2020屆高考物理試題創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、2020屆高考物理試題創(chuàng)新設(shè)計(jì)1. 16分如下圖，慣性列車(chē)翻動(dòng)過(guò)山車(chē)裝置由圓軌道與兩段斜軌連接而成，列車(chē)從斜軌高處無(wú)動(dòng)力靜止滑下，經(jīng)過(guò)圓軌道后再?zèng)_上另一斜軌.列車(chē)質(zhì)量為m，圓軌道半徑為R，假設(shè)將列車(chē)看成質(zhì)點(diǎn),同時(shí)不計(jì)摩擦.求：1要保證列車(chē)能安全通過(guò)圓軌道，那么斜軌高度至少多少？2假設(shè)列車(chē)較長(zhǎng)，不能看成質(zhì)點(diǎn)，同時(shí)要考慮列車(chē)與軌道間摩擦，那么對(duì)斜軌高度有何影響.假設(shè)列車(chē)由許多節(jié)構(gòu)成，總長(zhǎng)恰為2nR,列車(chē)高度不計(jì)，摩擦阻力也不考慮，為保證列車(chē)能安全通過(guò)圓軌道，求斜軌高度至少多少？2. 16分如圖，當(dāng)紫外線照耀鋅板時(shí)，有光電子逸出，設(shè)某光電子質(zhì)量為m,電量為e,以初速v。平行于電場(chǎng)線方向從鋅板上飛出，

2、假設(shè)要使光電子通過(guò)時(shí)刻t時(shí)具有的電勢(shì)能與剛逸出時(shí)具有的電勢(shì)能相同不計(jì)電子的重力，AB間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，那么：1A、B兩極板所接電源的極性.2電場(chǎng)強(qiáng)度E為多少？3AB兩極所加電壓的最小值為多少?3. 20分間距為L(zhǎng)=1m的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面成30°角放置.導(dǎo)軌上端連有阻值為0.8Q的電阻R和理想電流表A,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面，現(xiàn)有質(zhì)量為m=1kg，電阻r=0.2Q的金屬棒，從導(dǎo)軌底端以10m/s的初速度v°沿平行導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，如下圖.現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌平面，且垂直于棒的外力F作用，使棒向上作減速運(yùn)動(dòng).棒在導(dǎo)軌平面的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，

3、每1s內(nèi)在電阻R上的電壓總是平均變化1.6V.求：1電充表讀數(shù)的最大值.2從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到電流表讀數(shù)為零的過(guò)程中，棒的機(jī)械能如何變化，變化了多少？3在答題卷上畫(huà)出金屬棒在導(dǎo)軌上整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，作用于棒的外力F隨時(shí)刻t的變化關(guān)系取F沿導(dǎo)軌向上為正方向.gWr415分在天體演變的過(guò)程中，超紅巨星發(fā)生超新星爆炸后，會(huì)有氣體塵埃以云霧的形式向四面八方噴出，而爆炸之后剩余的星體核心部分，能夠形成中子星。中子星是通過(guò)中子之間的萬(wàn)有引力結(jié)合而成的球狀星體，結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，具有極高的密度。1中子星中存在著一定量的質(zhì)子和電子，這是因?yàn)樽杂蔂顟B(tài)的中子專(zhuān)門(mén)不穩(wěn)固，容易發(fā)生衰變生成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，請(qǐng)寫(xiě)出該核反應(yīng)方

4、程，并運(yùn)算該核反應(yīng)中開(kāi)釋出的能量為多少J?質(zhì)子質(zhì)量m=1.007277u，中子質(zhì)量m=1.008665u，電子質(zhì)量pum=0.00055u,1u=1.6606X10-27kg結(jié)果保留兩位有效數(shù)字e2某中子星密度為10i7kg/m3，半徑為10km,求該中子星的衛(wèi)星運(yùn)行的最小周期衛(wèi)星的軌道近似為圓軌道，萬(wàn)有引力恒量G=6.67X10-iiNm2/kg2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字518分在光滑的水平地面上停著一輛小車(chē)，小車(chē)頂上的一平臺(tái)，其上表面上粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.8，在靠在光滑的水平桌面旁并與桌面等高，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=2kg的物體c以速度v°=6m/s沿光滑水平桌面向右運(yùn)動(dòng)，滑過(guò)小車(chē)平

5、臺(tái)后從A點(diǎn)離開(kāi)，恰好能落在小車(chē)前端的B點(diǎn)，此后物體c與小車(chē)以共同速度運(yùn)動(dòng)，小車(chē)質(zhì)量為M=4kg,0點(diǎn)在A點(diǎn)的正下方，0A=0.8m，0B=1.2m,g=10m/s2，求：系統(tǒng)的最終速度和物體c由A到B所用的時(shí)刻;620分如下圖，在地面鄰近，坐標(biāo)系xoy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在x0的空間內(nèi)還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。一個(gè)帶正電的油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn)，始終沿與水平方向成角a=30。的斜向下的直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入x>0的區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在x>0的區(qū)域內(nèi)加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，假設(shè)帶電油滴做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)x軸上的N

6、點(diǎn)，且MO=NO,求：1油滴運(yùn)動(dòng)的速率大小；2在x0空間內(nèi)所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；3油滴從x軸上的M點(diǎn)開(kāi)始到達(dá)軸上的N點(diǎn)所用的時(shí)刻。參考答案116分解：1列車(chē)在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)，有mg=m弓2分2分得h=5R22從列車(chē)較長(zhǎng)，不能看作質(zhì)點(diǎn)的角度考慮，列車(chē)作圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，重心下降，因此高度能夠下降.2列車(chē)在全過(guò)程中機(jī)械能守恒mg(h-2R)=丄mv222分從考慮阻力的角度看，由于列車(chē)要克服阻力做功，高度應(yīng)增加.2分3當(dāng)整個(gè)列車(chē)恰好在圓軌道時(shí)，對(duì)最上方那節(jié)車(chē)廂分析，有mg=m-節(jié)2分列車(chē)在全過(guò)程中機(jī)械能守恒mgh=mgR+丄mv222分得h=1.5R2分2解：1既然要求光電子通過(guò)時(shí)刻t，具有開(kāi)始時(shí)的電勢(shì)

7、能，即電場(chǎng)力做功為零，這就要求現(xiàn)在電子返回到動(dòng)身點(diǎn)，因此：左板鋅板接正，右板接負(fù)4分2a=eE2分由速度公式一v0=v0一a，得.2分E=2mV02分mm00et3由動(dòng)能定理：mv2=eU204分mv2U=o-2e2分由速度位移關(guān)系一v：=2as得：一102=2(2)S.S=25m2分E=mgh=mgssin30°=1x10x25x=125Jp機(jī)械能增加值A(chǔ)E=E2一丄mv21x1x100=75J221分2分3.解：速度最大時(shí)，£最大，電流I最大,.£=BLv2分.i=二=1%1X10=10a-3分M0"Mr+r0.8+0.2-2當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)，棒上

8、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為£,有e=BLv1分由閉合電路歐姆定律，得e=1(R+r)1分電阻R兩端電壓U,由歐姆定律U=IR1分得u=RBLV式中R、r、B、L均為定值，故也=-RB工型=.蘭恒定吃分R+rAt(R+r)AtAtRBLAt金屬棒應(yīng)向上作勻減速運(yùn)動(dòng)，且a=Av=X1"m/s2=2m/s21分At0.8x1x14M=pV=p寸R32分T=1x10-3S2分Ft圖線為完整正確地作出圖線得4分4.1核反應(yīng)方程：/nT1H0e2分E=4mc2=1.0086651.0072270.00055X1.6606X011GMm4兀2丨4兀2R310-27X(3X108)2=1.3X10-13

9、j2分2=mR3分T=2分R2T2GM5.1水平方向動(dòng)量守恒mv廣(m+M)v2分v=mv0=2m/s2分豎直方向上:0(m+M)OA=h=gt2/2t=,，2h=0.4s2分gr2mv=mv+Mv2分vtvt二OB0A1A1"a"1=OB/1=3m/S2分叮皿3卩mgL=11mv2一mv202A22Mvi2v=4m/sA4分2分L=1.123m2分6.qBvsina=Eq3分3分v=E/Bsin30°=2E/B2分2qE=mgtg30°2分qE=mg2分E=E/tg30°=、3E2分方向豎直向上1分3qvB=mv2/R1分R=mv/qBT=2

10、兀R/v=2m/qB1分粒子與y軸交于p點(diǎn)，MP=NP="3R2分粒子軌跡所對(duì)的圓心角為120°,t=Mp/V+T/33分由2可知：m/q=E/gtg30°=3E/g3分=（9+3屈）Et3Bg2分2018屆高考物理試題創(chuàng)新設(shè)計(jì)1.14分小明家剛買(mǎi)車(chē)的第一天,小明的爸爸駕車(chē)拐彎時(shí),發(fā)覺(jué)前面是一個(gè)上坡。一個(gè)小孩追逐一個(gè)皮球突然跑到車(chē)前。小明的爸爸急剎車(chē),車(chē)輪與地面在馬路上劃出一道長(zhǎng)12m的黑帶后停住。幸好沒(méi)有撞著小孩！小孩假設(shè)無(wú)其事地跑開(kāi)了。路邊一個(gè)交通警察目睹了全過(guò)程，遞過(guò)來(lái)一張超速罰款單，并指出最高限速是60km/h。小明對(duì)當(dāng)時(shí)的情形進(jìn)行了調(diào)查：估量路面與水平面

11、的夾角為15°；查課本可知輪胎與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)R=0.60；從汽車(chē)講明書(shū)上查出該汽車(chē)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(shí)刻跑過(guò)了4.6m寬的馬路。又知cos15°=0.9659，sin15°=0.2588。依照以上信息，你能否用學(xué)過(guò)的知識(shí)到法庭為小明的爸爸做無(wú)過(guò)失辯護(hù)？取g=9.8m/s2217分如圖甲所示為電視機(jī)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(chǎng)加速后，從0點(diǎn)進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，通過(guò)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖象，不計(jì)逸出電子

12、的初速度和重力.電子的質(zhì)量為m,電量為e，加速電場(chǎng)的電壓為U。偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)方形ABCD區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)刻的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度差不多上從一B0平均變化到B0o磁場(chǎng)區(qū)域的左邊界的中點(diǎn)與。點(diǎn)重合，AB邊與00/平行,右邊界BC與熒光屏之間的距離為s。由于磁場(chǎng)區(qū)域較小，且電子運(yùn)動(dòng)的速度專(zhuān)門(mén)大，因此在每個(gè)電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)電子之間的相互作用。1求電子射出電場(chǎng)時(shí)速度的大小；2為使所有的電子都能從磁場(chǎng)的BC邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值；3熒光屏上亮線的最大長(zhǎng)度是多少？3

13、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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)估測(cè)方案，并指出需要的實(shí)驗(yàn)器材和需要測(cè)定或查找的物理量，推導(dǎo)出分子數(shù)的表達(dá)式（由于大氣高度遠(yuǎn)小于地球半徑R，能夠認(rèn)為大氣層各處的重力加速度相等）。4.8分如下圖，一等腰直角棱鏡,放在真空中,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(diǎn)射入，當(dāng)它從側(cè)面AC射出時(shí)，出射光線偏離入射光線的偏向角為30°，假設(shè)測(cè)得此光線傳播的光從光源到棱鏡面AB的時(shí)刻跟在棱鏡中傳播的時(shí)刻相等，那么點(diǎn)光源S到棱鏡AB側(cè)面的垂直距離是多少?5.8分如下圖，有A、B兩質(zhì)量為M

14、=100kg的小車(chē)，在光滑水平面以相同的速率v0=2m/s在同一直線上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，A車(chē)內(nèi)有一質(zhì)量為m=50kg的人至少要以多大的速度（對(duì)地）從A車(chē)跳到B車(chē)內(nèi)，才能幸免兩車(chē)相撞？參考答案1解析：能進(jìn)行無(wú)過(guò)失辯護(hù)。對(duì)汽車(chē)整體分析由牛頓第二定律得，mgsin0+f=maN一mgcos0=0又f=卩N因此a=pgcos0+gsin0代入數(shù)據(jù)得a=8.22m/s2剎車(chē)能夠認(rèn)為做勻減速過(guò)程，末速度為零因此v0依照V2一V：=2as=、：2as=、】2x8.22x12<15m/s<16.67m/s=60km/h，故不超速。2解析：1設(shè)電子射出電場(chǎng)的速度為v,那么依照動(dòng)能定理，對(duì)電子的加速過(guò)程有mv

15、2=eU解得v=：比m2當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B或一B時(shí)00垂直于紙面向外為正方向，電子剛好從b點(diǎn)或c點(diǎn)射出設(shè)現(xiàn)在圓周的半徑為R,如下圖，依照幾何關(guān)系有:R2=L+(R)2，25L解得R=4電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，因此有：evB=m210R解得B=±：2mU05Le43依照幾何關(guān)系可知，tana=3L4s=+-設(shè)電子打在熒光屏上離0/點(diǎn)的最大距離為d,那么d=L+stana2由于偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向隨時(shí)刻變化，依照對(duì)稱(chēng)性可知，熒光屏上的亮線最大長(zhǎng)度為D=2d=L+33.解析：需要的實(shí)驗(yàn)器材是氣壓計(jì)需要測(cè)量和查找的物理量是大氣壓p。、空氣的平均摩爾質(zhì)量M、地球半徑R和重力加速度go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(yuǎn)小于地球半徑R,能夠認(rèn)為大氣層各處的重力加速度相等由mg-p0S-4-R2p°，得m=叫。g2大氣層中空氣的摩爾數(shù)為MMg3由阿伏加得羅常數(shù)得空氣分子數(shù)為4兀R2pN=nN=°NoAMgA4.解析：如下圖，由折射定律，光線在AB面上折射時(shí)有sin60°=nsina在BC面上出射時(shí)，nsinB二nsinY由幾何關(guān)系，a+B=90°§