高考物理创新题（一）
第I 卷（选择题 共40分）
一、本题共10小题；每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．一个原子核X a b 进行一次α
衰变后成为原子核Y c d
，然后又进行一次β
衰变，成为原子Z
f
g ：
Z Y X
f g c d a
b ?→?β?→?α
它们的质量数a 、c 、f 及电荷数b 、d 、g 之间应有的关系是（ ） A ．a=f+4 B ．c=f C ．d=g-1 D ．b=g+1
2．用同一回旋加速器分别对质子（H 1
1
）和氘核（
H 2
1）加速后（ ） A ．质子获得的动能大于氘核获得的动能 B ．质子获得的动能等于氘核获得的动能 C ．质子获得的动能小于氘核获得的动能 D ．无法判断
3．长木板A 放在光滑水平面上，质量为m 的物块初速度0v 滑上A 的水平上表面，它们的v-t 图象如图7—1所示，则从图中所给的数据110t v v 、、及物块质量m 可以求出 （ ）
A ．A 板获得的动能
B ．系统损失的机械能
C ．木板的最小长度
D ．A 、B 之间的动摩擦因数
4．一根张紧的水平弹性长绳上的a 、b 两点，相距14．Om ，b 点在a 点的右方，当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a 点的位移达到正向最大时，b 点的位移恰为零，且向下运动，经过1．00s 后，a 点的位移为零，且向下运动而b 点的位移恰到负向最大，则这列简谐横波的波速可能等于（ ） A ．4．67m/s B ．6m/s C ．10m/s D ．14m/s
5．如图7—2所示，A ，B 为两个等量异号电荷的金属球，将两个不带电的金属棒C 、D 放在两球之间，则下列说法正确的是（ ）
A ．C 棒的电势一定高于D 棒的电势
B ．若用导线将
C 棒的x 端与
D 棒的y 端连接起来的瞬间，将有从y 流向x 的电子流 C ．若将B 球接地，B 球所带的负电荷全部进入大地
D．若将B球接地，B球所带的负电荷还将保留一部分
6．如图7—3所示，为一正在工作的理想变压器，原线圈匝数
600
n
1
=
匝，副线圈匝数
120
n
2
=
匝，
C、D两点接在最大值为2
220的正弦交变电源上，电路中装有额定电流2A的熔丝B，为使熔丝不超过额定电流，以下判断中正确的是（）
A．副线圈的负载功率不能超过440W
B．副线圈的电流最大值不能超过2
10
C．副线圈的电流有效值不能超过10A
D．副线圈的负载总电阻不能超过4．4Ω
7．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天瓶口的软木塞不易拔出，其主要原因是（）
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．白天气温升高，大气压强变大
D．瓶气体因温度降低而压强减小
8．下列说法正确的是（）
A．一切波都可以产生衍射
B．光导纤维传递信号是利用光的全反射原理
C．太阳光下的肥皂泡表面呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象
D．激光防伪商标，看起来是彩色的，也是光的干涉
9．如图7—4所示，一带电粒子垂直射入一自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体
的阻尼作用，其运动径迹的为一段圆弧线，则从图中可以判断（不计重力）（）
A．粒子从A点射入，速率逐渐减小
B．粒子从A点射入，速率逐渐增大
C．粒子带负电，从B点射入磁场
D．粒子带正电，从A点射入磁场
10．如图7—5所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时（）
①小球的动能先增大后减小 ②小球在离开弹簧时动能最大 ③小球动能最大时弹性势能为零 ④小球动能减为零时，重力势能最大
A ．①③
B ．①④
C ．②③
D ．②④
第Ⅱ卷（非选择题 共110分）
二、本大题共3小题，共20分，把答案填在题中的横线上或按题目要求做图。
11．（6分）如图7—6所示，A 、B 、C 为匀强电场中的三点，构成边长为a 的等边三角形，场强为E ，方向平行于ABC 平面，已知电子从A 运动到B 时，动能增加k E ?；质子从A 运动到C 时动能减少k E 2?，则该匀强电场的场强E 为____________，方向___________。
12．（7分）（1）有下列物理实验：
A ．利用单摆测重力加速度
B ．验证欧姆定律
C ．水波的干涉现象
D ．研究光电效应规律
E ．α粒子散射实验。（1）在环绕地球运行的太空实验室中，可以进行的有____________。（填写字母）
（2）为测竖直向上抛石块所做的功，除石块外，尚需测量仪器___________和___________（只允许用两种），所需测量的物理量为___________和___________，上抛石块所做的功为W=___________。 13．（7分）用三棱镜作测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针21P P 和，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线，使1P 的像被2P 挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针43P P 、，使3P 挡住21P P 、的像，4P 挡住3P 和21P P 、的像。在纸上标出大头针位置和三棱镜如图7—7所示。
（1）在本题的图上作出所需的光路；
（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是___________，在图上标出它们； （3）计算折射率的公式是n=___________。
三、本题共7小题，90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（11分）一竖直发射的火箭在火药燃烧2s 内具有3g 的向上的加速度，不计空气阻力，g 取2
s /m 10，求当它从地面发射后：
（1）它具有的最大速度为多大? （2）它能上升的最大高度。
15．（12分）如图7—8所示，光滑的水平轨道与电阻R 相连，置于方向竖直向下的匀强磁场中，轨道间距离为2L ，长为3L 的导体棒AC 垂直导轨放置，在水平向右的外力作用下，AC 棒向右运动，匀速运动时的速度为v ，若磁场的磁感应强度为B ，AC 棒的电阻为R ，其余电阻不计。求： （1）D 、C 两点的电势差DC U 和AC 两点电势差AC U ； （2）此时作用在AC 棒上的外力多大?
16．（12分）半径为R 的玻璃半圆柱体，横截面积如图7—9所示，圆心为O ，两条平行单色红光，沿截面积射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A 为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B ，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光折射率3n
。求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 的距离d?
17．（13分）处于静止状态的某原子核X ，发生α衰变后变成质量为M 的原子核Y ，被释放的α粒子垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为r ，设α粒子质量为m ，质子的电量为e ，试求：
（1）衰变后α粒子的速率a v 和动能k a E （2）衰变后Y 核的速率
y
v 和动能k Y E ；
（3）衰变前X 核的质量X M
18．（13分）如图7—10所示，倾角为30°的直角三角形底边长为2L ，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨。现在底边中点O 处固定一正电荷Q ，让一个质量为m 带正电的点电荷q 从斜面顶端A 沿斜边滑下，（整个运动过程中始终不脱离斜面）已测得它滑到斜边上的垂足D 处时速度为v ，加速度为a ，方向沿斜面向下，试求该质点滑到斜边底端C 点时的速度和加速度各为多大?
19．（14分）由于地球自转，因而在发射卫星时，利用地球自转，可以尽量减少发射人造卫星时火箭所提供的能量，而且最理想的发射场地应该是地球赤道附近。现假设某火箭的发射场地就在赤道上，为了尽量节省发射卫星时需的能量，那么
（1）发射运行在赤道面上的卫星应该由___________向___________转（横线上分别填东、西、南、北四个方向中的一个）；
（2）如果某卫星的质量是
kg 1023
。由于地球的自转使卫星具有了一定的初动能，与地球没有自
转相比较，火箭发射卫星时所节省了能量，求此能量的大小；
（3）如果使卫星在地球赤道面的附近做匀速圆周运动，则火箭使卫星运行的速度相对于地面应达到多少?
20．（15分）如图7—11所示，S 为一个电子源，它可以在纸面的360°范围内发射速率相同的质量为m ，电量为e 的电子，MN 是一块足够大的挡板，与S 的距离OS=L ，挡板在靠近电子源一侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，问：
（1）若使电子源发射的电子有可能到达挡板，则发射速度最小为多大?
（2）如果电子源S 发射电子的速度为（1）中的2倍，则挡板上被电子击中的区域范围有多大?
参考答案 一、选择题
详解：
1．ABCD 根据核反应方程、质量数、电荷数相等
2．A 由
qB mv r =
质子和氘核经同样的电场2
mv 21qv =，而有k mE 2p =，可知，
加速一次，氘核的半径较大，即质子被加速的次数较多
3．ABCD 这是一个典型的板块模型，物块和板的初态已知，经t 时间达到同速。系统损失的机械能
2120k v )M m (21mv 21E +-=
?，又mgL E k μ=? ，L 即板长
4．AC 提示：由题意画图，找出t 与周期T 的关系和位移与波长的关系。
其中
λ
+=)43
k (S （k=0，1，2，3，……） s 1T )41n (t =+=（n=0，1，2，3，……）由
T v λ
=
求出波速的可能值
5．ABD 导体在静电场平衡的题目，从这类问题的结论和电场线可以进行判
断。沿着电场线的方向电势是降落的，由于有电场线到B 上，故B 会带负电荷 6．ABC 变压器出入P P =，有效值与最大值的关系：I 2I m =
7．D 瓶内气体经历一个等容过程，当温度降低、压强减小，外界大气压不变造成不易拔出
8．ABD 光学部分。该题对光的特性、干涉、衍射、全反射及应用进行考查，注意这些现象所要求的条件
9．AD 一段圆弧、轨道半径不变，由于受阻尼作用v 减小，由qB mv
r =
可知，
B 也应减小
10．B 小球放在弹簧上平衡F 撤出，小球向上有加速度，由此进行分析
二、填空题
11．场强E 的方向平行AC ，由C 指向A ，ae /E 2a /U E k CA ?==
解：在本题中，首先要确定一等势面，当电子从A 运动到B 时，电场力做正功，得B E eU W k BA 1?==且B A U U <；当质子从A 运动到C 时，电场力做负功，得e /E 2U E 2eU W k CA k CA 2=?==，综合分析，
AC AB U 21
U =
，可见AC 的中点D 的
电势与B 点的电势相等，B 、D 必处在同一等势面上，而在匀强电场中，等势面为一平面，质量m ，时间t ；
22t mg 21
mgh =
电场线必与BD 连线垂直，如图所示。
12．（1）B C D E （2）天平，秒表s ，质量m ，时间t 22t mg 21
mgh =
13．（1）光路图如图
（2）入射角i 、折射角r
r sin i
sin n =
三、计算题
14．A ）考点透视：考查动力学及运动学解决问题的方法 B ）标准答案： 解：
（1）先对火箭的运动、受力进行分析火箭先加速上升，又减速上升一段 s /m 60s /m 2g 3at v m =?==
（2）m
240m )18060(g 2v t v S S S 2
m 121=+=+=+=
C ）思维发散：这是一个运动学问题，先对运动情景认真分析，先以g
3a 1=加速上升，又以g 减速上升。
15．A ）考点透视：本题目考查电磁感应，闭合电路欧姆定律、安培力等知识点
B ）标准答案： 解：
（1）AC 棒匀速向右运动、垂直切割磁感线，产生感应电动势，在闭合回路中的有效切割长度CD=2L ， E=B ·2Lv
闭合电路中的电流
R 5BLv
2R
32R BLv 2I =+=
5BLv
6IR U DC =
=（CD 相当于电源，电阻R 为外电路）
BLv 511BLv 56BLv U U U DC AD AC =+
=+=
（2）AC 棒作匀速运动，则作用在AC 棒上的外力与DC 中电流所受的安培力
相等
R 5v
L B 12L 2BI F 22=
?=∴（注意AD 段有感应电动势而无感应电流）
C ）误区警示：在直流电路中注意外电路的路端电压，导体棒相当于电
源，其内阻不能忽视
16．A ）考点透视：考查光的折射现象，折射率，结合数学知识求解 B ）标准答案： 解：
（1）3R
由题意画图，2光线经两次折射后，折射角α=60°，由图可知
3R
30cos 2R OC =
?=
3R
30tan 3R 'OO =
?=
∴
（2）由于蓝光的折射率大于红光的折射率，因此光线2经半圆柱体后偏折更大，此时，d 将比上面结果要小
C ）思维发散：几何光学重要是要把图画出来，从中找出几何关系 17．A ）考点透视：这是大核反应、磁场、动量守恒定律的综合应用的好题目。综合题，重要的是分析物理过程，把一个复杂的物理过程分解为简单问题的结合。
B ）标准答案： 解：
（1）因为
r v m
Bqv 2a
a = α粒子的带电量为q=2e
所以m r e B 2mv 21E m Ber 2v 2222
a k a a =
==
（2）由动量守恒：
Mv mv y a =-
所以M r e B 2Mv 21E M Ber 2v 2222
g k y y =
==
（3）由质能方程2
mc E ?=? 而
k y
k a E E E +=?
所以
??? ??+=
?M 1m 1
c r e B 2m 22
22
衰变前X 核的质量
??? ??++
+=?++=M 1m 1
c r e B 2M m M M m M 22
22X
C ）思维发散：特别要注意，现代物理现象与经典物理学的综合应用，最近几年的高考题对这方面有所重视
18．A ）考点透视：这是一个电学、力学综合题，考查动能定理、电场力做功等，应注意几何关系 B ）标准答案：
（1）由图可知，
BO 2BC
BD ==
，△BOD 为等边三角形，可见B 、C 、D 在同
一个以O 为圆心的圆周上，即点电荷Q 的等势面上，故电荷q 从O 到C ，电场力
不做功，从D →C 由动能定理2
2c mv 21m 21mgh -=，h=Bdsin60°Bcsin30°。L 23
60sin =
?。gL 3v v 2
c +=
（2）设点电荷Q 在D 、C 产生磁场场强为正，又设q 在D 点受力分析，产生加速度a ，由牛顿第二定律F=mgsin30°-qEcos30°=ma ，q 在C 点：
c ma 30cos qE 30sin mg 'F =?-?=得：a g a c -=
C ）思维发散：在解决电场问题时，除了动力学的牛顿运动学定律，还可应用动能定律求解，注意电场力做功特点
19．A ）考点透视：万有引力部分的考查，并涉及到实际问题的讨论 B ）解： （1）西东
（2）在发射之初，由于地球的自转，使得卫星具有一初速度，其大小为
s /km 47.0T R
2'v =π=
节省的能量
J 102.2'mv 21
E 82k ?==
（3）卫星在地球附近绕地球做圆周运动时
由牛顿第二定律得：
R v m
mg 2
= 即s /km 9.7Rg v ==
所以卫星相对于地面的速度应达到s /km 4.7'v v v 0=-=
C ）误区警示：卫星问题，有几个问题应搞清楚：区分发射速度，运行
速度及近地面运行速度问题
近地绕行时，一定要运用
R v m
mg 2
=这个关系。该题目考虑到了地球自转 20．A ）考点透视：磁场带电粒子的运动，临界条件的把握等 B ）标准答案： 解：
（1）设电子发射的最小速率为v ，如图所示，要使电子有可能到达挡板，
电子轨道半径至少为2L ，由
2L mv eBv 2
=
得m 2eBL
v =
（2）如果电子源S 发出电子的速率v ′=2v ，由
qB mv
r =
可知，其轨道半径应
为L ，当以速率v ′发射的电子在与SO 成150°方向射出时，电子从电子源S 沿半圆弧经C 到达挡板上最左位置A 点，由几何关系知L 3OA =；当发射速度v ′
恰沿SO 方向时，电子沿41
圆弧经D 点掠过挡板上最右位置B 点，由图知OB=L ，
因此挡板上被电子击中的区域范围为L )L 3(AB +=
C）误区警示：带电粒在磁场中运动的轨迹应画出。注意S电子源向360°的范围内发射，有多解情况