2022年高考物理 考點(diǎn)訓(xùn)練例題精析 專(zhuān)題23 創(chuàng)新設(shè)計(jì)與新情景問(wèn)題

2022年高考物理 考點(diǎn)訓(xùn)練例題精析 專(zhuān)題23 創(chuàng)新設(shè)計(jì)與新情景問(wèn)題1（5分）照明電路中，為了安全，一般在電能表后面電路上安接一漏電保護(hù)器，如圖所示，當(dāng)漏電保護(hù)器的ef兩端未接有電壓時(shí)，脫扣開(kāi)頭K能始終保持接通，當(dāng)ef兩端有一電壓時(shí)，脫扣開(kāi)關(guān)K立即斷開(kāi)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A站在地面上的人觸及b線(xiàn)時(shí)（單線(xiàn)接觸電），脫扣開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，即有觸電保護(hù)作用B當(dāng)用戶(hù)家的電流超過(guò)一定值時(shí)，脫扣開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，即有過(guò)流保護(hù)作用C當(dāng)相線(xiàn)和零線(xiàn)間電壓太高時(shí)，脫扣開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，即有過(guò)壓保護(hù)作用D當(dāng)站在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線(xiàn)和d線(xiàn)時(shí)（雙線(xiàn)觸電）脫扣開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，即有觸電保護(hù)作用2（5分）在新世紀(jì)來(lái)臨之際,我國(guó)天文工作者通過(guò)計(jì)算確定了我國(guó)新世紀(jì)第一道曙光的到達(dá)地浙江溫嶺的石塘鎮(zhèn)(天文上規(guī)定:太陽(yáng)發(fā)出的光線(xiàn)與地球相切于A點(diǎn)的時(shí)刻,就是A點(diǎn)的日出時(shí)刻,如圖所示,)但由于地球大氣層的存在,光線(xiàn)會(huì)發(fā)生折射,因此,地球上真實(shí)看到的日出的時(shí)刻與天文上規(guī)定的日出時(shí)刻有所不同.已知地球平均半徑為6371km,日地距離約為1.5×108km,假設(shè)A點(diǎn)為石塘鎮(zhèn),地球大氣層厚度約為20km,若認(rèn)為大氣層是均勻的,且折射率為1.00028,則由于大氣層的存在,石塘鎮(zhèn)看到的真實(shí)日出的時(shí)刻比天文上規(guī)定的第一道曙光要( )到達(dá)A.提前5s B.提前50s C.推遲5s D.推遲50s53（6分）在“長(zhǎng)度的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整卡尺兩測(cè)腳間距離，主尺和游標(biāo)的位置如圖所示.此時(shí)卡尺兩測(cè)腳間狹縫寬度為_(kāi) _ mm；若要狹縫寬度調(diào)到0.20 mm，應(yīng)使游標(biāo)上第_ _條刻度線(xiàn)與主尺上表示_ _ mm的刻度線(xiàn)重合.4（4分）在光滑水平面上的O點(diǎn)系一長(zhǎng)為I的絕緣細(xì)線(xiàn)，線(xiàn)的另一端系一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球.當(dāng)沿細(xì)線(xiàn)方向加上場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，小球處于平衡狀態(tài).現(xiàn)給小球一垂直于細(xì)線(xiàn)的初速度v0，使小球在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若v0很小，則小球第一次回到平衡位置所需時(shí)間為 .5（8分）給你一個(gè)長(zhǎng)木板、一個(gè)木塊和一只彈簧秤，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)，要求實(shí)驗(yàn)方法合理，最大限度減小誤差。（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖（2）實(shí)驗(yàn)要測(cè)量的物理量為 、 。動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為 。8（8分）如圖所示的電路，Rx為電阻500的負(fù)載， R1、R2為兩個(gè)用于調(diào)節(jié)負(fù)載電壓的滑線(xiàn)變阻器，已知AB間電壓為12V，Rx的工作電壓為8V，兩個(gè)滑線(xiàn)變阻器的最大阻值分別為20和200，則： 的作用是粗調(diào)，選擇 的滑線(xiàn)變阻器， 的作用是微調(diào)，選擇 的滑線(xiàn)變阻器176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×10009（8分）利用如圖所示的一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫(huà)線(xiàn)作導(dǎo)線(xiàn)將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。10（10分）小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖. 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線(xiàn)變阻器（變化范圍010）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干.（2）在右圖中畫(huà)出小煤泡的UI曲線(xiàn).（3）如果第15題實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻是2.0.問(wèn)：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？（簡(jiǎn)要寫(xiě)出求解過(guò)程；若需作圖，可直接畫(huà)在第（2）小題的方格圖中）11（8分）圖中R為已知電阻，Rx為待測(cè)電阻，K1為單刀單擲開(kāi)關(guān)，K2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，V為電壓表（內(nèi)阻極大），E為電源（電阻不可忽略）?，F(xiàn)用圖中電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E及電阻Rx寫(xiě)出操作步驟：由R及測(cè)得的量，可測(cè)俄E_,=_12（8分）下圖為一測(cè)量燈泡發(fā)光強(qiáng)度的裝置，AB是一個(gè)有刻度的底座，兩端可裝兩個(gè)燈泡。中間帶一標(biāo)記線(xiàn)的光度計(jì)可在底座上移動(dòng)，通過(guò)觀察可以確定兩邊燈泡在光度計(jì)上的照度是否相同。已知照度與燈泡的發(fā)光強(qiáng)度成正比、與光度計(jì)到燈泡的距離的平方成反比?，F(xiàn)有一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度I0的燈泡a和一個(gè)待測(cè)燈泡b。分別置于底座兩端（如圖）(1) 怎樣測(cè)定待測(cè)燈泡的發(fā)光強(qiáng)度？_(2) 簡(jiǎn)單敘述一個(gè)可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。_。13（10分）2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中的一項(xiàng)，是獎(jiǎng)勵(lì)戴維斯和小柴昌俊在“探測(cè)宇宙中的中微子”方面取得的成就.中微子是超新星爆發(fā)等巨型天體在引力坍縮過(guò)程中，由質(zhì)子和電子合并成中子的過(guò)程中產(chǎn)生出來(lái)的.1987年在大麥哲倫星云中的一顆編號(hào)為SN1987A的超新星發(fā)生爆發(fā)時(shí)，位于日本神岡町地下1km深處一個(gè)直徑10m的巨大水池（其中盛有5萬(wàn)噸水，放置了1.3萬(wàn)個(gè)光電倍增管探測(cè)器）共捕獲了24個(gè)來(lái)自超新星的中微子.已知編號(hào)為SN1987A超新星和地球之間的距離為17萬(wàn)光年（取1光年=9.46×1015m）.設(shè)中子的質(zhì)量為mn，電子的質(zhì)量為mp，中微子的質(zhì)量可忽略.（1）寫(xiě)出12個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子合并成中子的核反應(yīng)方程；（2）設(shè)1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子合并成1個(gè)中子過(guò)程中所吸收（或釋放）的核能為E，寫(xiě)出計(jì)算E大小的表達(dá)式；（3）假設(shè)編號(hào)為SN1987A的超新星發(fā)生爆發(fā)時(shí)向周?chē)臻g均習(xí)地發(fā)射中微子，且其中到達(dá)日本神岡町地下巨大水池的中微子中有50%被捕獲，試估算編號(hào)為SN1987A的超新星爆發(fā)時(shí)所釋放出的中微子的總數(shù)量.（保留1位有效數(shù)字）14（10分）如圖甲所示，為一液體槽，、面為銅板，、面及底面為絕緣板，槽中盛滿(mǎn)導(dǎo)電液體(設(shè)該液體導(dǎo)電時(shí)不發(fā)生電解)現(xiàn)用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)銅絲在下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺，銅絲的上端固定在點(diǎn)，下端穿出鐵球使得單擺擺動(dòng)時(shí)細(xì)銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸，過(guò)點(diǎn)的豎直線(xiàn)剛好在邊的垂直平分面上在銅板、面上接上圖示電源，電源內(nèi)阻可忽略，電動(dòng)勢(shì)，將電源負(fù)極和細(xì)銅絲的上端點(diǎn)分別連接到記憶示波器的地和輸入端（記憶示波器的輸入電阻可視為無(wú)窮大）現(xiàn)將擺球拉離平衡位置使其在垂直于、面上振動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)，就可通過(guò)記憶示波器觀察擺球的振動(dòng)情況圖乙為某段時(shí)間內(nèi)記憶示波器顯示的擺球與板之間的電壓波形，根據(jù)這一波形（）求單擺的擺長(zhǎng)（取約2等于10,取=10m/s2）；（）設(shè)邊長(zhǎng)為4cm，則擺球擺動(dòng)過(guò)程中偏離板的最大距離為多大?地記憶示波器圖甲V6.04.02.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0s圖乙答案：1D 2B D 3BCD 4B 50.65 4 4 6 7(1)如圖(2)彈簧秤稱(chēng)木塊重F1，拉木板時(shí)彈簧秤讀數(shù)F2 = F2/ F18 R1 ， 20，R2，2009V176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測(cè)，由電壓、電阻就可以算出電流。電路圖如右。實(shí)驗(yàn)方法有兩種：改變電阻箱阻值，讀出兩組外電阻和對(duì)應(yīng)的路端電壓值R1、U1、R2、U2，根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩種情況下的方程，。解這個(gè)方程組可得E和r：。10（1）見(jiàn)下圖（2）見(jiàn)右圖（3）作出U=圖線(xiàn)，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實(shí)際功率為0.28瓦11解析：電壓表內(nèi)阻極大，所以可用電壓表直接測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中涉及的未知的物理量有電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻及電阻Rx，所以至少要測(cè)量三組數(shù)據(jù)。（1）K1斷開(kāi)，K2接到a端，記下電壓表的讀數(shù)U1；K2仍接到a端，閉合K1，記下電壓表的讀數(shù)U2；K1仍閉合，K2接到b端，記下電壓表的讀數(shù)U3. （2）U1 12（1）接通電源，移動(dòng)光度計(jì)，使燈泡a和一個(gè)待測(cè)燈泡b照度相等，測(cè)量出它們與光度計(jì)各自距離r1、r2則有 I/r22=I0/r12, I= I0 r22/r12 (2)減小誤差方法就是多次測(cè)量求平均值。13（1） 或 （2）（3） 5×1042個(gè)1425cm 3cm