2010年高考物理试卷及解析－安徽卷

2010年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷）理科综合能力测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，第Ⅰ卷第1页至第5页，第Ⅱ卷第6页至第12页。全卷满分300分。考生注意事项：1．答题前，务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。务必在答题卡背面规定的地方填写姓名和座位号后两位。2．答第Ⅰ卷时，每小题选出答案后，用2B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，再选涂其他答案标号。3．答第Ⅱ卷时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡．．．上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡．．．规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答．．．．．．．．．．案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效．．．．．．．．．．．．．．．．．。4．考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。第Ⅰ卷（选择题共120分）本卷共20小题，每小题6分，共120分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。14．伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。如果在E或F处钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小A．只与斜面的倾角有关B．只与斜面的长度有关C．只与下滑的高度有关D．只与物体的质量有关【答案】C【解析】伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变。物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，高度越大，初始的势能越大转化后的末动能也就越大，速度越大。选项C正确。15．一列沿x轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小【答案】D【解析】由题图可得，波沿x轴方向传播，P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向，向平PxyO·MNEF··衡位置靠近，做加速度减小的加速运动，v变大，a变小，选项C正确。16．如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E=100V/m，则O、P两点的电势差可表示为A．10sin(V)opUB．10sin(V)opUC．10cos(V)opUD．10cos(V)opU【答案】A【解析】在匀强电场中，两点间的电势差U=Ed，而d是沿场强方向上的距离，所以sinOPdR，故：100(0.1sin)10sin(V)opU，选项A正确。17．为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出A．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的半径和“萤火一号”的质量D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力【答案】A【解析】由于万有引力提供探测器做圆周运动的向心力，则有212112()()()MmGmRhRhT；222222()()()MmGmRhRhT，可求得火星的质量23231222124()4()RhRhMGTGT和火星的半径22321122311ThhTRTT，根据密度公式得：333443MMMVRR。在火星表面的物体有2MmGmgR，可得火星表面的重力加速度2GMgR，故选项A正确。18．如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F。调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大x/my/mOPθ·ESR0R1R2MND．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小【答案】B【解析】保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力UFqEqd电减小,悬线的拉力为22()FmgF电将减小，选项B正确，A错误。保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，C、D错误。19．L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P的受力个数为A．3B．4C．5D．6【答案】C【解析】P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力。木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确。20．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2。不计空气阻力，则A．v1v2，Q1Q2B．v1=v2，Q1=Q2C．v1v2，Q1Q2D．v1=v2，Q1Q2【答案】D【解析】由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力22BlvFR，又4lRS（ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长，S为单匝导线横截面积），所以安培力24BlvSF，此时加速度Fagm，且04mSl(0为材料的密度)，所以加速度2016Bvag是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v1=v2。由能量守恒可得：21()2QmghHmv，(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线m小，产生的热量小，所以Q1Q2。正确选项D。PQhⅠⅡ（在此卷上答题无效）绝密★启用前2010年普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷)理科综合能力测试第Ⅱ卷(非选择题共180分)考生注意事项：用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上．．．．．作答，在试题卷上答题无效．．．．．．．．．。21．（18分）Ⅰ．（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。【答案】（1）0.617（0.616～0.619）（2）0.675【解析】（1）0.5mm+11.7×0.01mm=0.617mm（2）0.6cm+15×0.05mm=0.675cmⅡ．太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。（1）为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________。01015图101201020图2cm【答案】（1）如图（2）很大；1.0×103（965～1040）【解析】（1）根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，电路连接如图（2）在电压小于2.00V时，由图可读出电流很小，由UIR得URI，太阳能电池的电阻很大（3）当电压为2.80V时，根据题图读出U、I，由URI得：R=1.0×103ΩⅢ．利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。a.用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v0b.用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过2vgh计算出瞬时速度c.根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度hd.用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v0以上方案中只有一种正确，正确的是。（填入相应的字母）【答案】d【解析】物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，a、b错误。物体下落的高度是用米尺测量的，不是计算的，c错误。d为验证机械能守恒定律的实验测量方案，正确。22.（14分）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s2，求：VA太阳能电池+++———ESR图1U/VI/mA01234560.51.01.52.02.53.03.5···················图2t/sv/(m·s-1)O2468246810VA太阳能电池+++———ESR(1)物体与水平面间的运动摩擦系数μ；(2)水平推力F的大小；(3)010s内物体运动位移的大小。【答案】（1）0.2（2）6N（3）46m【解析】（1）设物体做匀减速运动的时间为Δt2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则2220222/tvvamst①设物体所受的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律有2fFma②fFmg③联立②③得：20.2ag④（2）设物体做匀减速运动的时间为Δt1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则2110111/tvvamst⑤根据牛顿第二定律有1fFFma⑥联立③⑥得：16FmgmaN（3）解法一：由匀变速运动的位移公式得：22121011120222114622xxxvtatvtatm解法二：根据v-t图像围成的面积得：10112021()4622tvvxtvtm23.(16分)如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为L1、L2），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为E0，E0表示电场方向竖直向上。t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。（1）求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；（2）求电场变化的周期T；（3）改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。【答案】（1）02Ev（2）2dvvg（3）(21)2v