罚款单，并指出最高限速是60km/h。 小明对当时的情形进行了调查：估量路面与水平面的夹角为15；查课本可知轮 胎与路面的动摩擦因数60.0；从汽车讲明书上查出该汽车的质量是1570kg，小明 的爸爸体重是60k

12、g；目击者告诉小明小孩重30kg，并用 3.0s 的时刻跑过了4.6m 宽的 马路。又知cos15 =0.9659 ，sin15 =0.2588 。 依照以上信息，你能否用学过的知识到法庭为小明的爸爸做无过失辩护？取 g=9.8m/s 2 2 17 分如图甲所示为电视机中显象管的原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极而逸出 电子，这些电子再经加速电场加速后，从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中，通 过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发出荧光形成图象，不计逸出电子的初速度 和重力 . 电子的质量为m，电量为e，加速电场的电压为U。偏转线圈产生的磁场分布在 边长为L的长方形ABCD区域内，磁场方

13、向垂直纸面，且磁感应强度随时刻的变化规律 如图乙所示。 在每个周期内磁 感应强度差不多上从B0平 均变化到B0。 磁场区域的左边 界的中点与O点重合，AB边 与OO / 平行，右边界BC与荧光 屏之间的距离为s。由于磁场 区域较小，且电子运动的速度 专门大， 因此在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁 场，不计电子之间的相互作用。 1求电子射出电场时速度的大小； 2为使所有的电子都能从磁场的BC边射出，求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最 大值； 3荧光屏上亮线的最大长度是多少？ 3 8 分我们生活在大气的海洋中，那么包围地球大气层的空气分子数有多少呢？请设计 一个估测

14、方案， 并指出需要的实验器材和需要测定或查找的物理量，推导出分子数的表 达式 ( 由于大气高度远小于地球半径R，能够认为大气层各处的重力加速度相等) 。 _ 48 分 如下图，一等腰直角棱镜， 放在真空中， AB=AC=d. 在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从 S发出的光 线 SD以 60入射角从AB侧面中点射入，当它从侧 面 AC 射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为 30，假设测得此光线传播的光从光源到棱镜面AB 的时刻跟在棱镜中传播的时刻相等，那么点光源S 到棱镜 AB侧面的垂直距离是多少？ 5 8分如下图，有A、B两质量为M= 100kg 的小车，在光滑水平面以相同的速率v0=2m

15、/s 在同一直线上相对运动，A车内有一质量为m = 50kg的人至少要以多大的速度( 对地 ) 从A车跳到B车内，才能幸免两车相撞？ 参考答案 1解析：能进行无过失辩护。 对汽车整体分析由牛顿第二定律得， mafmgsin0cosmgN 又Nf因此sincosgga 代入数据得a=8.22m/s 2 刹车能够认为做匀减速过程，末速度为零 依照 asvvt2 2 0 2 因此hkmsmsmasv/60/67.16/151222. 822 0 ，故不超速。 2解析： 1设电子射出电场的速度为v，那么依照动能定理，对电子的加速过程有 eUmv 2 2 1 解得 m eU v 2 2当磁感应强度为B0

16、或 B0时 垂直于纸面向外为正方向，电子 刚好从 b 点或 c 点射出 设现在圆周的半径为R，如下图，依照几何关系有： 222 ) 2 ( L RLR ， 解得 4 5L R 电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，因此有： R v mevB 2 0 解得 e mU L B 2 5 4 0 3依照几何关系可知， 3 4 tan 设电子打在荧光屏上离O / 点的最大距离为d，那么 3 4 2 tan 2 sL s L d 由于偏转磁场的方向随时刻变化，依照对称性可知，荧光屏上的亮线最大长度为 3 8 2 s LdD 3解析： 需要的实验器材是气压计. 需要测量和查找的物理量是大气压p0、空气的平均摩尔 质量M、 地球半径R和重力加速度g。 分子数的推导如下： 1设大气层的空气质量为m ，由于大气高度远小于地球半径R，能够认为大气层各处 的重力加速度相等，由 0 2 0