普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試仿真試題物理(六)

1、普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試仿真試題物理（六）本試卷分第I卷（選擇題共30分）和第n卷（非選擇題共70分）兩部分.考試時(shí)間為90分 鐘，滿分為100分.第I卷（選擇題共30分）一、選擇題（本大題共10小題，每小題3分，共30分.在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)是正確的，全選對(duì)的得3分，選不全的得1分，選錯(cuò)、多選或者不選得0分）普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試仿真試題物理（六）第H卷（非選擇題共70分）、非選擇題（本大題共6小題，共70分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.解答.有數(shù)值計(jì)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能給分算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單

2、位）11.（6分）某同學(xué)用圖示的裝置來(lái)測(cè)定一玩具電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出功率實(shí)驗(yàn)器材：玩具電動(dòng)機(jī)，帶有兩個(gè)固定鐵夾的鐵架臺(tái)，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源,重錘，細(xì)線，米尺，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙片，天平等 實(shí)驗(yàn)步驟:.把一根如圖所示，將玩具電動(dòng)機(jī)和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，并與電源接好細(xì)線固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)輪上，細(xì)線下端連接在重錘上端，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在重錘上.啟動(dòng)玩具電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)重錘上升，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源開(kāi)始打點(diǎn)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電動(dòng)機(jī)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量.已知交流電源周期 T=0.02s,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g=9.80m/s2.某次實(shí)

3、驗(yàn)測(cè)得重錘的質(zhì)量 為400.0g,得到的紙帶的一段如下圖所示.回答下列問(wèn)題（1）由紙帶上打下的點(diǎn)，可以判斷重錘做 運(yùn)動(dòng)；（2）由已知量和測(cè)得量求得玩具電動(dòng)機(jī)的輸出功率 P=;（3）你認(rèn)為玩具電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)輸出功率 計(jì)算值（填“大于”“等于”或“小于”）. 原因是：.答案：勻速（2分）（2）1.76W（2 分）（3）大于（1分）因阻力作用，重錘上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)的牽引力要比重錘的重力大（2分）12.（8分）一個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組在探究“小燈泡的發(fā)光情況與其兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，得出如 下U和I的數(shù)據(jù).Si#12345 678-U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0

4、200.0600.1000.1500.1650.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光（1）請(qǐng)你在下圖中畫(huà)出I-U圖線;（2）從數(shù)據(jù)或圖線上可以看出，當(dāng) U或功率逐步增大時(shí)，燈絲電阻的變化情況是 .這表明.（3）請(qǐng)你就該研究性學(xué)習(xí)小組的探究成果，舉一與之有關(guān)的事例或事實(shí) . 答案：（1）圖略（強(qiáng)調(diào)第四點(diǎn)不應(yīng)在所畫(huà)的線上）（2分）（2）開(kāi)始不變，后來(lái)逐漸變大（2分）導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大或?qū)w的電阻與溫度 有關(guān)（2分）（3）在額定電壓下使用白光燈或超導(dǎo)等.（2分）（只要舉例與之相關(guān)即可）13.（12分）20世紀(jì)40年代，我國(guó)物理學(xué)家朱洪元先生提出，電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做

5、勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出“同步輻射光”，輻射光的頻率是電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)頻率的k倍，大量實(shí)驗(yàn)證明，朱洪元先生的上述理論是正確的，并準(zhǔn)確測(cè)定了 k的數(shù)值，近年來(lái)同步輻射光已被應(yīng)用于大規(guī)模集成電路的光刻工藝中.若電子在某勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的同步輻射光的頻率為f,電子質(zhì)量為 m,電荷量為e,不計(jì)電子發(fā)出同步輻射光時(shí)損失的能量及對(duì)其 速率和軌道的影響.（1）寫(xiě)出電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T與同步輻射光的頻率 f之間的關(guān)系式；（2）求此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）若電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,求電子運(yùn)動(dòng)的速率.答案：（1）根據(jù)題意： 一=一,所以T=一.（3分）T kk（2）電子在勻強(qiáng)磁

6、場(chǎng)B中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由電子所受的洛倫茲力f=evB提供向心力.據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式得：evB=man（2分）2 二R2 二 2 八eB=mR（ -） （2 分）2 二m 2 二 mf所以B= - =1 .（2分）（3）據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式得：2 v evB二 一R所以v=eBR（3分） m2 二 Rf把代入得：v=一k2 二R2 二 Rf（另解：v= 聯(lián)立得v=）.14.（12分）一個(gè)質(zhì)量m=0.20kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在豎立的光滑圓環(huán)上的B點(diǎn),彈簧的上端固定于環(huán)的最高點(diǎn)A, OB與OA的夾角為0 =60° ,環(huán)的半徑 R=0.50m,彈簧的原長(zhǎng)L&#

7、176;=0.50m,勁度系數(shù)為4.8N/m,如圖所示.若小球從圖中所示位置 B點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑 到最低點(diǎn)C時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能E=0.06J.取重力加速度g=10m/s2,求：（1）小球到C點(diǎn)時(shí)的速度Vc的大??；（2）小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)作用力的大小和方向.答案：（1）小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受重力，環(huán)對(duì)它的作用力和彈簧對(duì)它的彈力作用，機(jī)械能 守恒，設(shè)C點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)mg CD = gmvJ+Ep（2 分）CD =R+Rcos。（2 分）聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得 vc=3m/s.（1分）（2）小球在C點(diǎn)時(shí)受重力、彈簧彈力和環(huán)對(duì)它的作用力，受力如圖所示，小球在C點(diǎn)所受合外力等于向心力：2N+F-mg=m -C-（2

8、分）F=kx （2 分）x=R（2分）聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得 N=3.2N.（1分）15 .（14分）“粒子發(fā)動(dòng)機(jī)”是飛行器上用的一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)，靜止在太空中的飛行器中，有 一種裝置，它利用電場(chǎng)加速帶電粒子，形成向外發(fā)射的高速粒子流，從而對(duì)飛行器產(chǎn)生反沖力，使其產(chǎn)生加速度.由于單位時(shí)間內(nèi)噴出的氣體粒子質(zhì)量很小，飛行器得到的加速度將非 常小，但經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間的加速，同樣可以得到很大的速度.某飛行器使用“粒子發(fā)動(dòng)機(jī)”技術(shù)，已知飛行器的質(zhì)量為M0=100kg（不計(jì)發(fā)射粒子后飛彳T器質(zhì)量的變化），發(fā)射的是1價(jià)氤離子，氤離子的等效電流大小為I=0.64A ,氤離子的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）為卜=9=7.2mx

9、105C/kg ,氣體氤離子被噴出時(shí)的速度v=3.0 x 104m/s.求：（1）加速電壓U;（2）粒子發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P。；（3）每秒鐘射出的氤粒子數(shù)N;（4）射出離子后，飛行器開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a（不考慮萬(wàn)有引力和其他力）；（5）飛行器要到達(dá)的目的地是博雷利彗星，計(jì)劃飛行3年（9.46 X 107s），試估算飛行器所需要攜帶的氤的質(zhì)量M.答案：（1）對(duì)單個(gè)氤離子，根據(jù)動(dòng)能定理知eU= g mv2（1 分）_12 （3 104）2_ 八得 U= 一 mv2= J V=625V .（1 分）2e 2 7.2 105（2）設(shè)t時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴出n個(gè)離子，則有Pot=n mv2（1 分）2ne 八氤離

10、子的電流Ml（1分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得P0=400W.（1分）（3）設(shè)每秒鐘射出的氤離子數(shù)為N,則有P0=NeU（1 分）400得N=衛(wèi)0 -為eU 1.6 10625=4X 1018（個(gè)）（2 分）5（4）根據(jù)動(dòng)量定理可知反沖力F= P- =Nmv=P 0（2 分）tkU所以，探測(cè)器的加速度為FP02 40022-4 2 八a=Jm /5m/s =2.7 x 10 m/s .（1 分）M0 M0 , kU 100 . 7.2 105 625（5）飛行器飛行3年，粒子發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為P°t=n mv2（1 分）2所需要攜帶的氤的質(zhì)量為M=nm （1 分）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得 M=84.09k

11、g.（1分）16 .（18分）如圖所示，質(zhì)量 M = 0.40kg的靶盒A位于光滑水平導(dǎo)軌上，開(kāi)始時(shí)靜止在O點(diǎn),在O點(diǎn)右側(cè)有范圍很廣的“相互作用區(qū)域”，如圖中的虛線區(qū)域.當(dāng)靶盒A進(jìn)入相互作用區(qū)域時(shí)便有向左的水平恒力F= 20N作用.在P處有一固定的發(fā)射器 B,它可根據(jù)需要瞄準(zhǔn)靶盒每次發(fā)射一顆水平速度 V0=50m/s、質(zhì)量m = 0.10kg的子彈，當(dāng)子彈打入靶盒 A后，便留在 盒內(nèi)，碰撞時(shí)間極短.若每當(dāng)靶盒A停在或到達(dá)。點(diǎn)時(shí)，就有一顆子彈進(jìn)入靶盒A內(nèi).求：相互作用區(qū)(1)當(dāng)?shù)谝活w子彈進(jìn)入靶盒A后，靶盒A離開(kāi)。點(diǎn)的最大距離；(2)當(dāng)?shù)谌w子彈進(jìn)入靶盒A后，靶盒A從離開(kāi)。點(diǎn)到又回到。點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間；(3)當(dāng)?shù)?00顆子彈進(jìn)入靶盒時(shí)，靶盒已經(jīng)在相互作用區(qū)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間總和答案：(1)設(shè)第一顆子彈進(jìn)入靶盒 A后，子彈與靶盒的共同速度為vi.根據(jù)碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有：mvo=(m+M)v i(2分)設(shè)A離開(kāi)。點(diǎn)的最大距離為si,由動(dòng)能定理有：-Fsi=0-q (m+M)v 12(2分)解得：S1=1.25m.(2 分)(2)根據(jù)題意，A在的，I、亙力F的作用返回O點(diǎn)時(shí)第二顆子彈正好打入，由于 A的動(dòng)量與 第二顆子彈動(dòng)量大小相同、方向相反，故第二顆子彈打入后，A將靜止在。點(diǎn).設(shè)第三顆子彈打入A后