2009年全国高考上海物理试题及答案

2009年普通高等学校招生全国统一考试（上海卷）物理考生注意：1．答卷前，考生务必将姓名、准考证号、校验码等填写清楚.2．本试卷共10页，满分150分.考试时间120分钟.考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上.3．第20、21、22、23、24题要求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，而未写出主要演算过程的，不能得分.有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位.一．（40分）选择题.本大题分单项选择题和多项选择题，共9小题，单项选择题有5小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，选对得4分；多项选择题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的.选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分.把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内.填写在方括号外的字母，不作为选出的答案.I．单项选择题1．放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）（A）射线，射线，射线（B）射线，射线，射线，（C）射线，射线，射线（D）射线，射线，射线【答案】B【解析】由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是射线，射线次之，射线最弱，故正确答案选B。2．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）（A）温度和体积（B）体积和压强（C）温度和压强（D）压强和温度【答案】A【解析】由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。3．两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（）EEEEq－qq－qq－qq－qOLxOLxOLxOLx（A）（B）（C）（D）【答案】A【解析】由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小，因此A正确。4．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（）（A）频率、振幅都不变（B）频率、振幅都改变（C）频率不变、振幅改变（D）频率改变、振幅不变【答案】C。【解析】由单摆的周期公式2lTg，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由212KEmv可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以C正确。5．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h等于（）（A）H/9（B）2H/9（C）3H/9（D）4H/9【答案】D。【解析】小球上升至最高点过程：20102mgHfHmv；小球上升至离地高度h处过程：22101122mghfhmvmv，又21122mvmgh；小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程：222011(2)22mghfHhmvmv，又mghmv2221；以上各式联立解得49hH，答案D正确。II．多项选择题6．光电效应的实验结论是：对于某种金属（）（A）无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应（B）无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应（C）超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小（D）超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大【答案】AD。【解析】每种金属都有它的极限频率0，只有入射光子的频率大于极限频率0时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程0kEhWhh，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以AD正确。7．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则（）（A）a点和b点的电场强度相同（B）正电荷从c点移到d点，电场力做正功（C）负电荷从a点移到c点，电场力做正功（D）正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大【答案】CD。【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见A错误；正电荷从c点移到d点，电场力做负功，负电荷从a点移到c点，电场力做正功，所以B错误，C正确；正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D正确。8．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）（A）接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想（B）根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fm的结论（C）根据Fm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出Fm1m2（D）根据大量实验数据得出了比例系数G的大小【答案】AB。【解析】题干要求“在创建万有引力定律的过程中”，牛顿知识接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即Fm的结论，而提出万有引力定律后，后来利用卡文迪许扭称测量出万有引力常量G的大小，只与C项也是在建立万有引力定律后才进行的探索，因此符合题意的只有AB。9．如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则（）（A）水银柱向上移动了一段距离（B）VA＜VB（C）pA＞pB（D）FA＝FB【答案】AC。【解析】首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：AAAAPPTT；对气体B：BBAAPPTT，又初始状态满足ABPPh，可见使A、B升高相同温度，()AAAABAATTPPPhTT，AABBBAATTPPPTT，因此ABPP，因此ABFF液柱将向上移动，A正确，C正确；由于气体的总体积不变，因此VA=VB，所以B、D错误。dfAaBcBeBA光屏双缝激光器二．（20分）填空题.本大题共5小题，每小题4分.答案写在题中横线上的空白处或指定位置，不要求写出演算过程.10．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用长更___________（填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离___________（填增大、减小）。【答案】长，增大。【解析】依据双缝干涉条纹间距规律Lxd，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，应将增大双缝与屏之间的距离L。11．如图为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警。该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用_________门电路，虚线框乙内应选用_________门电路（填与、非、或）。【答案】或，或【解析】题意只要有一个开关未闭合，报警器就会报警，结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门；虚线框乙内应选用或门。12．弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。【答案】20，2.75【解析】由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速20/20/1vcmscmsT；从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间21452.2520xtssv,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过20.52Tts，所以当t=（2.25+0.5）s=2.75s，质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。。13．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场5VR1R2R3甲乙报S1S2S3警器y/cm8N010203040x/cm－8cfaBLFdeb左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。【答案】收缩，变小【解析】由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。14．图示电路中，R1＝12，R2＝6，滑动变阻器R3上标有“20，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为__________V。【答案】0.15，7.5【解析】由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V，电流表示数一定小于0.3A，再结合电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，可知电压表的量程为0-15V，电流表的量程为0-0.6A，因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数为10.60.154IAA；电压表的示数为5V；由串并联电路规律得：20.3126I，得20.6IA，由闭合电路欧姆定律得(0.30.6)2.50.312rE；同理：20.15126I，得20.3IA，由闭合电路欧姆定律(0.150.3)50.1512rE以上各式联立解得：7.5EV。三．（30分）实验题.15．（8分）（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十k的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c．旋转S使其尖端对准欧姆档1kd．旋转S使其尖端对准欧姆档100e．旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________。SR1AR3R2V（2）（多选题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（）（A）测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量（B）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果（C）测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开（D）测量阻值不同的电阻时都必须重新调零【答案】（1）c、a、b、e，30k，（2）A、C，【解析】（1）测量几十k的电阻Rx我们一般选择较大的档位先粗测，使用前应先进行调零，然后依据欧姆表的示数，在更换档位，重新调零，在进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档，拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值30k。（2）欧姆档更换规律“大小，小大”，即