2010年北京高考物理试题及答案解析

2010年北京高考物理试及答案解析 —学 习 改 变 命 运— 2010年北京高考理综物理部分 第?卷 一、单项选择题 13.属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中，( ) B.时间间隔具有相对性 A.真空中光速不变 C.物体的质量不变 D.物体的能量与质量成正比 14.对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是( ) A.在相同介质中，绿光的折射率最大 B.红光的频率最高 C.在相同介质中，蓝光的波长最短 D.黄光光子的能量最小 15.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为 26 4×10J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( ) 3618 139A.10 kg B.10kg C.10 kg D.10 kg 16.一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( ) ,,,343A. B C D 3G,G,G,4,G, 17.一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。 3T某时刻的波形如图1所示，此后，若经过周期开始计时，则图2描述的是( ) 4 A.a处质点的振动图象 B.b处质点的振动图象 C.c处质点的振动图象 D.d处质点的振动图象 18.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因 素(如图)。设两极板正对面积为S，极板间的距离为 d,静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变， 若( ) A.保持S不变，增大d,则θ变大 1 —学 习 改 变 命 运— B.保持S不变，增大d,则θ变小 C.保持d不变，减小S,则θ变小 D.保持d不变，减小S,则θ不变 19.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡和分别串联一个LL12 带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R， 使L和L发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，12 断开S。若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L的电流I、流过11L的电流l随时间t变化的图像是( ) 22 20(如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图像反映了某质 点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令x轴和y轴分别表 示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理 量之间的关系。下列说法中正确的是( ) A.若x轴表示时间,y轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 B.若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系 C.若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图像可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系 D.若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路的感应电动势与时间的关系 2 —学 习 改 变 命 运— 第?卷 二、实验题 21.(18分) (1)甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计 ，改装成量范围是0~4V的直流电压表。 ?她按图1所示电路、用半偏法测定电流计 的内电阻r，其中电阻Rg0约为1k 。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用 ，电阻器R应选用 ，电阻器R应选用 (选填器材前的字母)。 12 A.电源(电动势1.5V) B.电源(电动势6V) C.电阻箱(0~999.9 ) D.滑动变阻器(0~500 ) E.电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0~5.1k ) F.电位器(0~51k ) ?该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R的阻值调至最大。后续的实验操2 作步骤依次是: , , , ,最后R的阻值并整理好器材。(请按合理的1 实验顺序，选填下列步骤前的字母) A.闭合S 1 B.闭合S 2 C.调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 2 D.调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 2 E.调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 1 F.调节R的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 1 ?如果所得的R的阻值为300.0 ，则图1中被测电流计 的内阻r的测量值为 ,该测1g量值 实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。 ?给电流计 联(选填“串”或“并”)一个阻值为 k 的电阻，就可以将该电流计 改装为量程4V的电压表。 (2)乙同学要将另一个电流计 改装成直流电压表，但他仅借到一块电压表 、一个电池组E、一个滑动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻。 ?该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表 直接与一个定值电阻R相连接，组成一个电压表;然后用标准电压表 校准。请你画完图2方框中 3 —学 习 改 变 命 运— 的校准电路图。 ?实验中，当定值电阻R选用17.0k 时，高整滑动变阻器R′的阻值，电压表 的示数是4.0V时，表的指针恰好指到满量程的五分之二;当R选用7.0k 时，调整R′的阻值，电压表 的示数是2.0V，表 的指针又指到满量程的五分之二。 由此可以判定，表 的内阻r是 k ，满偏电流Ig是 mA。若要将表 改装g 为量程是15V的电压表，应配备一个 k 的电阻。 三、计算题 22.(16分) 如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角 ,37?，运动员的质量m,50 kg。不计 2空气阻力。(取sin37?,0.60，cos37?,0.80;g取10 m/s)求 (1)A点与O点的距离L; (2)运动员离开O点时的速度大小; (3)运动员落到A点时的动能。 4 —学 习 改 变 命 运— 23.(18分)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。 如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场EH，同时产生霍尔电势差U。H当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E和U达到稳定值，U的大小与I和B以HHH ，其中比例系数R称为堆尔系数，仅与性及霍尔元件厚度d之间满足关系式U,RHHH 质有关。 (1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为l，请写出U和E的关系式;若半导体材料是电HH 子导电的，请判断图1中c、f哪端的电势高; (2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数RH的表达式。(通过横截面积S的电流I,nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率); )图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装 (3 着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。 a.若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。 b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。 5 —学 习 改 变 命 运— 24.(20分) 雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为m，初速度0为v，下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为m。此后每经过同样的距离l01 后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为m、m……m……(设各质量为已23n 知量)。不计空气阻力。 (1)若不计重力，求第n次碰撞后雨滴的速度v′; n (2)若考虑重力的影响， a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度v和v′; 1n 21' b.求第n次碰撞后雨滴的动能 mvnn2 6 —学 习 改 变 命 运— 答案 ?卷 13. A 14. C 15. D 16. D 17. B 18. A 19. B 20. C ?卷 21((18分) (1)?B C F ?B C A E ?300 略小于 ? 串 19.7 (2)? 如右图所示 ? 3.0 0.50 27.0 22.(16分) 102(1)运动员在竖直方向做自由落体运动，有Lsin37= gt2 2gtA点与O点的距离 L= =75m 02sin37 (2)设运动员离开O点的速度为V。运动员在水平方向做匀速直线运动， 0即 Lcos37 =Vt 0 解得 V=20 m/s 0 (3)有机械能守恒，取A点为重力势能零点，运动员落到A点时的动能为: 12E,mgh，mv,32500J KA02 23.(18分) (1 )U,EL (1) c端电势高 HH IB(2)由UR ,HHd dd得 RUEL (2) ,,HHNIBIB eE,evB当电场力与洛伦磁力相等时 H E,vB得 ? H 7 —学 习 改 变 命 运— I,nevS又 ? 将?、?带入(2) ddld1RVBLVL,,,,得 HIBvevSneSne (3)a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则 P,mNt P 圆盘转速为 N,mt b.提出的实例或设想爱合理即可 24((20分) '(1)不计重力，全过程中动量守恒， mv,mv00nn m'0得 v,vn0mn (2)若考虑重力的影响，雨滴下降过程中做及速度为g的匀速运动，碰撞瞬间动量守恒 222v,v，2gla. 第一次碰撞前 v,v，2gl1010 '第一次碰撞后 mv,mv0111 m'20 v,v，2gl10m1 22'第2次碰撞前， v,v，2gl21 222,,,,，mmm22001,,,,vv2gl,，简化得 202,,,,mm1,,1,, 第2次碰撞后，利用 ? 式得 2222,,,,2,,，mmmm'221001,,,,,,v,v,v，2gl 22022,,,,,,mmm2,,22,,,, 8 —学 习 改 变 命 运— 2222,,2,,，，mmmm'0012,,,,同理，第3次碰撞后v,，2gl ?????? 32,,,,mm3,,3,, ,n1,,22m,,,i2,,m'2,00i,,,,第n次碰撞后 ,， vv2gln02,,,,mmn,,n,,,, n,1211'222动能，， mv,mv，2glm,nn00i22mi,0n 9