高考试题——物理江苏卷汪松元再校版

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2010 年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷) 物理试题 一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 3 分，共计 15 分，每小题只有一个选项符合题意。 1、如图所示，一块橡皮用细线悬挂于 O 点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中 始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度 （A）大小和方向均不变 （B）大小不变，方向改变 （C）大小改变，方向不变 （D）大小和方向均改变 选 A 难度：中等 考查运动的合成。 【解析】橡皮在水平方向匀速运动，在竖直方向匀速运动，合运动是匀速运动 2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感 应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时 间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比 值为 （A） （B）1 （C）2 （D）4 2.B 难度：易 本题考查电磁感应定律的应用 【解析】 ,大小相等，选 B。 3、如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机，三脚架 的三根轻质支架等长，与竖直方向均成 角，则每根支架中承受的压力大 小为 （A） （B） （C） （D） 3.D 难度：中等 本题考查力的平衡或力的合成。 【解析】 。选 D 4.如图所示的电路中，电源的电动势为 E,内阻为 r,电感 L 的电阻不计，电阻 R 的 阻值大于灯泡 D 的阻值，在 t=0 时刻闭合开关 S,经过一段时间后，在 t=t1 时刻 断开 S,下列表示 A、B 两点间电压 UAB 随时间 t 变化的图像中，正确的是 1 2 1 B 2B-B BSE =S =St t t = 2 2 S BSE B t t ∆= = − 30° 1 3 mg 2 3 mg 3 6 mg 2 3 9 mg 0 2 33 cos30 , 9F mg F mg= = 选 B 考查自感和电压图象。 难度：难 【解析】开关闭合时，线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电 阻逐渐减小。电压 逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同， 形成回路，灯泡的电流与原来相反，并逐渐减小到 0，所以本题选 B 5.空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 X 变化的图像如图所示。下列说法正确的 是 （A）O 点的电势最低 （B）X2 点的电势最高 （C）X1 和- X1 两点的电势相等 （D）X1 和 X3 两点的电势相等 本题考查电场强度与电势的关系，考查图象。 本题难度：中等。 【解析】选 C 可画出电场线，如下 沿电场线电势降落（最快），所以 A 点电势最高，A 错误，B 错误； 根据 ，电场强度是变量，可用 图象面积表示，所以 C 正确； 两点电场强度大小相等，电势不相等，D 错误，此项迷惑人 二、多项选择题：本体共 4 小题，每小题 4 分，共计 16 分。 每小题有多个选项符合题意，全部选对的得 4 分选对但不全的得 2 分，错选或不答得得 0 分。 6、2009 年 5 月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在 A 点从圆形轨道Ⅰ进入 椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 （A）在轨道Ⅱ上经过 A 的速度小于经过 B 的速度 （B）在轨道Ⅱ上经过 A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过 A 的动能 （C）在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 （D）在轨道Ⅱ上经过 A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过 A 的加速度 6.ABC【解析】逐项判断 A．根据开普勒定律，近地点的速度大于远地点的速度，A 正 确； B．由 I 轨道变到 II 轨道要减速，所以 B 正确； ABU EdU = xE − C．根据开普勒定律， ， ，所以 。C 正确； D．根据 ,应等于，D 错误； 本题选 ABC。本题考查万有引力和开普勒定律。难度：中等。 7.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输 出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有 A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 7.CD 【解析】逐项判断 A.应不变，A 错误； B. ， , ，因 P 变大，I 变大，所以 U 损变大，所以降压 变压器初级电压 U3 变小，B 错误； C. ,因 P 变大，所以 P 损变大，C 正确； D. ，因 P 变大，所以比值变大，D 正确； 本题选 CD。本题考查电能的输送，通常考查电压的变化引起其它变化，本题考查考查功率的 变化引起其它变化，有新意。本题难度：中等。 8.如图所示，平直木板 AB 倾斜放置，板上的 P 点距 A 端较近，小物块与木板间的动摩擦因数 由 A 到 B 逐渐减小，先让物块从 A 由静止开始滑到 B。然后，将 A 着地，抬高 B，使木板的倾 角与前一过程相同，再让物块从 B 由静止开始滑到 A。上述两过程相比较，下列说法中一定正 确的有 A． 物块经过 P 点的动能，前一过程较小 B． 物块从顶端滑到 P 点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少 C．物块滑到底端的速度，前一过程较大 D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长 cT R = 2 3 12 RR < 12 TT < 2R GMa = U PI = IR=损U 损U-UU 23 = R)U P( 2=损P U PR P R)U P( P P 2 ==损 9.如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的 对称轴 OO’与 SS’垂直。a、b、c 三个质子先后从 S 点沿垂直于磁场的方向摄入磁场，它们的速 度大小相等，b 的速度方向与 SS’垂直，a、c 的速度方向与 b 的速度方向间的夹角分别为 ，且 。三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点 S’，则下列说法中正确的有 A．三个质子从 S 运动到 S’的时间相等 B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在 OO’轴上 C．若撤去附加磁场，a 到达 SS’连线上的位置距 S 点最近 D．附加磁场方向与原磁场方向相同 α β、 α β> 三、简答题：本题分必做题（第 10.11 题）和选做题（第 12 题）两部分，共计 42 分。请将解 答填写在答题卡相应的位置。 【必做题】 10、（8 分）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的 量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。 （1） 试验时，应先将电阻箱的电阻调到____.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） （2） 改变电阻箱的阻值 R，分别测出阻值 =10 的定值电阻两端的电压 U，下列两组 R 的取值方案中，比较合理的方案是____.（选填 1 或 2） （3）根据实验数据描点，绘出的 图像是一条直线。若直线的斜率为 k，在 坐标轴上 的截距为 b，则该电源的电动势 E= ▲ ，内阻 r= ▲ （用 k、b 和 R0 表示） (3) 电 流 ， ， 得 ， 图 象 的 斜 率 ，截距 ，所以电动势 ，内阻 －R0 本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量。难度：较难。 0R Ω 1 RU − 1 U 0R UI = r)RI(RE 0 ++= 00 111 ER r ERERU ++= RU −1 0 1 ERk = =b 0 1 ER r E + =E 0 1 kR =r b k 11．（10 分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加 速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的 摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。 （1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 ▲ （选填“之前”或“之后”）接通打 点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。 （2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 t 与速度 v 的数据如下表： 请根据实验数据作出小车的 v-t 图像。 （3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变 大，你是否同意他的观点？请根据 v-t 图象简要阐述理由。 11.（1）之前 （2）（见右图） （3）同意在 v-t 图象中，速度越大时，加 速 度 越 小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。 12.【选做题】本题包括 A、B、C 三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若 三题都做，则按 A、B 两题评分。 A.（选修模块 3-3）（12 分） （1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。下列图 象能正确表示该过程中空气的压强 p 和体积 V 关系的是 ▲ 。 （2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了 24KJ 的功。现潜水员背着 该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了 5KJ 的热量。 在上述两个过程中，空气的内能共减小 ▲ KJ,空气 ▲ （选填“吸收”或“放出”）的 总热量为 KJ。 （3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3kg/ 和 2.1kg/ ，空气的摩尔 质量为 0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数 =6.02 。若潜水员呼吸一次吸入 2L 空气， 试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。（结果保留一位有效数字） B．（选修模块 3-4）（12 分） （1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下 3m 3m AN 23 110 mol −× 面关于激光的叙述正确的是 （A）激光是纵波 （B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同 （C）两束频率不同的激光能产生干涉现象 （D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 （2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 5.30× m,屏上 P 点距双缝 和 的路程差为 7.95× m.则在这里出现的应 是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为 6.30× m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”）。 （3）如图乙所示，一束激光从 O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的 A 点射出。已知入射角为 i ,A 与 O 相距 l,介质的折射率为 n,试求介质的厚度 d. C.（选修模块 3-5）（12 分） (1)研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光 分别照射密封真空管的钠极板（阴极 K），钠极板发射出的光 电子被阳极 A 吸收，在电路中形成光电流。下列光电流 I 与 A、K 之间的电压 的关系图象中，正确的是 . 710− 1s 2s 710− 710− akU （2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面 逸出的过程中，其动量的大小___▲____(选填“增大、“减小”或“不变”)， 原因是___▲ ____。 （3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV 和-1.51eV， 金属钠的截止频率 为 Hz, 普朗克常量 h= J s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到 第一激发态过程中发出的光照射金属钠板， 能否发生光电效应。 【解析】（1）选 C 本题考查光电效应规律 （2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功） （3）氢原子放出的光子能量 ,带入数据的 金属钠的逸出功 ，带入数据得 因为 ,所以不能发生光电效应 四．计算题： 本题共 3 小题，共计 47 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的提， 答案中必须明确写出数值和单位。 13．（15 分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L, 一理想电流表与两导 轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为 m、有效电阻为 R 的导体棒在距磁场上边界 h 处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I。整个运动过程 中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： （1） 磁感应强度的大小 B； （2） 电流稳定后， 导体棒运动速度的大小 v； 145.53 10× 346.63 10−×  3 2E E E= − 1.89eE V= 0 0W hv= 3.2eE V= 0E W< （3） 流经电流表电流的最大值 14. (16 分) 在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此 进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量 m=60kg 的质点， 选手抓住绳由静止开始摆 动，此事绳与竖直方向夹角 = ，绳的悬挂点 O 距水面的高度为 H=3m.不考虑空气阻力和 绳 的 质 量 ， 浮 台 露 出 水 面 的 高 度 不 计 ， 水 足 够 深 。 取 重 力 加 速 度 ， ， （1） 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小 F； （2） 若绳长 l=2m, 选手摆到最高点时松手落入水中。设水对选 手的平均浮力 ，平均阻力 ，求选手 落入水中的深度 ； （3） 若选手摆到最低点时松手， 小明认为绳越长，在浮台上的 落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通 过推算说明你的观点。 【解析】（1）机械能守恒 ① 圆周运动 F′－mg＝m 解得 F′＝（3－2cos ）mg 人对绳的拉力 F＝F′ 则 F＝1080N mI α 30 210 /g m s= sin53 0.80= cos53 0.60= 1 800f N= 2 700f N= d 21(1 cos ) 2mgl mvα− = 2v l α （2）动能定理 mg（H－lcos ＋d）－（f1＋f2）d＝0 则 d= 解得 (3)选手从最低点开始做平抛运动 x=vt H-l= 15．（16 分）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 d 的两平行极板，如图甲所 示 ， 加 在 极 板 A 、 B 间 的 电 压 作 周 期 性 变 化 ， 其 正 向 电 压 为 ， 反 向 电 压 为 ， 电压变化的周期为 2r，如图乙所示。在 t=0 时，极板 B 附近的一个电子，质量为 m、电荷量 为 e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板 A，且不考虑重力作 用。 （1）若 ，电子在 0—2r 时间内不能到达极板 A，求 d 应满足的条件； （2）若电子在 0—2r 时间未碰到极板 B，求此运动过程中电子速度 随时间 t 变化的关系； （3）若电子在第 N 个周期内的位移为零，求 k 的值。 α 1 2 ( cos )mg H l f f mg α− + − 21 2 gt ABU 0U -k ( 1)0U k > 5 4k = v v （2）在 2nT~(2n+1)T,(n=0,1,2, ……,99)时间内 ⑦ 加速度的大小 a′2= 速度增量 △v2=-a′2T ⑧ (a)当 0≤t-2nt

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