2007年绍兴县高考原创性试题选编物理[下学期]

2007年绍兴县高考原创性试题选编 物理
1、(华甫中学 丁志银)国际天文学联合会大会投票决定，不再将冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”，从而确认太阳系只有8颗行星。与此同时，天文学家曾认为冥王星只有一颗命名为"卡戎"卫星的观点也被推翻，去年美国科学家通过"哈勃"太空望远镜搜索到了另外两颗距离比"卡戎"还要远两倍多的冥王星的卫星，即"尼克斯"和"许德拉"。 则卫星"卡戎"与"尼克斯"相比，下列说法正确的是：（?A、C、D? ）
A.星"卡戎"的运行线速度比"尼克斯"的运行线速度大
B.卫星"卡戎"的运行周期比"尼克斯"的运行周期大
C.卫星"卡戎"的运行加速度比"尼克斯"的运行加速度大
D.卫星"卡戎"的运行角速度比"尼克斯"的运行角速度大
2、(鉴湖中学 毛永伟)试研究长度为ｌ、横断面积为Ｓ的均匀导体中电流的流动．在导体两端加上电压Ｕ，于是导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子（－ｅ）受匀强电场作用而加速，而和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行边向前移动．可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度ｖ成正比，其大小可以表示成ｋｖ．（ｋ是常数）（1）电场力和碰撞的阻力相平衡时，导体中的电子的速率ｖ成为一定值．这时ｖ是多大？从①～④中选取一个正确的．（　②　）①（ｅｋＵ）／ｌ　　②（ｅＵ）／（ｌｋ）　　③（ｅｌＵ）／ｋ　　④ｅｌｋＵ（2）设单位体积的自由电子数为ｎ．自由电子在导体中以一定的速率ｖ运动时，该导体中所流过的电流是多大?从①～⑥选项中选取一个正确的．（　④　）①（ｅｎｖ）／ｌ　　②（ｅｎＳｖ）／ｌ　　　③（ｅｎｌｖ）／Ｓ④ｅｎｖＳ　　　　　⑤ｅｎｌｖ　　　　　　　⑥（ｅｎｖ）／Ｓ（3）该导体的电阻是多大?从①～⑥选项中选取一个正确的．（　①　）①（ｋｌ）／（ｅ２ｎＳ）　　②（ｋＳ）／（ｅ２ｎｌ）　　　③ｋ／（ｅ２ｎｌＳ）④（ｋｌ）／（ｅｎＳ） 　　 ⑤（ｋＳ）／（ｅｎｌ）　　　 ⑥ｋ／（ｅｎｌＳ）
3、(华甫中学 陈立军)某同学在科技活动中，设计一个实验装置来研究弹簧振子的运动规律，其结构如图所示，当滑块A在光滑的水平杆上做简谐运动时，滑块A发生位移并带动P在光滑的电阻丝上运动从而在BC间输出电压信号，成为示波器的信息源。已知A的质量为m，弹簧劲度系数为k、自然长度为L0，电源电动势为E、内阻不计，光滑电阻丝的总长度为L，电阻分布均匀，D是电阻丝的中点，系统静止时滑片P在D点，当A做简谐运动时带动滑片P在电阻丝上运动。请回答下列问题：
（1）当滑块A做简谐运动带动滑片P在光滑电阻丝上运动时，求出在B、C间得到的电压与滑块A相对于平衡位置位移x的关系式。
（2）为了研究弹簧振子的运动规律，可以用示波器观察在B、C间得到的电压信号的变化规律，请用线将B、C两点正确连接到示波器相应的接线柱上。这时“衰减”旋钮不能置于“　　　　”，“扫描范围”不能置于　　　档。若信号水平方向的幅度过小或过大，应该用　　　　旋钮进行调整，若信号过于偏于屏幕下方，应该用　　　　旋钮进行调整。
解析：（1）
（2）B点接示波器y输入，C点接示波器的地接线柱；“∞”；“外X”；“X增益旋钮”；“竖直位移旋钮”。
4、(柯桥中学 李永才)如图所示，线圈生产车间的传送带不停地水平传送边长为L、质量为m、电阻为R 的正方形线圈，传送带与线圈间的动摩擦因数为μ。在传送带的左端线圈无初速度地落在以恒定速度V 匀速运动的传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度V 后，线圈与传送带保持相对静止。然后通过一磁感应强度为B 的竖直向上的匀强磁场．已知每两个线圈间保持距离L 不变，匀强磁场的宽度为3L。求：
(1)每个线圈相对传送带滑动的距离；
(2)每个线圈通过磁场区域产生的焦耳热；
(3)传送带传送线圈的总功率．
解析：（1）线圈刚放到传送带上时，相对于传送带滑动的距离为s，则：2as=v2，
由牛顿第二定律得：ma=μmg， 联立以上两式解得：s=v2/（2μg）。
（2）线圈通过磁场时产生的感应电动势为：E=BLv，
线圈中的电流为：I=E/R=BLv/R，
线圈通过磁场过程而产生感应电动势所用的时间为：t=2L/v，
由以上几式可得线圈通过磁场时产生的焦耳热为：Q=I2Rt=2B2L3v/R。
（3）传送带每传送一个线圈所做的功W 分三个部分：线圈获得的动能1/2mv2；传送带
与线圈发生相对滑动时产生的内能μmgs；通过磁场时克服安培力所做的功而转化成的电能，最终又通过电流做功全部转化为焦耳热Q。所以：
W=1/2mv2+μmgs+Q= mv2+2B2L3v/R。
单位时间内传送带输送线圈的个数为：N=v/（2L），
所以传送带传送线圈的总功率为：P=NW= v/（2L）×（mv2+2B2L3v/R）。
5、 (华甫中学 何叶丹)如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关S相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B，一质量为m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻。
（1）当S接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入 电 路的阻值R多大？
（2）当S接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少？
（3）先把开关S接通2，待ab达到稳定速度后，再将开关S接到3。试通过推导，说明ab棒此后的运动性质如何？
解析：
（1）当S接1时，金属棒ab保持静止，受力平衡：
由（1）（2）式得：
（2）当S接2后，金属棒ab达到稳定速度时受力平衡：
mg=BIL，即，得
金属棒ab在下落s过程中，由动量定理得：
，其中 解得：
（3）S接3后的充电电流为： （3）
对金属棒ab应用牛顿第二定律可得： （4）
由（3）（4）式得
故金属棒ab做匀加速直线运动，电流是恒定的。
6、(鉴湖中学 王尧坤)３月２２日是联合国确定的“世界水日” (World Water Day) 。２００７年３月２２日是第１５个世界水日，其主题为“应对水短缺”。 中国是一个干旱缺水严重的国家,全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题.为使居民能够尽快引用到较为清洁的水资源，许多城市采用了送水的方式解决之一问题。一货车司机为尽快将最后一桶水送往灾区，以恒定加速度启动，因未关好车栏，而使距离车尾L的桶掉落在地,听到声音后司机开始紧急刹车,车便以恒定加速度做匀减速运动,求车停后,桶离车尾的距离.(已知桶和车的动摩擦因素为μ ,车身距离地面为h,且车减速前一直以恒加速运动)
解析：设桶离开车前的时间为，则有 得: 桶下落的时间：t2= 车总位移：S车=
桶总位移：S桶= 桶离车尾的距离：S= S车——S桶
7、（越崎中学 许光辉） 某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在摩椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人看成质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘。可绕竖直转轴OO′转动，设轻绳长l=10m质点的质量m=60kg，转盘不动时静止的质点与转轴之间的距离d=4m.转盘慢慢加速运动，经过一段时间后转速保持稳定，此时质点与转轴之间的距离变为D=10m且保持不变。不计空气阻力，绳子不可伸长，取g=10m/s2。求：
（1）最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少？
（2）转盘从静止到启动稳定这一过程，绳子对质点做了多少功？
解析：（1）设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ，质点所处的位置和受力情况如图所示，可得（受力图2分）
质点所受合力提供向心力
Fn=mgtanθ=mω2D 代入数据解得ω=0.86rad/s
（2）质点上升的高度 h=1－lcosθ=2m
质点匀速转动时的线速度 v=ωD
转盘从静止启动到转速稳定这一过程，绳子对质点做的功等于质点机械能的增加量
W=mv2+mgh 代入数据解得W=3450 J
8、(柯桥中学 陈耀)如图，直角坐标系xOy中，x<0的区域存在沿+y方向的匀强电场，场强大小为E，在x>0的区域存在一个垂直纸面的矩形有界磁场，其左方边界和下边界与Oy，Ox轴重合，磁感应强度大小为B（图中未画出），现有一质量为m，电荷量为e的电子从第二象限的某点P以速度v0=BeL/6m沿+x轴方向开始运动，以2v0的速度经坐标为（0，L）的Q点，再经磁场偏转恰好从坐标原点O沿x轴的负方向返回电场，求：
（1）P点的坐标 （2）矩形磁场的的最小面积。（不计电子的重力）
解析：（1）电子在电场中做类平抛运动到Q点
v1=v0 （1） V1= （2）
由（1）（2）得 t=
电子沿x轴的位移x=v0t==
电子沿y轴的位移y=t2= 则P点的坐标为（—，L+ ）
（2）电子是从N点进入磁场的，电子在磁场中做圆周运动，sinθ== θ=300
电子在磁场中做圆周运动的半径为r==
所以矩形磁场的最小面积为S= （r+r sinθ）=