高考物理科技前沿题速递

张北春

近年来高考物理试卷上出现了许多结合社会实际和科技前沿的好题，如：神舟飞船、宇宙探究、节能减排、铁路提速、磁悬浮列车，磁流体发电、高能加速器等，现对2013年高考社会热点题列举几例并略加分析。

一、航母弹射系统

【例1】（2013年广东卷）某航母跑道长200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2，起飞需要的最低速度为50m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为

A. 5m/s B. 10m/s C. 15m/s D. 20m/s

【解析】根据运动学方程，v2-v =2ax可得，需要借助弹射系统获得的最小初速度为v0=10m/s ，选项B正确。

【答案】B

【点评】本题题以航母为背景考查匀变速直线运动的规律，涉及运动学方程等知识，考查灵活运用所学知识分析实际问题的能力.

二、人造地球卫星

【例2】（2013年安徽卷）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP=- ，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为

A. GMm（ ） B. GMm（ ）

C. （ ） D. （ ）

【解析】卫星做匀速圆周运动，有 =m ，变形得 mv2= 。

即卫星的动能EK=

结合题意，卫星的机械能E=EK+EP=-

摩擦产生的热量等于卫星的机械能损失，即

Q=E1-E2=- -（- ）= （ ）

【答案】C

【点评】本题考查万有引力与航天，意在考查考生对万有引力定律、圆周运动相关公式的应用能力。难度中等。

三、神州九号飞船

【例3】（2013年新课标Ⅰ卷）2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的土气，下面说法正确的是

A. 为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B. 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加

C. 入不干涉，天宫一号的轨道高度将缓慢降低

D. 航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用

【解析】第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，是人造天体环绕地球运动的最大速度，第二宇宙速度是人造天体脱离地球引力，飞向太阳系的最小速度。神州九号和天宫一号是在环绕地球过程中完成对接的，轨道距地面有一定的高度，因此其速度小于第一宇宙速度，更小于第二宇宙速度。选项A错误；如不加干预，运动中由于空气阻力的作用，天宫一号的速率将变小，将做向心运动，这一过程中，由于万有引力做正功，速度又会增大，所以选项BC正确；因为宇航员所受的万有引力恰等于所需向心力，所以宇航员对别的物体没有压力，处于完全失重状态，并非不受万有引力作用，故选项D错误。

【答案】C

【点评】本题考查万有引力定律、牛顿第二定律，注意宇宙速度的意义。

四、喷墨打印机

【例4】（2013年广东卷）喷墨打印机的简化模型如图1所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中

A. 向负极板偏转

B. 电势能逐渐增大

C. 运动轨迹是抛物线

D. 运动轨迹与带电量无关

【解析】墨汁微粒带负电，受到的电场力与电场方向相反，电场力方向指向正极，墨汁微粒向正极偏转，选项A错误；电场力对墨汁微粒做正功，墨汁微粒的电势能逐渐减小，选项B错误；墨汁微粒水平方向做匀速直线运动，竖直方向受到的电场力为恒力，做匀加速直线运动，墨汁微粒的合运动是类平抛运动，运动轨迹是抛物线，选项C正确；运动轨迹是由受到的电场力情况决定的，而电场力F=qE，电场力与带电量有关，所以运动轨迹与带电量有关，选项D错误。

【答案】C

【点评】本题考查了电场力、电势能、类平抛运动的规律等知识，难度中等。

五、消防水龙带

【例5】（2013年安徽卷）由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28m3/min，水离开喷口时的速度大小为16 m/s，方向与水平面夹角为60度，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是（重力加速度g取10m/s2）（ ）

A. 28.8m 1.12×10-2m3 B. 28.8m 0.672m3

C. 38.4m 1.29×10-2m3 D. 38.4m 0.776m3

【解析】将初速度正交分解，得竖直方向分速度vy=vsin60°=24m/s，在竖直方向做上抛运动，水柱的高度h= =28.8m，水柱上升时间t= 2.4s，故水柱的水量V=Qt=1.12×10-2m3

【答案】A

【点评】本题考查曲线运动的规律，意在考查学生对功能关系和机械能的理解。难度中等。

六、“辽宁号” 舰载机

【例6】（2013年新课标Ⅰ卷）2012年11曰，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图v为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加——作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图3所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则

A. 从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10

B. 在0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化

C. 在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g

D. 在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变

【解析】由v-t图象与坐标轴围成的图形面积可知，在阻拦索作用下飞机滑动的距离约为110 m，约等于无阻拦索滑行距离1000m的十分之一。选项A正确由图象的斜率可知，0.4-2.5s，飞机做匀减速直线运动，就速度约为30m/s2=3g。选项C正确；则使其减速的合力（拦索的张力与摩擦阻力之和）恒定，但空气的阻力将逐渐减小，则拦索的张力逐渐增大。由于张力增大，飞机速率减小，不能确定张力的功率如何变化。选项BD错误。

【答案】AC

【点评】本题考查直线运动的v-t图像、牛顿第二定律和功。

（作者单位：安徽省怀宁县高河中学）

责任编校 李平安