海南高考物理
2009年海南高考物理
一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共计18分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意.
1．两个大小分别为F1和F2（F2
db）。将a、b依次放入一竖直放置、内径为d（da>a。略去(a/L)n（n≥2）项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度
A．大小之比为2，方向相反
B．大小之比为l，方向相反
C．大小均与a成正比，方向相反
D．大小均与L的平方成反比，方向相互垂直
注：必考题和选考题，第11题～第16题为必考题，每个试题考生都必须做答。第l7题～第l9题为选考题．考生根据要求做答。
三、填空题（本题共2小题，每小题4分，共8分．把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程）
11．在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是 。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第)
I
铁芯
交流电压表
（电流刻度）
12．钳型电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为l0A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是 A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为 A。
四、实验题（本题共2小题，第l3题4分，第14题11分，共15分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程）
13．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度。读出图中的示数。该金属圆片的直径的测量值为 cm。厚度的测量值为 mm。
2
3
0
10
20
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
1
0
20
25
15
A1
A2
E
r
S
R1
R
b
c
a
图1
+
E，r
A
S
A2
R
A
A1
R1
图2
14．图l是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关．R为滑动变阻器，固定电阻Rl和A1内阻之和为l0000Ω（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表。
①按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。
②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_____（填“a端”、“中央”或“b端”）。
I1/mA
0.160
0.150
0.140
0.130
0.120
0.110
0
100
200
300
400
500
I2/mA
图3
③闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为
I1（mA）
0.120
0.125
0.130
0.135
0.140
0.145
I2（mA）
480
400
320
232
140
68
在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线。
④利用所得曲线求得电源的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。（保留两位小数)
⑤该电路中电源输出的短路电流Im= A。
五、计算题（本题共2小题，第l5题9分．第16题10分，共l9分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
15．一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v0=12m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车厢脱落，并以大小为a=2m/s2的加速度减速滑行。在车厢脱落t=3s后，司视才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离。
A
B
C
D
16．如图，ABCD是边长为a的正方形。质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场。不计重力，求：⑴此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；⑵此匀强磁场区域的最小面积。
六、选考题（请考生在第17、l8、l9三题中任选二题做笞，如果多做，则按所做的第一、二题计分。做答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。计算题请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
17．模块3－3试题（12分）
（Ⅰ）（4分）下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分)
（A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间势能之和；
（B）气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；
（C）功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；
（D）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；
（E）一定量的气体，在体积不变对，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小：
（F）一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
（Ⅱ）（8分）一气象探测气球，在充有压强为l.00 atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求：⑴氦气在停止加热前的体积；⑵氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
18．模块3－4试题（12分）
R
L
（Ⅰ）（5分）如图，—透明半圆柱体折射率为n=2，半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入．从部分柱面有光线射出。求该部分柱面的面积S。
（Ⅱ）（7分）有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此种示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图l所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接收器所接收。圈2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号。若已知发射的脉冲信号频率为f=2000Hz，发射器与接收器的距离为s=1.30m，求管内液体中的声速。（已知所测声速应在1300~1600m/s之间。结果保留两位有效数字。）
图2
发射器
接收器
图1
19．模块3－5试题（12分）
（Ⅰ）（5分）已知：功率为l00W灯泡消耗的电能的5％转化为所发出的可见光的能量，光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.63×10-34Js。假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。
（Ⅱ）（7分）钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核激发态 和α粒子，而铀核激发态
立即衰变为铀核 ，并放出能量为0.097MeV的γ光子。己知： 、 和α粒子的质量分别为mPu=239.0521u、mU=235.0439u和mα=4.0026u，1u=931.5MeV/c2。⑴写出衰变方程；⑵已知衰变放出的光子的动量可忽略。求粒子的动能。
【选择题、实验题详细解析】
1．【答案】C
【解析】两个力合成，合力大于两分力之差而小于两分力之和，考虑到F2＜F1，故F1－F2≤F≤F1＋F2，C正确。
2．【答案】D
【解析】根据左手定则可知，各选项中导线弯曲方向分别为：不弯曲、向纸面内弯曲、向右弯曲、向右弯曲。故D正确。
3．【答案】A
【解析】对a、b两球整体受力分析：筒左侧面向右的弹力f1，筒右侧面向左的弹力f2，两球竖直向下的重力和筒底的弹力F，根据水平方向平衡条件可知f1＝f2，竖直方向平衡条件可知F＝（ma＋mb）g，故A正确。
4．【答案】C
【解析】要观测到N向左运动的现象，根据楞次定律可知必须是线圈中的电流减小才能实现，因此切断电源的瞬间或回路电阻增大的过程均可实现，显然C正确。
5．【答案】A
【解析】由题意可知板间距离d增大，电容器的电容C减小，由C＝ ，可知d增大、C减小，U增大，电势差变大，由于U＝Ed，故场强不变，A对。
6．【答案】B
【解析】由万有引力定律及向心力公式：＝mg＝m，解得g3＝，故g∝，即＝，B正确。
7．【答案】AC
【解析】由图象及动量定理可知，图象围成的面积表示合外力的冲量，故t0时刻物体的动量为P1＝mv1＝F0t0，2t0时刻物体的动量为P2＝mv2＝F0t0＋2F0t0＝3F0t0，即v2＝3v1，由动能定理可知W1＝F0x1＝mv12，W2＝2F0(x2－x1)＝mv22－mv12，即W2＝9W1，x2＝5x1，故AC正确。
8．【答案】ABC
【解析】由图象的意义可知T时刻两车速度相同，此时刻乙车若还未追上甲车，以后两车不可能相遇，即满足s0＞s1，或者s0＝s2＞s1，时，表示两车不会相遇，故A对D错；若s0＜s1时，表示两车在T时刻前乙车已经超越甲车，此后甲车还会反超乙车，故有两次相遇，B对；若s0＝s1时，表示在T时刻两车恰好相遇，此后不再相遇，C对。
9．【答案】ABD
【解析】发电机处于满负荷工作状态时，T1原线圈电流为I1＝＝1000A，设输电线路电流即T1副线圈电流为I，输电线路损耗功率为4000×103W×10%＝400KW＝I2R＝I2×1000Ω，解得I＝20A，故A正确；T1原副线圈匝数比为n1＝I:I1＝0.02＝1：50，T2原线圈电压为U＝ －IR＝180KV，故T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V，B对；T2原副线圈匝数比为n2＝1.8×105:220≠40:1，故C错；设负载有N盏灯泡正常发光，则4000KW×90%＝N×60W，解得N＝6×104，故D正确。
10．【答案】AC
【解析】根据电场强度的叠加原理，M点电场强度EM＝－，N点电场强度EN＝2××
，EM:EN＝，上下同时除以L4可得EM:EN＝，依题意（a/L）2可忽略为零，故EM:EN＝2，N点场强为两点电荷沿着两点电荷连线方向向左的分量合成，故N点场强方向向左，M点场强方向向右，故A对；同理从EM和EN的表达式可知两点的电场强度与a均成正比，C对。
11．【答案】第谷；开普勒；牛顿；卡文迪许
【解析】第谷和开普勒对天体运动数据进行了观测与记载并初步得到小范围内的开普勒三定律，牛顿用理论推出万有引力定律的公式，卡文迪许用扭秤实验验证了万有引力定律。
12．【答案】12；25
【解析】电动势和电流的最大值、有效值与频率成正比，在英国测量同样大小的电流读数为10A×=12A；在英国使用时，为了使其测量值也准确，量程应标定为30A×＝25A。
13．【答案】1.240；1.682（1.683也正确）
【解析】游标卡尺读数为：12mm＋0.05mm×8＝12.40mm＝1.240cm；螺旋测微器读数为：1.5mm＋0.01mm×18.2＝1.682mm
14、答案：①连线如图1所示，②b端，③如图2所示。
I1/mA
0.160
0.150
0.140
0.130
0.120
0.110
0
100
200
300
400
500
I2/mA
图3
④1.49（1.48～1.50），0.60（0.55～0.65）⑤2.4（2.3～2.7）
解析：②实验前滑动变阻器接入电路电阻值最大；
④由图线上读出两组数值，代入E＝I1R1+（I1＋I2）r构成方程组联立求解E和r；
⑤短路电流E/r。
15、解析：
设卡车的质量为M，车所受阻力与车重之比为；刹车前卡车牵引力的大小为，
卡车刹车前后加速度的大小分别为和。重力加速度大小为g。由牛顿第二定律有
设车厢脱落后，内卡车行驶的路程为，末速度为，根据运动学公式有
⑤
⑥
⑦
式中，是卡车在刹车后减速行驶的路程。设车厢脱落后滑行的路程为有⑧
卡车和车厢都停下来后相距 ⑨
由①至⑨式得 ⑾
带入题给数据得 ⑿
16、解析：
（1）设匀强磁场的磁感应强度的大小为B。令圆弧是自C点垂直于BC入射的电子在磁场中的运行轨道。电子所受到的磁场的作用力
应指向圆弧的圆心，因而磁场的方向应垂直于纸面向外。圆弧的圆心在CB边或其延长线上。依题意，圆心在A、C连线的中垂线上，故B 点即为圆心，圆半径为按照牛顿定律有
联立①②式得
（2）由（1）中决定的磁感应强度的方向和大小，可知自点垂直于入射电子在A点沿DA方向射出，且自BC边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAEC区域中。因而，圆弧是所求的最小磁场区域的一个边界。
为了决定该磁场区域的另一边界，我们来考察射中A点的电子的速度方向与BA的延长线交角为（不妨设）的情形。该电子的运动轨迹如右图所示。图中，圆的圆心为O，pq垂直于BC边 ，由③式知，圆弧的半径仍为，在D为原点、DC为x轴，AD为轴的坐标系中，P点的坐标为
这意味着，在范围内，p点形成以D为圆心、为半径的四分之一圆周，它是电子做直线运动和圆周运动的分界线，构成所求磁场区域的另一边界。
因此，所求的最小匀强磁场区域时分别以和为圆心、为半径的两个四分之一圆周和
所围成的，其面积为
17、解析：（I）ADEF （4分，选对一个给1分，每选错一个扣2分，最低得分为0分）
（II）（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。
根据玻意耳—马略特定律有
式中，是在此等温过程末氦气的体积。由①式得 ②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同，即。这是一等过程 根据盖—吕萨克定律有 ③
式中，是在此等压过程末氦气的体积。由③式得 ④
18、解析：
半圆柱体的横截面如图所示，为半径。设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有
式中，为全反射临界角。由几何关系得
②
③
带入题给条件得
④
评分参考：本题5分。①式2分，②③④式各1分。
（II）设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，图2中横向每一分度（即两条长竖线间的距离）所表示的时间间隔为
其中
对比图2中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播只接受器所用的时间为
其中，
液体中的声速为
联立①②③④式，代入已知条件并考虑到所测声速应在1300～1600之间，得
19、解析：
（I）一波长为光子能量为
设灯泡每秒内发出的光子数为，灯泡电功率为，则
式中，是灯泡的发光效率。联立①②式得
代入题给数据得
评分参考：本题5分。①②式各2分：④式1分，没写的，同样给这1分。
（Ⅱ）（1）衰变方程为
或合起来有
（2）上述衰变过程的质量亏损为
放出的能量为
这能来那个是轴核的动能、粒子的动能和光子的能量之和
由④⑤⑥式得
设衰变后的轴核和粒子的速度分别为和，则由动量守恒有
又由动能的定义知
由⑧⑨式得
由⑦⑩式得
代入题给数据得
参考答案
1．C 2．D 3．A 4．C 5．A 6．B 7．AC 8．ABC 9．ABD 10．AC
I1/mA
0.160
0.150
0.140
0.130
0.120
0.110
0
100
200
300
400
500
I2/mA
图3
11．牛顿，第谷，卡文迪许，开普勒
12．12，25
13．1.240，1.682
14．①图略 ②b ③如右图 ④1.49，0.60 ⑤2.4
15．36m
16．⑴ ⑵
17．（Ⅰ）ADEF（Ⅱ）⑴7.39m2 ⑵5.54m2
18．（Ⅰ） （Ⅱ）1.4×103m/s
19．（Ⅰ）1.4×1019 （Ⅱ） 5.034MeV
