2010全国卷2物理

绝密★启用前2010年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试第Ⅰ卷注意事项：1．答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目涂写在答题卡上。2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再先涂其他答案标号。不能答在试题卷上。本卷共21小题，每小题6分，共126分。二、选择题（本题共8小题。在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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）14．原子核AZX与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知A．A=2，Z=1B.A=2，Z=2C.A=3，Z=3D.A=3，Z=2【答案】D【解析】核反应方程为241121AZXHHeH，应用质量数与电荷数的守恒A+2=4+1，Z+1=2+1，解得A=3，Z=2，选项D正确。【考点】核反应方程，质量数与电荷数的守恒15．一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则A．波的周期为1sB．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C．x=0处的质点在14ts时速度为0D．x=0处的质点在14ts时速度值最大【答案】AB【解析】由图可得半波长为2m，波长为4m。周期414Tss，选项A正确。波沿x轴正方向传播，则x=0的质点在沿y轴的负方向运动，选项B正确。x=0的质点位移为振幅的一半，要运动到平衡位置的时间是113412Ts，则14ts时，x=0的质点不在平衡位置也不在最大位移处，故CD错误。【考点】波的图像识别、质点振动判断16．如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变【答案】BD【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热交换，Q=0。稀薄气体向真空中扩散没有做功，W=0。根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。稀薄气体扩散体积增大，压强必减小。选项ＢＤ正确。【考点】热力学第一定律密闭气体的温度、体积、压强关系17．在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/s2,水的密度为103kg/m3。这雨滴携带的电荷量的最小值约为A．2×10-9CB.4×10-9CC.6×10-9CD.8×10-9C【答案】B【解析】带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，则mg=qE，得：343rgmgVgqEEE=4×10-9C，选项B正确。【考点】电场力与平衡条件应用18．如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则A．FdFcFbB.FcFdFbC.FcFbFdD.FcFbFd【答案】D【解析】线圈从a运动到b做自由落体运动，在b点开始进入磁场受到安培力作用Fb，由于线圈线圈上下边的距离很短，进入磁场的过程时间很短，进入磁场后，由于磁通量不变，无感应电流产生，不受安培力作用，在c处Fc=0，但线圈在磁场中受重力作用，做加速运动，出磁场的过程在d处受到的安培力比b处必然大。故选项D正确。【考点】法拉第电磁感应定律及磁场对电流的作用。19．图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是ABCD【答案】BC【解析】均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大。根据理想变压器原理：1122UnUn得：212112nUUUktnn均匀增大（k为单位时间内增加的匝数），选项C正确。tI1OtN2OtU2OtI2Oabcd灯泡两端电压由零开始增大时，灯泡的电阻也增大，所描绘的伏安特性曲线应该为B，选项B正确、A错误。灯泡的功率先增大的快（电阻小）侯增大的慢（电阻大），选项D错误。【考点】理想变压器原理伏安特性曲线20．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角【答案】AD【解析】由题图可知，1的光线折射率大，频率大，波长小。在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小。选项AD正确，B错。由sinsinin，在玻璃中传播的距离cosdl，传播的速度cvn，所以光在玻璃中传播的时间sin2sinsincossin2ldiditvcc，1光线的折射角小，所经历的时间应该长，选项C错误。【考点】折射定律光在介质中的传播21．已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为A．6小时B.12小时C.24小时D.36小时【答案】B【解析】地球的同步卫星的周期为T1=24小时，轨道半径为r1=7R1，密度ρ1。某行星的同步卫星周期为T2，轨道半径为r2=3.5R2，密度ρ2。根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有3111211211423()GmRmrrT3222222222423()GmRmrrT两式化简得T2=T1/2=12小时，选项B正确。【考点】牛顿第二定律和万有引力定律应用于天体运动。2010年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试第II卷22．（5分）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有。（填入正确选项前的字母）A.天平B.秒表C.米尺（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因：。【答案】（1）C（2）打点计时器与纸带间的摩擦【解析】（1）时间由打点计时器确定，用米尺测定位移。答案C（2）打点计时器与纸带间的摩擦23．(13分）如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内：○A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关。已知RT在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下RT的阻值。（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图（2）完成下列实验步骤中的填空①依照实验原理电路图连线②调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95℃③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全④闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录。⑤将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数,记录。⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT=。⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥【答案】（1）电路图如图（2）④电阻箱的读数R0⑤仍为I0电阻箱的读数为R1⑥01150RR【解析】（1）由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻RT阻值在95℃和20℃事已知的，所以热敏电阻的初始温度为95℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值应保持150Ω和电阻箱的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值应保持550Ω和电阻箱的初值之和不变。则可以测量任意温度下的电阻。（2）①依照实验原理电路图连线②调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95℃③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全④闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0。⑤将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数仍为I0,记录电阻箱的读数为R1。⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT=01150RR。⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥24．(15)如图，MNP为整直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值。【答案】物块停止的位置距N的距离可能为2hs或2hs【解析】根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少ΔEP与物块克服摩擦力所做功的数值相等。pEW①设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则pEmgh②'Wmgs③连立①②③化简得hs④第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为22hdsss⑤第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为22hdsss⑥所以物块停止的位置距N的距离可能为2hs或2hs25．（18分）小球A和B的质量分别为mA和mB且mA＞＞mB在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放初距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。【答案】23ABABmmHmm【解析】根据题意，由运动学规律可知，小球A与B碰撞前的速度大小相等，设均为0v，由机械能守恒有2012AAmgHmv①设小球A与B碰撞后的速度分别为1v和2v，以竖直向上方向为正，由动量守恒有0012()ABABmvmvmvmv②由于两球碰撞过程中能量守恒，故2222001211112222ABABmvmvmvmv③联立②③式得：203ABABmmvvmm④设小球B能上升的最大高度为h，由运动学公式有222vhg⑤由①④⑤式得23ABABmmhHmm⑥26（21分）图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为V;两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点H射入磁场区域。不计重力（1）已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后，从边界EF穿出磁场，求离子甲的质量。（2）已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点（图中未画出）穿出磁场，且GI长为34a，求离子乙的质量。（3）若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什