普通高等学校招生全国统一考试仿真试题物理(六)

1、普通高等学校招生全国统一考试仿真试题物理(六 )本试卷分第卷(选择题共30 分 )和第卷(非选择题共70 分 )两部分.考试时间为90 分钟，满分为100 分 .第卷 (选择题共30 分 )一、选择题 (本大题共10 小题，每小题3 分，共 30 分 .在每小题列出的四个选项中，至少有一个是正确的，全选对的得3 分，选不全的得1 分，选错、多选或者不选得0 分 )普通高等学校招生全国统一考试仿真试题物理 (六)第卷 (非选择题共70 分 )二、非选择题 (本大题共6 小题，共70 分 .把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不

2、能给分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11.(6 分 )某同学用图示的装置来测定一玩具电动机在稳定状态下的输出功率.实验器材： 玩具电动机， 带有两个固定铁夹的铁架台，电磁打点计时器， 低压交流电源，重锤，细线，米尺，纸带，复写纸片，天平等.实验步骤：如图所示，将玩具电动机和电磁打点计时器固定在铁架台上，并与电源接好.把一根细线固定在电动机的转轮上， 细线下端连接在重锤上端， 将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在重锤上 .启动玩具电动机带动重锤上升，同时接通打点计时器电源开始打点.经过一段时间，关闭打点计时器和电动机，取下纸带，进行测量.用天平测出重锤的质量.已知交流电

3、源周期T=0.02s，当地的重力加速度为g=9.80m/s 2.某次实验测得重锤的质量为 400.0g，得到的纸带的一段如下图所示 .回答下列问题 (1) 由纸带上打下的点，可以判断重锤做_运动；(2) 由已知量和测得量求得玩具电动机的输出功率P=_ ；(3) 你认为玩具电动机的实验输出功率_计算值 (填“大于”“等于” 或“小于” ).原因是： _.答案： (1)匀速 (2 分 )(2)1.76W(2 分 )(3) 大于 (1 分 )因阻力作用，重锤上升时，电动机的牵引力要比重锤的重力大(2 分)12.(8 分 )一个研究性学习小组在探究“小灯泡的发光情况与其两端电压的关系”时，得出如下U和

4、I的数据.编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1500.1650.1900.2000.205灯泡发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光(1) 请你在下图中画出 I-U 图线；(2) 从数据或图线上可以看出，当U 或功率逐步增大时，灯丝电阻的变化情况是_.这表明 _.(3) 请你就该研究性学习小组的探究成果，举一与之有关的事例或事实_.答案： (1)图略 (强调第四点不应在所画的线上)(2 分 )(2) 开始不变，后来逐渐变大 (2 分)导体的电阻随温度的升高而增大或导体的电阻与温度有关 (2 分)(3) 在

5、额定电压下使用白光灯或超导等.(2 分 )(只要举例与之相关即可)13.(12 分 )20 世纪 40 年代，我国物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动频率的k 倍，大量实验证明，朱洪元先生的上述理论是正确的，并准确测定了k 的数值， 近年来同步辐射光已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中.若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f ，电子质量为m，电荷量为e，不计电子发出同步辐射光时损失的能量及对其速率和轨道的影响.(1) 写出电子做匀速圆周运动的周期T 与同步辐射光的频率 f 之间的关系式；(2) 求

6、此匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；(3) 若电子做匀速圆周运动的半径为R，求电子运动的速率 .答案： (1)根据题意：1=f ，所以 T=f.(3 分)Tkk(2) 电子在匀强磁场B 中做匀速圆周运动，由电子所受的洛伦兹力f=evB 提供向心力 .据牛顿第二定律和圆周运动公式得：evB=ma n (2 分 )e2 R B=mR(2)2(2 分 )TT2 m2 mf.(2 分 )所以 B=keT(3) 据牛顿第二定律和圆周运动公式得：v 2evB=R所以 v= eBR (3 分 )m2 Rf把代入得：v=k(另解： v=2 R 联立得 v= 2 Rf ).Tk14.(12 分 )一个质量 m=

7、0.20kg 的小球系于轻质弹簧的一端，且套在竖立的光滑圆环上的B 点，弹簧的上端固定于环的最高点A， OB 与 OA 的夹角为 =60，环的半径 R=0.50m ，弹簧的原长 L 0=0.50m ，劲度系数为4.8N/m ，如图所示 .若小球从图中所示位置B 点由静止开始滑到最低点 C 时，弹簧的弹性势能E=0.06J.取重力加速度g=10m/s2 ，求：(1) 小球到 C 点时的速度 vc 的大小；(2) 小球在 C 点时对环作用力的大小和方向.答案： (1) 小球在运动过程中受重力，环对它的作用力和弹簧对它的弹力作用，机械能守恒，设 C 点为重力势能零点mg CD = 1 mv c2+E

8、 p (2 分 )2CD =R+Rcos (2 分 )联立代入数据得vc=3m/s.(1 分)(2) 小球在 C 点时受重力、弹簧弹力和环对它的作用力，受力如图所示，小球在C 点所受合外力等于向心力：N+F-mg=m vC 2 (2 分 )RF=kx (2 分 )x=R (2 分 )联立代入数据得N=3.2N.(1 分 )15.(14 分 )“粒子发动机”是飞行器上用的一种新型发动机，静止在太空中的飞行器中，有一种装置， 它利用电场加速带电粒子， 形成向外发射的高速粒子流， 从而对飞行器产生反冲力，使其产生加速度 .由于单位时间内喷出的气体粒子质量很小，飞行器得到的加速度将非常小，但经过足够长

9、时间的加速，同样可以得到很大的速度.某飞行器使用“粒子发动机”技术，已知飞行器的质量为M 0=100kg( 不计发射粒子后飞行器质量的变化)，发射的是 1 价氙离子， 氙离子的等效电流大小为I=0.64A ，氙离子的比荷 (电荷量与质量之比 )为 k= e =7.2m 105C/kg ，气体氙离子被喷出时的速度v=3.0 104m/s.求：(1) 加速电压 U ；(2) 粒子发动机的功率 P0；(3) 每秒钟射出的氙粒子数 N；(4) 射出离子后，飞行器开始运动时的加速度a(不考虑万有引力和其他力 )；(5) 飞行器要到达的目的地是博雷利彗星，计划飞行3 年 (9.46107s)，试估算飞行器

10、所需要携带的氙的质量M.答案： (1)对单个氙离子，根据动能定理知eU=1mv2 (1 分 )2得 U=12(3104 )25 V=625V .(1 分 )2emv =27.210(2)设 t 时间内，发动机喷出n 个离子，则有P0t=n1mv2 (1 分 )2氙离子的电流I= ne (1 分 )t联立并代入数据得P0=400W. (1 分 )(3) 设每秒钟射出的氙离子数为 N ，则有P0=NeU(1 分 )得 N=p0400=4 1018(个)(2 分) eU 1.610 19625(4) 根据动量定理可知反冲力F=p =Nmv=P 02 (2 分 )tkU所以，探测器的加速度为a=FP0

11、2 4002m/s2=2.7 10-4m/s2. (1 分 )M 0M 0kU 1007.2 105625(5) 飞行器飞行 3 年，粒子发动机做的功为P0t=n 1 mv2 (1 分 )2所需要携带的氙的质量为M=nm (1 分 )联立并代入数据得M=84.09kg.(1 分 )16.(18 分 )如图所示，质量M 0.40kg 的靶盒 A 位于光滑水平导轨上，开始时静止在O 点，在 O 点右侧有范围很广的“相互作用区域”，如图中的虚线区域.当靶盒 A 进入相互作用区域时便有向左的水平恒力F 20N 作用 .在 P 处有一固定的发射器B，它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度v0 50m/

12、s、质量 m0.10kg 的子弹，当子弹打入靶盒A 后，便留在盒内，碰撞时间极短.若每当靶盒A 停在或到达O 点时，就有一颗子弹进入靶盒A 内 .求：(1) 当第一颗子弹进入靶盒 A 后，靶盒 A 离开 O 点的最大距离；(2) 当第三颗子弹进入靶盒 A 后，靶盒 A 从离开 O 点到又回到 O 点所经历的时间；(3) 当第 100 颗子弹进入靶盒时，靶盒已经在相互作用区中运动的时间总和.答案： (1)设第一颗子弹进入靶盒A 后，子弹与靶盒的共同速度为v1.根据碰撞过程系统动量守恒，有：mv0 =(m+M)v 1 (2 分)12设 A 离开 O 点的最大距离为 s1，由动能定理有： -Fs1=0-(m+M)v 1 (2 分 )2解得： s1=1.25m.(2 分 )(2) 根据题意， A 在的恒力 F 的作用返回 O 点时第二颗子弹正好打入，由于A 的动量与第二颗子弹动量大小相同、方向相反，故第二颗子弹打入后，A 将静止在 O 点 .设第三颗子弹打入 A 后，它们的共同速度为v3 ，由系统动量守恒得：