《高考物理创新试题设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理创新试题设计（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、20092009 届新课标高考物理试题创新设计（届新课标高考物理试题创新设计（20082008 年年 1111 月份第月份第 1 1 期）期）1 （16 分）如图所示，惯性列车（翻滚过山车）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. 已知列车质量为 m，圆轨道半 径为 R，若将列车看成质点， 并且不计摩擦.求：（1）要保证列车能安全通过圆轨道，则斜轨高度至少多少？（2）若列车较长，不能看成质点，并且要考虑列车与轨道间摩擦，则对斜轨高度有何 影 响.（3）若列车由许多节构成，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
2、通过圆轨道，求斜轨高度至少多少？2 （16 分）如图，当紫外线照射锌板时，有光电子逸出，设某光电子质量为 m，电量为 e， 以初速v。平行于电场线方向从锌板上飞出，若要使光电子经过时间 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） ，则：（1）A、B 两极板所接电源的极性.（2）电场强度 E 为多少？（3）AB 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=
3、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，如图所示. 现对金属棒施加一个平行于导轨平面，且垂直于棒的 外 力 F 作用，使棒向上作减速运动. 已知棒在导轨平面的整个运动过程中，每 1s 内在电 阻 R 上的电压总是均匀变化 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 随时间 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
4、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，可以形成中子星。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的质子和电子，这是因为自由状态的中子很不稳定，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，并计算该核反应中释 放出的能量为多少 J？（质子质量 mp=1.007277u，中子质量 mu=1.008665u，电子 质量 me=0.00055u，1u = 1.66061027kg） （结果保留两位有效数字）（2）已知某中子星密度为 1017kg/m3,半径为 10 km，求该中子星的卫星运行的
5、最小周期 （卫星的轨道近似为圆轨道，万有引力恒量 G=6.671011Nm2/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 =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，已知小车质量为 M= 4kg，O 点在 A 点的正下方，OA = 0.8 m，OB=1.2m，g= 10m/s2，求：（1）系统的最终速度和物体 c 由 A 到 B
6、 所用的时间；（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）如图所示，在地面附近，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 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，若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 点所用的时间。参考答案1 （16 分）解：（1）列车在圆轨道最高点时，有2 分 Rvmm
7、g2 列车在全过程中机械能守恒2 分 得2 分2 21)2(mvRhmgRh25（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，因此高度可以下降.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.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2 分Rvmmg2 列车在全过程中机械能守恒 2 分 得 h=1.5R2 分2 21mvmgRmgh2解：（1）既然要求光电子经过时间 t，具有开始时的电势能，即电场力做功为零，这就要求此时电子返回到出发点，因此：左板（锌板）接正，右板接负4 分（2）2 分 由速度公式，得2 分 2meE mFaatvv00e
8、tmvE02分（3）由动能定理：4 分 2 分eUmv 2 021emvU22 03解：（1）速度最大时， 最大，电流 I 最大，2 分 30BLvMArRIM M102 . 08 . 0 1011分（2）当棒运动速度为 v 时，棒上感应电动势为 ，有1 分BLv由闭合电路欧姆定律，得1 分 电阻 R 两端电压 U，由欧姆定律 U=IR1 分)(rRI得 式中 R、r、B、L 均为定值，故 恒定2 分 rRRBLvUtv rRRBL tU )(tU RBLrR tv )(金属棒应向上作匀减速运动，且1 分22/2/118 . 06 . 1)2 . 08 . 0(smsmtva由速度位移关系 得
9、：2 分asv22 0mSS25)2(21021 分JsmgmghEp125212510130sin机械能增加值2 分JmvEEp75100121125212（3）Ft 图线为完整正确地作出图线得 4 分4 （1）核反应方程：（2 分） E=mc2=（1.0086651.0072270.00055）eHn0 11 11 01.66061027(3108)2=1.31013J （2 分） （2）（3 分） （2 分）RTmRGMm2224GMRT324（2 分） （2 分）3 34RVMST31015 （1）水平方向动量守恒 （2 分） （2 分） 竖直方向上：vMmmv)(0smMmmvv/2
10、)(0（2 分） （2）（2 分） 2/2gthOAsght4 . 0210MvmvmvAOBtvtvA1（2 分） v1=1m/s vA=4m/s （2 分） smtOBvvA/3/1（3）（4 分） （2 分）2 122 021 21 21MvmvmvmgLAmL123. 16 （1）（3 分） （3 分） （2 分） （2）EqqBvsinBEBEv/230sin/（2 分） qE=mg（2 分） （2 分） 方向竖直向上（1 分） 30mgtgqEEtgEE330/（3）qvB=mv2/R（1 分）R=mv/qB （1 分） 粒子与 y 轴交于 p 点，（2 分）qBmvRT/2/2R
11、NPMP3粒子轨迹所对的圆心角为 120，t = Mp/V + T/3（3 分） 由（2）可知：（3 分） （2 分）gEgtgEqm/330/BgEt3)339(20092009 届新课标高考物理试题创新设计（届新课标高考物理试题创新设计（20082008 年年 8 8 月份第月份第 2 2 期）期）1 （14 分）小明家刚买车的第一天，小明的爸爸驾车拐弯时，发现前面是一个上坡。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！小孩若无其事地跑开了。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
12、是 60km/h。小明对当时的情况进行了调查：估计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；从汽车说明书上查出该汽车的质量是 1570kg，小60. 0明的爸爸体重是 60kg；目击者告诉小明小孩重 30kg，并用 3.0s 的时间跑过了 4.6m 宽 的马路。又知 cos15=0.9659，sin15=0.2588。 根据以上信息，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/s2）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， 经过偏
13、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.已知电子的质量为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，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的 变化规律如图乙所示。在每 个周期内磁感应强度都是从 B0均匀变化到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 子运动的速度很大，所以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
14、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 （选修 3-3） （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，可以认为大气层各处的重力 加速度相等)。_4 （选修 3-4） （8 分）如图所示，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
15、线的偏向角为 30，若测得此光线传播的光从 光源到棱镜面 AB 的时间跟在棱镜中传播的时间相等， 那么点光源 S 到棱镜 AB 侧面的垂直距离是多少？5 （选修 3-5） （8 分）如图所示，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/s 在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m = 50kg 的人至少要以 多大的速度(对地)从A车跳到B车上，才能避免两车相撞？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 所以Nfsincosgga代入数据得 a=8.22m/s2 刹车可以认为做匀减速过程，末速度为零根据asvvt22 02所以，故不超速。hkmsmsmasv/60/67.16/151222. 82202解析：（1）设电子射出电场的速度为 v，则根据动能定理，对电子的加
