2008年山东普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试试题及答案（物理部分）

2008年山东普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试试题及答案（物理部分）

‎2008年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)‎ 理科综合（物理部分）‎ 二、选择题(本题包括7小题，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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)‎ ‎16.用轻弹簧竖直悬挂的质量为m物体，静止时弹簧伸长量为L0现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为‎2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0斜面倾角为30，如图所示。则物体所受摩擦力 A.等于零 B.大小为,方向沿斜面向下 C.大于为，方向沿斜面向上 D.大小为mg,方向沿斜面向上 ‎ ‎【答案】A ‎ ‎17.质量为1 ‎500 kg的汽车在平直的公路上运动，v-t图象如图所示。由此可求 A.前25s内汽车的平均速度 B.前10 s内汽车的加速度 C.前10 s内汽车所受的阻力 D.15~25 s内合外力对汽车所做的功 ‎【答案】AB ‎18.据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于‎2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于‎5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是 A.运行速度大于‎7.9 km/s B.离地面高度一定，相对地面静止 C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 ‎【答案】BC ‎19.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是 A.箱内物体对箱子底部始终没有压力 B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”‎ ‎【答案】C ‎20.图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是 A.图1表示交流电，图2表示直流电 B.两种电压的有效值相等 C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100 V D.图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的 ‎【答案】C ‎21.如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD, ∠ADO＝60.下列判断正确的是 A.O点电场强度为零 B.O点电场强度为零 C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大 D.若将点电荷-q从O移向C，电势能增大 ‎【答案】BD ‎22.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则 A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b C.金属棒的速度为v时，所受的按培力大小为F=‎ D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 ‎【答案】C 第Ⅱ卷(必做120分+选做32分，共152分)‎ ‎【必做部分】‎ ‎23.（12分）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。‎ ‎ 若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。‎ ‎（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。‎ ‎ 提供的器材如下：‎ ‎ A.磁敏电阻，无磁场时阻值 ‎ B.滑动变阻器R，全电阻约 ‎ C.电流表，量程2.5mA,内阻约 ‎ D.电压表，量程3V，内阻约3k ‎ E.直流电源E，电动势3V，内阻不计 ‎ F.开关S，导线若干 ‎（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ U（V）‎ ‎0.00‎ ‎0.45‎ ‎0.91‎ ‎1.50‎ ‎1.79‎ ‎2.71‎ I（mA）‎ ‎0.00‎ ‎0.30‎ ‎0.60‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.80‎ 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB= ，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B＝ T。‎ ‎（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？‎ ‎（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？‎ ‎【答案】‎ ‎（1）如右图所示 ‎（2）1500 0.90‎ ‎（3）在0～0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）;在0. 4～1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）‎ ‎（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变。‎ ‎24.（15分）某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“‎2008”‎四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体（可视为质点）以va=‎5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“‎8002”‎后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数u=0.3,不计其它机械能损失。已知ab段长L＝1. ‎5m，数字“‎0”‎的半径R＝‎0.2m，小物体质量m=‎0.01kg,g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）小物体从p点抛出后的水平射程。‎ ‎（2）小物体经过数这“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。‎ 解：（1）设小物体运动到p点时的速度大小为v，对小物体由a运动到p过程应用动能定理得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ s=vt ③‎ 联立①②③式，代入数据解得 s=‎0.8m ④‎ ‎（2）设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F，取竖直向下为正方向 ‎ ⑤‎ 联立①⑤式，代入数据解得 F＝0.3N ⑥‎ 方向竖直向下 ‎25.（18分）两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图1、图2所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。在t=0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子（不计重力）。若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的比荷均已知，且，两板间距。‎ ‎（1）求粒子在0～t0时间内的位移大小与极板间距h的比值。‎ ‎（2）求粒子在板板间做圆周运动的最大半径（用h表示）。‎ ‎（3）若板间电场强度E随时间的变化仍如图1所示，磁场的变化改为如图3所示，试画出粒子在板间运动的轨迹图（不必写计算过程）。‎ 解法一：（1）设粒子在0～t0时间内运动的位移大小为s1‎ ‎ ①‎ ‎ ②‎ 又已知 联立①②式解得 ‎ ③‎ ‎（2）粒子在t0~2t0时间内只受洛伦兹力作用，且速度与磁场方向垂直，所以粒子做匀速圆周运动。设运动速度大小为v1，轨道半径为R1，周期为T，则 ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ 联立④⑤式得 ‎ ⑥‎ 又 ⑦‎ 即粒子在t0~2t0时间内恰好完成一个周期的圆周运动。在2t0~3t0时间内，粒子做初速度为v1‎ 的匀加速直线运动，设位移大小为s2‎ ‎ ⑧‎ 解得 ⑨‎ 由于s1+s2＜h,所以粒子在3t0~4t0时间内继续做匀速圆周运动，设速度大小为v2，半径为R2‎ ‎ ⑩‎ ‎ 解得 由于s1+s2+R2＜h,粒子恰好又完成一个周期的圆周运动。在4t0~5t0时间内，粒子运动到正极板（如图1所示）。因此粒子运动的最大半径。‎ ‎（3）粒子在板间运动的轨迹如图2所示。‎ 解法二：由题意可知，电磁场的周期为2t0，前半周期粒子受电场作用做匀加速直线运动，加速度大小为 ‎ 方向向上 ‎ 后半周期粒子受磁场作用做匀速圆周运动，周期为T ‎ ‎ 粒子恰好完成一次匀速圆周运动。至第n个周期末，粒子位移大小为sn ‎ ‎ 又已知 ‎ ‎ 由以上各式得 ‎ ‎ 粒子速度大小为 ‎ ‎ 粒子做圆周运动的半径为 ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ 显然 ‎ ‎ （1）粒子在0～t0时间内的位移大小与极板间距h的比值 ‎ ‎ （2）粒子在极板间做圆周运动的最大半径 ‎ ‎ （3）粒子在板间运动的轨迹图见解法一中的图2。‎ ‎【选做部分】考生必须从中选择2个物理题 ‎38.（8分）【物理—物理3-3】‎ 喷雾器内有‎10 L水，上部封闭有1atm的空气‎2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气‎3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。‎ ‎（1）当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因。‎ ‎（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。‎ 解：（1）设气体初态压强为p1,体积为V1；末态压强为p2,体积为V2，由玻意耳定律 p1V1= p1V1 ①‎ ‎ 代入数据得 p2=2.5 atm ②‎ ‎ 微观察解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。‎ ‎ （2）吸热。气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热。‎ ‎37．（8分）【物理—物理3-4】‎ ‎ 麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。‎ （1） 一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示，求该光波的频率。‎ （2） 图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线B从玻璃砖中管次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数。‎ 解：（1）设光在介质中的传播速度为v，波长为λ,频率为f，则 ‎ f= ①‎ ‎ ②‎ 联立①②式得 ③‎ 从波形图上读出波长m，代入数据解得 f=5×1014Hz ‎（2）光路如图所示 ‎38．（8分）【物理—物理3-5】‎ ‎（1）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发生 条不同频率的谱线。‎ ‎（2）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图1所示。现给盒子—初速度v0，此后，盒子运动的v-t图象呈周期性变化，如图2所示。请据此求盒内物体的质量。‎ 解：（1）6‎ ‎（2）设物体的质量为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律 ‎ ①‎ ‎3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞 ‎ ②‎ 联立①②解得 m=M ③‎ ‎(也可通过图象分析得出v0=v,结合动量守恒，得出正确结果)‎