新课标高考物理试题8月份共2期

1、2009 届新课标高考物理试题创新设计（2008 年 8 月份共 2 期）011（ 16 分）如图所示，有一个质量m=0.05kg 的小滑块静止在一高度 h=1.25 m的水平桌面上，小滑块到桌子右边缘的距离 s=1.0 m ，小滑块与桌面的动摩擦因数 =0.35 ，2使其获得初速度v0=4.0 m/s 沿水平桌面向右滑动，不计空气阻力，求：（ 1）小滑块落地时的动能。（ 2）小滑块经多少时间落地 ?2（ 18 分） 1957 年第一颗人造卫星送上天，开辟了人类宇航的新时代近五十年来，人类不仅发射了人造地球卫星，还向宇宙空间发射了多个空间探测器空间探测器要飞向火星等其他行星，甚至飞出太阳系，首

2、先要克服地球对它的引力的作用理论研究表明， 物体在地球附近都受到地球对它的万有引力的作用，具有引力势能， 设物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可以表示为egmm，其中gr是万有引力常量，m是地球的质量，m是物体的质量，r 是物体距地心的距离现有一个空间探测器随空间站一起绕地球做圆周运动，运行周期为t，已知探测器的质量为 m，地球半径为r，地面附近的重力加速度为g要使这个空间探测器从空间站出发，脱离地球的引力作用，至少要对它做多少功?3（ 20 分）如图所示， m、n为两块带等量异种电荷的平行金属板，s1、 s2 为板上正对的小孔， n板右侧有两个宽度均为d 的匀强磁场区域，磁感应强

3、度大小均为b，方向分别垂直于纸面向里和向外， 磁场区域右侧有一个荧光屏， 取屏上与1、 2 共线的o点为原点，s s向下为正方向建立x 轴m板左侧电子枪发射出的热电子经小孔s1 进入两板间， 电子的质量为 m，电荷量为e，初速度可以忽略（ 1）当两板间电势差为 u0 时，求从小孔 s2 射出的电子的速度 v0。（ 2）求两金属板间电势差 u在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上（ 3）求电子打到荧光屏上的位置坐标x 和金属板间电势差u的函数关系4（ 16 分）在一次“飞车过黄河”的表演中，摩托车在空中飞经最高点后在对岸着地已知最高点到着地点的距离5 37 m，两点间的水平距离为30

4、m忽略空气阻力，求摩托车在最高点的速度为多少?（ g 取10 m/s2）5（ 19 分）如图所示，坐标空间中有场强为e 的匀强电场和磁感应强度为 b 的匀强磁场， y 轴为两种场的分界线，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子从电场中坐标位置 （ l ，0）处，以初速度 v0 沿 x 轴正方向开始运动，2 mv0（ 1）带电粒子进入磁场时速度的大小?（ 2）若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d 应满足的条件 ?6（ 20 分）两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一平面内，此平面与水平面间夹角为=30， 两导轨间的距离为l ，导轨上面横放着两

5、根导体棒ab 和 cd（两棒的长度与两导轨间的距离相等），构成矩形回路，如图所示两根导体棒的质量均为，电阻均为mr，回路其余部分的电阻均不计，两导体棒与金属导轨间的动摩擦因数均为3，且3假设两根导体棒与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为b开始时，棒 cd 静止，棒 ab 有平行于导轨平面且沿导轨向下的速度v0，若两导体棒在运动中不接触，求：（ 1）当棒 ab 的速度变为初速度的3 时，棒 cd 切割磁感5av0bcd线产生的感应电动势是多少（ 2）在两棒运动过程中产生的焦耳热量是多少?参考答案1（ 16 分）解：（ 1）小滑块滑到

6、桌面右边缘时的速度为 v1，由动能定理得mgs1 mv121 mv02（ 3 分）22小滑块离开桌面后做平抛运动，设落到地面时的动能为ek，由机械能守恒得2mv1mghek（3 分）2由以上两式得 ek =0.85j（ 2 分）（ 2）设小滑块在桌面上滑动的时间为t 1，加速度大小为a，则v0v1ag（2 分）t1a设小滑块离开桌面做平抛运动的时间为t 2hgt22（2 分）2小滑块由初速v0 开始运动直至落到地面所用的时间t =t1t 2（ 2 分）由以上各式及代入数据得t =0.79s（ 2 分）2（ 18 分）解：空间探测器绕地球做圆周运动，有g mm4 2 mr，（ 3 分）r 2t

7、2rgmt 21可得空间站的轨道半径(2) 3 （ 1 分）4由 g mmm v2，（ 3 分）r 2r可得空间探测器随空间站一起运动时的动能为1mv2gmm （1 分）22r空间探测器随空间站一起运动时的机械能为e1g mm1 mv2gmm .（3 分）r22r空间站要脱离地球的引力，机械能最小为e =0，因此，至少对探测器做功为w= e e1= gmm .（ 3 分）2r由地面附近的重力加速度g g m , r22 2得 wm( 2 gr) 3 .（2 分）2t3（ 20 分）（ 1）根据动能定理，得eu0（ 2 分）1 mv02 （ 3 分）2由此可解得 v02eu0（ 1分）m（ 2）

8、欲使电子不能穿过磁场区域而打在荧光屏上，应有 rmvd（3 分）ebd 2eb2而 eu1mv2由此即可解得 u（ 3 分）22m（ 3）若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r ，穿过磁场区域打在荧光屏上的位置坐标为x，则由轨迹图可得x2r2 r 2d 2（5 分）注意到 rmv 和 eu1 mv2 （ 2 分）eb2所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x 和金属板间电势差 u的函数关系为22emu2emu2 2b2d 2eb2（ 3 分）x(d e)(u )eb2m4解析：车从最高点到着地点的运动可看成是平抛运动，此过程中，车的水平位移x=30m，竖直分位移 y(537) 23025m 则此过

9、程所用时间t2 y1.0sg vx30 m/s=30m/s 0t1.05解：（ 1）带电粒子在电场中做类平抛运动，设运动的加速度为a，由牛顿运动定律得：=qe ma设粒子出电场、 入磁场时速度的大小为v，此时在 y 轴方向的分速度为 vy，粒子在电场中运动的时间y=at l0t ，则有 v=v t解得： vyv0vv02vy22v0（ 2）设 v 的方向与 y 轴的夹角为vy2得：=45，则有 cos2v粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动，如图所示，则有： rmvqb由图中的几何关系可知， 要使粒子穿越磁场区域， 磁场的宽度应满足的条件为：d r(1 cos )结合已知条件，解以上各式可

10、得d (12) mv0qb6（ 1）导体棒 ab受重力沿斜面的分力11mg sinmg, 摩擦力 fmg cosmg 所22以从初始状态至两导体棒达共同速度的过程中，两棒沿导轨方向合外力为零设棒 ab 的速度变为初速度的3 时，棒 cd 的速度为 v，则由动量守恒定律5mv03mv mv05此时 cd 棒产生的感应电动势e=blve2由得blv05（ 2）稳定后两棒向下运动过程中重力与摩擦力做功相等，所以产生焦耳热q1 mv021 2mv222由得 q1 mv02 4021（ 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

11、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0.60 ；从汽车说明书上查出该汽车的质量是1570kg，小明的爸爸体重是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/s 2）2（ 17 分）

12、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，经过偏转磁场后打到荧光屏和重力 . 已知电子的质量为mn上，使荧光屏发出荧光形成图象，不计逸出电子的初速度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/s。由于磁场区域较小，且电子运动的速与 oo平行，右边界 bc与荧光屏之间的距离为度很大

13、， 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，

14、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，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、b两质量为= 100kg 的小车，在光滑水平面以相am同的速率 v =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0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

15、辩护。对汽车整体分析由牛顿第二定律得，mg sinfma nmg cos0又 fn所以 ag cosg sin代入数据得a=8.22m/s 2刹车可以认为做匀减速过程，末速度为零根据 vt2v022as所以 v02as28.221215m / s16.67m/ s60km/ h ，故不超速。2 解析：（1 ）设电子射出电场的速度为v ，则根据动能定理，对电子的加速过程有1 mv2 eu2解得 v2eum（ 2）当磁感应强度为 b0 或 b0 时（垂直于纸面向外为正方向），电子刚好从 b 点或 c 点射出设此时圆周的半径为 r，如图所示，根据几何关系有：r2l2( rl)2，25l解得 r4电子

16、在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，因此有：evb0v 2mr42mu解得 b0e5l（ 3）根据几何关系可知，4tan3ll4s/d，则 d设电子打在荧光屏上离o点的最大距离为2s tan32由于偏转磁场的方向随时间变化，根据对称性可知，荧光屏上的亮线最大长度为d2dl8s33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，可以认为大气层各处的重力加速度相等，由 mgp0 s4 r2 p0 ，得 m4 r2 p0。g（ 2）大气层中空气的摩尔数为m4 r2 p0 。nm mg（ 3）由阿伏加得罗常数得空气分子数为n nn a4 r2 p0 n a 。mg4解析：如图所示，由折射定律，光线在折射时有 sin60 =nsin 在 bc面上出射时，nsin =ns