物理高考试题

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‎2009‎ 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 A. 伽利略发现了行星运动的规律 B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量 C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 答案BD。‎ ‎【解析】行星运动定律是开普勒发现的A错误；B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运 动的原因，C错误；D正确。‎ ‎15. 地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为 A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.2‎ 答案B。‎ ‎【解析】天体的运动满足万有引力充当向心力即可知，可见木星与地球绕太阳运行的线速度之比，B正确。‎ ‎16. ‎ 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负 C．1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正 答案A。‎ ‎【解析】依据右手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏，因此电极a、b的正负为a正、b负；当稳定时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则，可得，A正确。‎ ‎17. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 A．时刻的瞬时功率为 B．时刻的瞬时功率为 C．在到这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为 答案BD。‎ ‎【解析】0-2t0 内物体的加速度为，2t0 时刻的速度为，在3t0时刻的瞬时速度，则时刻的瞬时功率为，A错误；B正确；在到这段时间内，由动能定理可得 ‎，则这段时间内的平均功率，D正确。‎ E M N ‎18. 空间有一均匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标，N点的坐标为，P点的坐标为。已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为 A. B.‎ C. D.‎ 答案D。‎ ‎【解析】将立体图画成平面图，如图所示，可见P点沿电场线方向为MN的四等分线，故P点的电势为，D正确。‎ ‎19. 如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是 答案C ‎【解析】依据右手定则，可知在0-内，电流方向M到O，在在电阻R内则是由b到a，为负值，且大小为为一定值，内没有感应电流，内电流的方向相反，即沿正方向，内没有感应电流，因此C正确。‎ ‎20. 如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 A. 物块先向左运动，再向右运动 B. 物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动 C. 木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动 D. 木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零 答案BC.‎ ‎【解析】对于物块由于运动过过程中与木板存在相对滑动，且始终相对木板向左运动，因此木板对物块的摩擦力向右，所以物块相对地面向右运动，且速度不断增大，直至相对静止而做匀速直线运动，B正确；对于木板由作用力与反作用力可知受到物块给它的向左的摩擦力作用，则木板的速度不断减小，知道二者相对静止，而做直线运动，C正确；由于水平面光滑，所以不会停止，D错误。‎ ‎21. 水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则 A. F先减小后增大 B. F一直增大 C. F的功率减小 D. F的功率不变 答案AC。‎ ‎【解析】由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：，两式联立解得，可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率，可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大，则功率P逐渐减小，C正确，D错误。‎ 第Ⅱ卷 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个小题考生都必须做答。第33题~第41题为选考题，考生根据要求做答。‎ ‎（一）必考题（11题，共129分）‎ ‎22.（4分）‎ 某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图。由图可读出= cm, = ‎ 答案2.25，6.860‎ ‎【解析】游标卡尺的读数；‎ 螺旋测微器的读数。‎ ‎23.(11分)‎ 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。‎ （1） 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。‎ 光敏电阻,符号R1‎ ，‎ 灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号 ‎ 保护电阻,符号，R2‎ ，‎ 电磁开关，符号 ，‎ 蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。‎ （1） 回答下列问题：‎ ‎① 如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻的阻值范围为 。‎ ‎② 在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。‎ 答： 。‎ ‎③ 任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。‎ 答： 。‎ 答案：‎ ‎（1）电路原理如图所示。（4分）‎ ‎（2）①20 （2分） 160~520（2分）‎ ‎②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。‎ ‎③电磁起重机 ‎【解析】（1）要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1，2串联，3，4与路灯串联；则电路图如图所示。‎ ‎（2）‎ ‎①由U=IR得励磁线圈允许加的最大电压为U=ImR=0.1×200V=20V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得，，因此保护电阻的阻值范围为160~320；‎ ‎②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。‎ ‎③电磁起重机 ‎24．（14分）‎ 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心。为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至=0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）‎ ‎【解析】设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为：在 被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为。则有+=S ①式中S为投掷线到圆心O的距离。‎ ‎ ② ③‎ 设冰壶的初速度为，由功能关系，得 ④‎ 联立以上各式，解得 ⑤‎ 代入数据得 ⑥‎ ‎25．(18分)‎ 如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=,。不计重力。求 ‎（1）M点与坐标原点O间的距离；‎ ‎（2）粒子从P点运动到M点所用的时间。‎ ‎【解析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为；在轴正方向上做匀速直线运动，设速度为，粒子从P点运动到Q点所用的时间为，进入磁场时速度方向与轴正方向的夹角为，‎ 则 ① ② ③‎ 其中。又有 ④‎ 联立②③④式，得 因为点在圆周上，，所以MQ为直径。从图中的几何关系可知。‎ ‎ ⑥ ⑦‎ ‎（2）设粒子在磁场中运动的速度为,从Q到M点运动的时间为,‎ 则有 ⑧ ⑨‎ 带电粒子自P点出发到M点所用的时间为为 ⑩‎ 联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得 ‎35．［物理——选修3-4］（15分）‎ ‎（1）（5分）某振动系统的固有频率为，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是_______（填入选项前的字母，有填错的不得分）‎ A．当时，该振动系统的振幅随增大而减小 B．当时，该振动系统的振幅随减小而增大 C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于 D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于 ‎（2）（10分）一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。‎ ‎【解析】35.[物理——选修3-4]（15分）‎ ‎ （1）BD ‎ （2）‎ 设入射角为i，折射角为r，由折射定律得 ‎ ①‎ ‎ 由已知条件及①式得 ‎ ②‎ ‎ 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图1所示。设出射点为F，由几何关系可得 ‎ ③‎ 即出射点在AB边上离A点的位置。‎ 如果入射光线在法线的左侧，光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。‎ 由几何关系可知，在D点的入射角 ‎ ④‎ 设全发射的临界角为，则 ‎ ⑤ ‎ 由⑤和已知条件得 ‎ ⑥‎ 因此，光在D点全反射。‎ ‎ 设此光线的出射点为E，由几何关系得 ‎∠DEB=‎ ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ 联立③⑦⑧式得 ‎ ⑨‎ 即出射点在BC边上离B点的位置。‎ ‎36．［物理——选修3-5］（15分）‎ ‎（1）（5分）关于光电效应，下列说法正确的是_______（填入选项前的字母，有填错的不得分）‎ A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 ‎（2）（10分）两质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后双滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。 ‎ ‎【解析】36.[物理——选修3-5]（15分）‎ ‎（1）A（5分）‎ ‎（2）（10分）‎ 设物块到达劈A的低端时，物块和A的的速度大小分别为和V，由机械能守恒和动量守恒得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 设物块在劈B上达到的最大高度为，此时物块和B的共同速度大小为，由机械能守恒和动量守恒得 ‎ ③‎ ‎ ④‎ 联立①②③④式得 ‎ ⑤‎ ‎2011‎ 二、选择题：本大题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 ‎15.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能 ‎ A. 一直增大 ‎ B. 先逐渐减小至零，再逐渐增大 ‎ C. 先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 ‎ D. 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大 ‎16.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是 ‎ A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小 B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 ‎17.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则 ‎18.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是 A.只将轨道长度L变为原来的2倍 B.只将电流I增加至原来的2倍 C.只将弹体质量减至原来的一半 D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变 ‎19.卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105m/s）‎ A.0.1s B..25s C.0.5s D.1s ‎20.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）‎ ‎21.如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2‎ 的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题（11题，共129分）‎ ‎22.（5分）‎ ‎ 为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎ （1）将S拨向接点1，接通S1，调节________,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_____的读数I；‎ ‎ （2）然后将S拨向接点2，调节________,使________,记下此时RN的读数；‎ ‎ （3）多次重复上述过程，计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。‎ ‎23.（10分）‎ ‎ 利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。‎ 完成下列填空和作图：‎ ‎（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______；‎ ‎(2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；‎ ‎（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=____________m/s2‎ ‎（保留2位有效数字）。‎ ‎24.（13分）‎ 甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。‎ ‎25.（19分）‎ 如图，在区域I（0≤x≤d）和区域II（d≤x≤2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q（q＞0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I，其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时，速度方向与x轴正方向的夹角为30°；因此，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I，其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求 ‎（1）粒子a射入区域I时速度的大小；‎ ‎（2）当a离开区域II时，a、b两粒子的y坐标之差。‎ ‎34.【物理——选修3-4】‎ ‎（1）运动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简洁震动，该波源产生的一维简洁横波沿x轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失，一段时间后，该震动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是______。‎ A振幅一定为a B周期一定为t C速度的最大值一定为 D开始振动的方向沿y轴向上活向下取决去他离波源的距离 E若p点与波源距离s=t，则质点p的位移与波源的相同 ‎（2）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，‎ o表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点的入射角为30，角MOA=60，‎ 角NOB=30。求 （1） 光线在M点的折射角 （2） 透明物体的折射率 ‎35.【物理——选修3-5】‎ ‎（1）在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h ‎（2）如图，ABC三个木块的质量均为m。置于光滑的水平面上，BC之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把BC紧连，是弹簧不能伸展，以至于BC可视为一个整体，现A以初速沿BC的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A，B分离，已知C离开弹簧后的速度恰为，求弹簧释放的势能。‎