新課標(biāo)高考物理試題8月份共2期

1、2009 屆新課標(biāo)高考物理試題創(chuàng)新設(shè)計（2008 年 8 月份共 2 期）011（ 16 分）如圖所示，有一個質(zhì)量m=0.05kg 的小滑塊靜止在一高度 h=1.25 m的水平桌面上，小滑塊到桌子右邊緣的距離 s=1.0 m ，小滑塊與桌面的動摩擦因數(shù) =0.35 ，2使其獲得初速度v0=4.0 m/s 沿水平桌面向右滑動，不計空氣阻力，求：（ 1）小滑塊落地時的動能。（ 2）小滑塊經(jīng)多少時間落地 ?2（ 18 分） 1957 年第一顆人造衛(wèi)星送上天，開辟了人類宇航的新時代近五十年來，人類不僅發(fā)射了人造地球衛(wèi)星，還向宇宙空間發(fā)射了多個空間探測器空間探測器要飛向火星等其他行星，甚至飛出太陽系，首

2、先要克服地球?qū)λ囊Φ淖饔美碚撗芯勘砻鳎?物體在地球附近都受到地球?qū)λ娜f有引力的作用，具有引力勢能， 設(shè)物體在距地球無限遠處的引力勢能為零，則引力勢能可以表示為egmm，其中g(shù)r是萬有引力常量，m是地球的質(zhì)量，m是物體的質(zhì)量，r 是物體距地心的距離現(xiàn)有一個空間探測器隨空間站一起繞地球做圓周運動，運行周期為t，已知探測器的質(zhì)量為 m，地球半徑為r，地面附近的重力加速度為g要使這個空間探測器從空間站出發(fā)，脫離地球的引力作用，至少要對它做多少功?3（ 20 分）如圖所示， m、n為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，s1、 s2 為板上正對的小孔， n板右側(cè)有兩個寬度均為d 的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強

3、度大小均為b，方向分別垂直于紙面向里和向外， 磁場區(qū)域右側(cè)有一個熒光屏， 取屏上與1、 2 共線的o點為原點，s s向下為正方向建立x 軸m板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔s1 進入兩板間， 電子的質(zhì)量為 m，電荷量為e，初速度可以忽略（ 1）當(dāng)兩板間電勢差為 u0 時，求從小孔 s2 射出的電子的速度 v0。（ 2）求兩金屬板間電勢差 u在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場區(qū)域而打到熒光屏上（ 3）求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x 和金屬板間電勢差u的函數(shù)關(guān)系4（ 16 分）在一次“飛車過黃河”的表演中，摩托車在空中飛經(jīng)最高點后在對岸著地已知最高點到著地點的距離5 37 m，兩點間的水平距離為30

4、m忽略空氣阻力，求摩托車在最高點的速度為多少?（ g 取10 m/s2）5（ 19 分）如圖所示，坐標(biāo)空間中有場強為e 的勻強電場和磁感應(yīng)強度為 b 的勻強磁場， y 軸為兩種場的分界線，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置 （ l ，0）處，以初速度 v0 沿 x 軸正方向開始運動，2 mv0（ 1）帶電粒子進入磁場時速度的大小?（ 2）若要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d 應(yīng)滿足的條件 ?6（ 20 分）兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一平面內(nèi)，此平面與水平面間夾角為=30， 兩導(dǎo)軌間的距離為l ，導(dǎo)軌上面橫放著兩

5、根導(dǎo)體棒ab 和 cd（兩棒的長度與兩導(dǎo)軌間的距離相等），構(gòu)成矩形回路，如圖所示兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為，電阻均為mr，回路其余部分的電阻均不計，兩導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為3，且3假設(shè)兩根導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b開始時，棒 cd 靜止，棒 ab 有平行于導(dǎo)軌平面且沿導(dǎo)軌向下的速度v0，若兩導(dǎo)體棒在運動中不接觸，求：（ 1）當(dāng)棒 ab 的速度變?yōu)槌跛俣鹊? 時，棒 cd 切割磁感5av0bcd線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多少（ 2）在兩棒運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱量是多少?參考答案1（ 16 分）解：（ 1）小滑塊滑到

6、桌面右邊緣時的速度為 v1，由動能定理得mgs1 mv121 mv02（ 3 分）22小滑塊離開桌面后做平拋運動，設(shè)落到地面時的動能為ek，由機械能守恒得2mv1mghek（3 分）2由以上兩式得 ek =0.85j（ 2 分）（ 2）設(shè)小滑塊在桌面上滑動的時間為t 1，加速度大小為a，則v0v1ag（2 分）t1a設(shè)小滑塊離開桌面做平拋運動的時間為t 2hgt22（2 分）2小滑塊由初速v0 開始運動直至落到地面所用的時間t =t1t 2（ 2 分）由以上各式及代入數(shù)據(jù)得t =0.79s（ 2 分）2（ 18 分）解：空間探測器繞地球做圓周運動，有g(shù) mm4 2 mr，（ 3 分）r 2t

7、2rgmt 21可得空間站的軌道半徑(2) 3 （ 1 分）4由 g mmm v2，（ 3 分）r 2r可得空間探測器隨空間站一起運動時的動能為1mv2gmm （1 分）22r空間探測器隨空間站一起運動時的機械能為e1g mm1 mv2gmm .（3 分）r22r空間站要脫離地球的引力，機械能最小為e =0，因此，至少對探測器做功為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）根據(jù)動能定理，得eu0（ 2 分）1 mv02 （ 3 分）2由此可解得 v02eu0（ 1分）m（ 2）

8、欲使電子不能穿過磁場區(qū)域而打在熒光屏上，應(yīng)有 rmvd（3 分）ebd 2eb2而 eu1mv2由此即可解得 u（ 3 分）22m（ 3）若電子在磁場區(qū)域做圓周運動的軌道半徑為r ，穿過磁場區(qū)域打在熒光屏上的位置坐標(biāo)為x，則由軌跡圖可得x2r2 r 2d 2（5 分）注意到 rmv 和 eu1 mv2 （ 2 分）eb2所以，電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x 和金屬板間電勢差 u的函數(shù)關(guān)系為22emu2emu2 2b2d 2eb2（ 3 分）x(d e)(u )eb2m4解析：車從最高點到著地點的運動可看成是平拋運動，此過程中，車的水平位移x=30m，豎直分位移 y(537) 23025m 則此過

9、程所用時間t2 y1.0sg vx30 m/s=30m/s 0t1.05解：（ 1）帶電粒子在電場中做類平拋運動，設(shè)運動的加速度為a，由牛頓運動定律得：=qe ma設(shè)粒子出電場、 入磁場時速度的大小為v，此時在 y 軸方向的分速度為 vy，粒子在電場中運動的時間y=at l0t ，則有 v=v t解得： vyv0vv02vy22v0（ 2）設(shè) v 的方向與 y 軸的夾角為vy2得：=45，則有 cos2v粒子進入磁場后在洛倫茲力作用下做圓周運動，如圖所示，則有： rmvqb由圖中的幾何關(guān)系可知， 要使粒子穿越磁場區(qū)域， 磁場的寬度應(yīng)滿足的條件為：d r(1 cos )結(jié)合已知條件，解以上各式可

10、得d (12) mv0qb6（ 1）導(dǎo)體棒 ab受重力沿斜面的分力11mg sinmg, 摩擦力 fmg cosmg 所22以從初始狀態(tài)至兩導(dǎo)體棒達共同速度的過程中，兩棒沿導(dǎo)軌方向合外力為零設(shè)棒 ab 的速度變?yōu)槌跛俣鹊? 時，棒 cd 的速度為 v，則由動量守恒定律5mv03mv mv05此時 cd 棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=blve2由得blv05（ 2）穩(wěn)定后兩棒向下運動過程中重力與摩擦力做功相等，所以產(chǎn)生焦耳熱q1 mv021 2mv222由得 q1 mv02 4021（ 14 分）小明家剛買車的第一天，小明的爸爸駕車拐彎時，發(fā)現(xiàn)前面是一個上坡。一個小孩追逐一個皮球突然跑到車前。小明的爸爸

11、急剎車，車輪與地面在馬路上劃出一道長12m的黑帶后停住。幸好沒有撞著小孩！小孩若無其事地跑開了。路邊一個交通警察目睹了全過程，遞過來一張超速罰款單，并指出最高限速是60km/h。小明對當(dāng)時的情況進行了調(diào)查：估計路面與水平面的夾角為15；查課本可知輪胎與路面的動摩擦因數(shù)0.60 ；從汽車說明書上查出該汽車的質(zhì)量是1570kg，小明的爸爸體重是60kg；目擊者告訴小明小孩重30kg，并用3.0s的時間跑過了4.6m 寬的馬路。又知cos15 =0.9659 ， sin15 =0.2588 。根據(jù)以上信息，你能否用學(xué)過的知識到法庭為小明的爸爸做無過失辯護？（取 g=9.8m/s 2）2（ 17 分）

12、如圖甲所示為電視機中顯象管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從 o點進入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏和重力 . 已知電子的質(zhì)量為mn上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖象，不計逸出電子的初速度m，電量為 e，加速電場的電壓為 u。偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為l 的長方形 abcd區(qū)域內(nèi)， 磁場方向垂直紙面， 且磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強度都是從 b0 均勻變化到 b0。磁場區(qū)域的左邊界的中點與o 點重合， ab 邊/s。由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的速與 oo平行，右邊界 bc與熒光屏之間的距離為度很大

13、， 所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認為磁感應(yīng)強度不變，即為勻強磁場，不計電子之間的相互作用。（ 1）求電子射出電場時速度的大??；（ 2）為使所有的電子都能從磁場的bc邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度的最大值；（ 3）熒光屏上亮線的最大長度是多少？3（選修 3-3 ）（ 8 分）我們生活在大氣的海洋中，那么包圍地球大氣層的空氣分子數(shù)有多少呢？請設(shè)計一個估測方案， 并指出需要的實驗器材和需要測定或查找的物理量， 推導(dǎo)出分子數(shù)的表達式 ( 由于大氣高度遠小于地球半徑 r，可以認為大氣層各處的重力加速度相等 ) 。_4（選修 3-4 ）（ 8 分）如圖所示，一等腰直角棱鏡，放在真空中，

14、ab=ac=d. 在棱鏡側(cè)面ab 左方有一單色光源 s，從 s 發(fā)出的光線 sd以 60入射角從 ab側(cè)面中點射入，當(dāng)它從側(cè)面 ac 射出時，出射光線偏離入射光線的偏向角為 30，若測得此光線傳播的光從光源到棱鏡面 ab 的時間跟在棱鏡中傳播的時間相等，那么點光源 s 到棱鏡 ab 側(cè)面的垂直距離是多少？5（選修 3-5 ）（ 8 分）如圖所示，有、b兩質(zhì)量為= 100kg 的小車，在光滑水平面以相am同的速率 v =2m/s 在同一直線上相對運動，a 車上有一質(zhì)量為m= 50kg 的人至少要以多0大的速度 ( 對地 ) 從 a 車跳到 b 車上，才能避免兩車相撞？參考答案1解析：能進行無過失

15、辯護。對汽車整體分析由牛頓第二定律得，mg sinfma nmg cos0又 fn所以 ag cosg sin代入數(shù)據(jù)得a=8.22m/s 2剎車可以認為做勻減速過程，末速度為零根據(jù) vt2v022as所以 v02as28.221215m / s16.67m/ s60km/ h ，故不超速。2 解析：（1 ）設(shè)電子射出電場的速度為v ，則根據(jù)動能定理，對電子的加速過程有1 mv2 eu2解得 v2eum（ 2）當(dāng)磁感應(yīng)強度為 b0 或 b0 時（垂直于紙面向外為正方向），電子剛好從 b 點或 c 點射出設(shè)此時圓周的半徑為 r，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有：r2l2( rl)2，25l解得 r4電子

16、在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，因此有：evb0v 2mr42mu解得 b0e5l（ 3）根據(jù)幾何關(guān)系可知，4tan3ll4s/d，則 d設(shè)電子打在熒光屏上離o點的最大距離為2s tan32由于偏轉(zhuǎn)磁場的方向隨時間變化，根據(jù)對稱性可知，熒光屏上的亮線最大長度為d2dl8s33解析： 需要的實驗器材是氣壓計. 需要測量和查找的物理量是大氣壓p0、空氣的平均摩爾質(zhì)量 m、地球半徑 r和重力加速度g。分子數(shù)的推導(dǎo)如下：（ 1）設(shè)大氣層的空氣質(zhì)量為m，由于大氣高度遠小于地球半徑r，可以認為大氣層各處的重力加速度相等，由 mgp0 s4 r2 p0 ，得 m4 r2 p0。g（ 2）大氣層中空氣的摩爾數(shù)為m4 r2 p0 。nm mg（ 3）由阿伏加得羅常數(shù)得空氣分子數(shù)為n nn a4 r2 p0 n a 。mg4解析：如圖所示，由折射定律，光線在折射時有 sin60 =nsin 在 bc面上出射時，nsin =ns