高考理科综合能力测试题北京卷物理部分答案及解析

高考理科综合能力测试题北京卷物理部分答案及解析

‎2010年高考理科综合能力测试题（北京卷）‎ 物理部分答案及解析 江苏省特级教师　戴儒京 ‎　　本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分（物理 110分）。考试时长150分钟。‎ 第Ⅰ卷（选择题  共120分 物理48分）‎ ‎　　本卷共20小题，每小题6分，共120分（物理8小题 48分）。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。‎ ‎　　13．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中（　　）‎ ‎　　A．真空中光速不变 ‎　　B．时间间隔具有相对性 ‎　　C．物体的质量不变 ‎　　D．物体的能量与质量成正比 ‎　　【答案】A      ‎ ‎　　【解析】人民教育出版社课程标准教科书《物理选修3-4》电子课本第100页：‎ ‎　　所以本题选A。‎ ‎　　本题考查狭义相对论的基本假设。‎ ‎　　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 ‎　　【答案】C ‎　　【解析】逐项判断法 ‎ ‎　　A．根据光的色散，红、黄、绿、蓝四种单色光，蓝光的折射率最大，A错误；‎ ‎　　C．根据双缝干涉实验，在相同介质中，蓝光的波长最短，C正确；‎ ‎　　B．根据，知道蓝光的波长最短，可得蓝光的频率最高，所以B错误；‎ ‎　　D．根据=，因为红光的频率最低，所以红光光子的能量最小，D错误；‎ ‎　　本题选C。‎ ‎　　在考试中知识C正确后，其它选项可以不再研究，因为是单选题。‎ ‎　　本题考查物理光学的综合知识。‎ ‎　　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４×1026Ｊ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（　　）‎ ‎　　A．1036Ｋｇ　　　B．1018Ｋｇ　　　C．1013Ｋｇ　　　　D．109Ｋｇ ‎　　【答案】D   ‎ ‎　　【解析】根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量为，最接近109，所以选D。‎ ‎　　本题考查用爱因斯坦质能方程公式的计算。‎ ‎　　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 ‎　　A．　　　　B．　　　　C．　　　D．‎ ‎　　【答案】D  ‎ ‎　　【解析】天体对物体的万有引力等于该物体随天体自转的向心力为，‎ ‎ 　天体的质量为 ‎　　联立以上两式得：,‎ ‎　　本题选D。‎ ‎　　本题考查万有引力和圆周运动，注意：由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零可得出：天体对物体的万有引力等于该物体随天体自转的向心力，即相当于物体“飘起来”或为近地卫星。‎ ‎ ‎ ‎　　17．一列横波沿轴正向传播，A，B，C，D为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图１所示，此后，若经过3／4周期开始计时，则图2描述的是（　　）‎ ‎　　A．A处质点的振动图像　　　　　‎ ‎　　B．B处质点的振动图像 ‎　　C．C处质点的振动图像　　　　　‎ ‎　　D．D处质点的振动图像 ‎　　【答案】B     ‎ ‎　　【解析】从图2可以知道：在开始计时时刻，该点位移为0且沿Y轴向下运动，画出图1经过３／４周期的波形图如图3之红线。从图3可以看出，b点位移为0且沿Y轴向下运动，所以选B。‎ ‎　　本题考查波的传播及波动图象和振动图象。‎ ‎　　波动图象和振动图象以及波的传播，历来是高考的热点，在课程标准教科书中把机械振动和机械波移到选修3-4，仍然是高考热点。‎ ‎　　18．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的电容的因素（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。实验中，极板所带电荷量不变，若（　　）‎ ‎ ‎ ‎　　A．保持S不变，增大d，则变大 ‎　　B．保持S不变，增大d，则变小 ‎　　C．保持d不变，减小S，则变小 ‎　　D．保持d不变，减小S，则不变 ‎　　【答案】A       ‎ ‎　　【解析】分2组判断 ‎　　对AB，根据，保持S不变，增大d，则电容C变小，根据，因Q不变，C变小，所以电压U变大，所以静电计指针偏角变大，A正确而B错误；‎ ‎　　对CD，根据，保持d不变，减小S，则电容C变小，根据，因Q不变，C变小，所以电压U变大，所以静电计指针偏角变大，C．D错误； ‎ ‎　　考试中，判断出A正确，B、C、D可以不再研究，因为是单选题。 ‎ ‎　　本题考查电容器的电容的决定式和定义式。 ‎ ‎　　19．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为Ｉ。然后，断开Ｓ。若时刻再闭合Ｓ，则在前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流ｉ１、流过Ｌ２的电流ｉ２随时间ｔ的变化的图像是（　　）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【答案】B ‎　　【解析】由于与L1串联的电感线圈L的自感作用，电流逐渐增大，所以B正确，C错误，本题选B。‎ ‎　　本题考查自感实验，但不是描述实验现象而是考查图象。‎ ‎　　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轴分别表示其他的物理量，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体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，闭合回路的感应电动势与时间的关系 ‎　　【答案】  C ‎　　【解析】逐项研究 ‎　　A．，是t的二次函数，图象是抛物线，A错误；‎ ‎　　B．爱因斯坦光电效应方程,与是一次函数关系，但截距为负，所以B错误；‎ ‎　　C．动量=，P与t是一次函数关系，并且截距为正，C正确；考试时刻确定本题选C；‎ ‎　　D．因为，所以，闭合回路的感应电动势为,是闭合回路（在垂直于磁场方向上）的面积，可见E是不变量，不随时间改变，图象是平行于t轴的直线。‎ ‎　　本题综合考查直线运动，动能、动量、光电效应、电磁感应等物理知识和图象。‎ 第Ⅱ卷（非选择题　共180分 物理72分）‎ ‎　　本卷共11小题，共180分（物理4题 72分）。‎ ‎　　21．（１８分）‎ ‎　　（１）甲同学要把一个量程为200的直流电流计，改装成量度范围是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rg，其中电阻Ｒ0约为１。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Ｒ1应选用______________，电阻器Ｒ2应选用______________（选填器材前的字母）‎ ‎　　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）（0～5．1）‎ ‎　　F．电位器（0～51）‎ ‎　　②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R２的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是______________，______________，______________，______________，最后记录R1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）‎ ‎　　A．闭合S１‎ ‎　　B．闭合S２‎ ‎　　C．调节R２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ‎　　D．调节R２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ‎　　E．调节R１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ‎　　F．调节R１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ‎　　③如果所得的R１的阻值为300．0，则图１中被测电流计的内阻ｒ的测量值为______________，该测量值__________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。‎ ‎　　④给电流计__________联（选填“串”或“并”）一个阻值为__________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，但他仅借到一块标准电压表、一个电池组Ｅ、一个滑动变阻器和几个待用的阻值准确的定值电阻。‎ ‎　　①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表直接与电压表校准。请你画完图２方框中的校准电路图。‎ ‎　　实验中，当定值电阻Ｒ选用17．0时，调整滑动变阻器的阻值，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7．0时，调整的阻值，电压表的示数是2．0Ｖ时，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ｒｇ是_______，满偏电流是_______ｍA。若要将表改装为量程是15Ｖ的电压表，应配备一个_______的电阻。‎ ‎　　【答案】（1）①B   C    F ‎　　②B  C  A   E ‎　　③300  略小于 ‎　　④串  19．7‎ ‎　　（2）①如图所示：‎ ‎　　②3．0  0．50  27．0‎ ‎　　【解析】（1）①因为用半偏法测定电流计的内电阻rg的实验中，当闭合开关S2后，总电阻发生变化，造成干路电流变化，形成测量误差，为减小此误差，要使可变电阻R2的使用值尽可能大，在电流表满偏电流一定的条件下，应该使电源电动势尽可能大，所以电源选B。R1要选能读数的电阻箱C。根据，所以R2应选F。‎ ‎　　②实验步骤：‎ ‎　　B．闭合Ｓ２‎ ‎　　C．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ‎　　A．闭合Ｓ１‎ ‎　　E．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ‎　　③因为闭合Ｓ１后总电阻减小，干路电流变大，所以当调节R１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半时，电阻箱的电流大于满刻度的一半，即电阻箱的电流大于电流计的电流，根据并联电路电阻与电流成反比，所以电阻箱的电阻小于电流计的电阻，即测量值略小于真实值。‎ ‎　　也可通过计算得到此结论：‎ ‎　　第1步：闭合S２，调节R２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度时：，（为简便，式中R2中含R0，下同）‎ ‎　　第2步：闭合S１，调节R１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半时，，，解得，式中，所以，所以把R1作为的测量值，则测量值小于真实值。并且只有在的条件下，。‎ ‎　　串联电阻的计算：根据串联电路电压与电阻成正比，有,其中,所以,即  19．7。‎ ‎　　（2）②根据题目条件，有,,解得表的内阻ｒｇ是3．0，满偏电流是0．50ｍA。要将表改装为量程是15Ｖ的电压表，应配备一个27．0的电阻。‎ ‎　　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3．0ｓ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=50kg．不计空气阻力。（取sin37°=0．60，cos37°=0．80；g取10m/s2）。‎ ‎ ‎ 求：‎ ‎（1）A点与O点的距离L；‎ ‎　　（2）运动员离开0点时的速度大小；‎ ‎　　（3）运动员落到A点时的动能。‎ ‎【答案与解析】‎ ‎2．（16分）（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，，‎ ‎　　A点与O点的距离L，则 ‎ ‎　　‎ ‎　　（2）设运动员离开O点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动，‎ ‎　　即        ‎ ‎　　解得        ‎ ‎　　（3）由机械能守恒，取A点位重力势能零点，运动员落到A点的动能为 ‎　　‎ ‎　　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、间通以电流时，另外两侧、间产生电势差，这一现象称霍尔效应。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、间建立起电场ＥＨ，同时产生霍尔电势差ＵＨ。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，ＥＨ和ＵＨ达到稳定值，ＵＨ的大小与和以及霍尔元件厚度之间满足关系式，其中比例系数ＲＨ称为霍尔系数，仅与材料性质有关。‎ ‎ ‎ ‎　设半导体薄片的宽度（、间距）为，请写出ＵＨ和ＥＨ的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图１中、哪端的电势高；‎ ‎　　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，其中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，请导出圆盘转速的表达式。‎ ‎　　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。‎ ‎　　23．【答案与解析】‎ ‎　　（1）由                                           ①‎ ‎　　                                                   ②‎ ‎　　当电场力与洛伦兹力相等时                              ③‎ ‎　　得                                                      ④       ‎ ‎　　又                                                     ⑤‎ ‎　　将  ③、④、⑤代入②，‎ ‎　　得        ‎ ‎　　（2） a．由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则 ‎　　                     P=mNt ‎　　圆盘转速为     ‎ ‎　　b．提出的实例或设想：代替打点计时器做实验，可测速度。  ‎ ‎　　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，初速度为，下降距离后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为。此后每经过同样的距离后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次为、．．．．．．．．．．．．（设各质量为已知量）。不计空气阻力。‎ ‎　　若不计重力，求第次碰撞后雨滴的速度；‎ ‎　　若考虑重力的影响，‎ ‎　　A．求第１次碰撞前、后雨滴的速度和；‎ ‎　　B．求第ｎ次碰撞后雨滴的动能。‎ ‎　　24．【答案与解析】‎ ‎　　（1）不计重力，全过程中动量守恒，m0v0=mnv′n ‎　　得                ‎ ‎　　（2）若考虑重力的影响，雨滴下降过程中做加速度为g的匀加速运动，碰撞瞬间动量守恒 ‎      a． 第1次碰撞前   ‎ ‎          第1次碰撞后  ‎ ‎                                     ①‎ ‎      b． 第2次碰撞前  ‎ ‎        利用1式化简得            2‎ ‎        第2次碰撞后，利用2式得 ‎ ‎                          ‎ ‎        同理，第3次碰撞后   ‎ ‎                     …………‎ ‎　　第n次碰撞后   ‎ ‎        动能           ‎ 本题考查动量守恒定律、匀加速运动公式及归纳法解题。‎ ‎　　整体印象：北京市第1次课程标准考试，除第24题外，整体难度不大，实现了平稳过渡。试卷结构与题型与去年北京卷相同，而与其他省的课程标准卷不同，主要一是不考热学，二是选修题没有单列。‎ ‎2010-09-29‎‎  人教网 ‎ 下载： ‎