2010年北京高考物理
及答案解析
—学 习 改 变 命 运—
2010年北京高考理综试题物理部分
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
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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
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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: , , , ,最后记录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,仅与材料性及霍尔元件厚度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。
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—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
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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
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—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,,,,
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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
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