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1、2010年普通高等学校招生全国统一考试(福建卷)理科综合能力测试第I卷(选择题共108分)本卷共18小题,每小题6分,共108分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。13.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为A.P/4B.P/2C.2PD.4P【答案】A【解析】由PUI可知输出电压由500kV升高到1000kV时,电路中的电流将减为原来的一半;由2IR损P线可知电路中损耗的功率变为原来的14,选项A正确。14.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期1T,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为2T,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则1T与2T之比为A.3pqB.31pqC.3pqD.3qp【答案】D【解析】设中心天体的质量为M,。
2、半径为R,当航天器在星球表面飞行时,由222()MmGmRRT和343MVR解得23GT,即31TG;又因为3343MMMVRR,所以3RTM,312TqTp。选项D正确。15.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s,则该波的传播速度可能是A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s【答案】B【解析】解法一:质点振动法(1)设波向右传播,则在0时刻4xm处的质点往上振动,设经历t时间时质点运动到波峰的位置,则1()4tnT,即40.084141tTnn。当0n时,0.080.02Tss,符合要求,此时0.0810.08vTm/s;当1n时,0.0160.02Tss,不符合要求。(2)设波向左传播,则在0时刻4xm处的质点往下振动,设经历t时间时质点运动到波峰的位置,则3()4tnT,即40.084343tTnn。当0n时,0.080.023Tss,符合要求,此时0.0830.083vTm/s;当1n。
3、时,0.080.027Tss,不符合要求。综上所述,只有B选项正确。解法二:波的平移法(1)设波向右传播,只有当波传播的距离为0.020.08xn时,实线才会和虚线重合,即0时刻的波形才会演变成0.02s时的波形,0.02ts,所以0.020.08140.02xnvnt,0.0841Tvn,当0n时,0.080.02Tss,符合要求,此时141vnm/s;当1n时,0.0160.02Tss,不符合要求。(2)设波向左传播,只有当波传播的距离为0.060.08xn时,实线才会和虚线重合,即0时刻的波形才会演变成0.02s时的波形,0.02ts,所以0.060.08340.02xnvnt,0.0843Tvn,当0n时,0.080.023Tss,符合要求,此时343vnm/s;当1n时,0.080.027Tss,不符合要求。综上所述,只有选项B正确。16.质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始,物体受到方向不变、。
4、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为A.18mB.54mC.72mD.198m【答案】B【解析】拉力只有大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动。0-3s时:F=fmax,物体保持静止,s1=0;3-6s时:Ffmax,物体由静止开始做匀加速直线运动,2284/2/2Ffamsmsm,v=at=6m/s,2221123922satmm,6-9s时:F=f,物体做匀速直线运动,s3=vt=6×3=18m,9-12s时:Ff,物体以6m/s为初速度,以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动,2241163232722svtatm,所以0-12s内物体的位移为:s=s1+s2+s3+s4=54m,选项B正确。17.如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程。
5、弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则A.1t时刻小球动能最大B.2t时刻小球动能最大C.2t~3t这段时间内,小球的动能先增加后减少D.2t~3t这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值,而后往下做加速度不断增大的减速运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能。上升过程恰好与下降过程互逆。由乙图可知t1时刻开始接触弹簧;t2时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧;t2-t3这段时间内,小球的先加速后减速,动能先增加后减少,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能。18.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环,两圆环上的电荷量均为q(q0),而且电荷均匀分布。两圆环的圆心O1和O2相距为2a,联线的中点为O,轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(ra)。是分。
6、析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是A.21222221kqRkqRERarRarB.212332222221kqRkqRERarRarC.222221kqarkqarERarRarD.2332222221kqarkqarERarRar【答案】D【解析】当0r时,点位于圆心O处,可以把O1、O2两个带电圆环均等效成两个位于圆心处的点电荷,根据场强的叠加容易知道,此时总场强E=0,将r=0代入各选项,排除AB选项;当r=a时,A点位于圆心O2处,带电圆环O2由于对称性在A点的电场为0,根据微元法可以求得此时的总场强为1223/212[4]kqaEERa,将r=a代入CD选项可以排除C。第Ⅱ卷(非选择题共192分)必考部分第Ⅱ卷必考部分共9题,共157分。19.(18分)(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角。
7、度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的12、表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。(2)(6分)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)A.增挂钩码时l与F成正比,而减挂钩码时l与F不成正比B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度(3)(6分)如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材,器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的。
8、读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量Rx阻值的电路。【答案】(1)12coscosn大(2)D(3)如图【解析】(1)1122sin(90)cossinsinsin(90)cosinr,应选宽一些的玻璃砖。(2)本小题解题的关键在于弄清为什么两个图象会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度,弹簧无法及时回复原长,两条图象才会出现差异。(3)要准确就需要对实验原理(伏安法、变阻器接法)、误差分析有深刻理解。由于待测电阻约1000Ω,滑动变阻器最大电阻为100Ω,要使电表读数发生变化,滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时,流过的电流约为993.01000xEImAAR,显然不能用电流表来测电流,而应该把其中一个电压表V1当电流来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻,伏安法应使用内接法。20.(15分)如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝S1射入。
9、速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上。已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2连线平行且距离为L,忽略重力的影响。(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。【答案】(1)00EB(2)2mLxqE00EB【解析】(1)能从速度选择器射出的的离子满足:0qqv00EB解得:0v00EB(2)离子进入匀强偏转电场E后做类平跑运动,则0xvt,22atL,由牛顿第二定律得qEma,解得:2mLxqE00EB。21.(19分)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直开良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行。
10、导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计。求(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度Ia与定值电阻中的电流强度Ic之比;(2)a棒质量ma;(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。【答案】(1)12abII(2)32m(3)7sin2mg【解析】(1)a棒沿导轨向上运动时,a棒、b棒及电阻R中放入电流分别为Ia、Ib、Ic,有RbbIRIR,abRIII,解得:12abII。(2)由于a棒在上方滑动过程中机械能守恒,因而a棒在磁场中向上滑动的速度大小v1与在磁场中向下滑动的速度大小v2相等,即12vvv,设磁场的磁感应强度为B,导体棒长为L,在磁场中运动时产生的感应电动势为EBLv,当a棒沿斜面向上运动时,322bEIR,sinbbBILmg,。
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