北京07-11五年高考物理真题分类汇编.pdf

1 五高考真题 一 选择题 2011 年 年 13 表示放射性元素碘 131 131 53I 衰变的方程是 A 1311274 53512 ISbHe B 1311310 53541 IXee C 1311301 53530 IIn D 1311301 53521 ITeH 14 如图所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝 S 时 在光屏 P 上观察到干涉 条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 A 增大 S1与 S2的间距 B 减小双缝屏到光屏的距离 C 将绿光换为红光 D 将绿光换为紫光 15 由于通讯和广播等方面的需要 许多国家发射了地球同步轨道卫星 这些卫星的 A 质量可以不同 B 轨道半径可以不同 C 轨道平面可以不同 D 速率可以不同 16 介质中有一列简谐机械波传播 对于其中某个振动质点 A 它的振动速度等于波的传播速度 B 它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C 它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D 它的振动频率等于波源的振动频率 17 如图所示电路 电源内阻不可忽略 开关 S 闭合后 在变阻器 R0的滑 动端向下滑动的过程中 A 电压表与电流表的示数都减小 B 电压表与电流表的示数都增大 C 电压表的示数增大 电流表的示数减小 D 电压表的示数减小 电流表的示数增大 18 蹦极 就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处 从几十米高处跳下的一种极限运动 某人做蹦极运动 所受绳 子拉力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图所示 将蹦极过程近 似为在竖直方向的运动 重力加速度为 g 据图可知 此人在蹦 极过程中最大加速度约为 A g B 2g C 3g D 4g 19 某同学为了发验证断电自感现象 自己找来带铁心的线圈 L 小灯 泡 A 开关 S 和电池组 E 用导线将它们连接成如图所示的电路 检查电路后 闭合开关 S 小灯泡发光 再断开开关 S 小灯泡仅有 不显著的延时熄灭现象 虽经多次重复 仍未见老师演示时出现的 小灯泡闪亮现象 他冥思苦想找不出原因 你认为最有可能造成小 灯泡未闪亮的原因是 A 电源的内阻较大 B 小灯泡电阻偏大 C 线圈电阻偏大 D 线圈的自感系数较大 2 20 物理关系式不仅反映了物理量之间的关系 也确定了单位间的关系 如关系式 U IR 既反映了电压 电 流和电阻之间的关系 也确定了 V 伏 与 A 安 和 欧 的乘积等效 现有物理量单位 m 米 s 秒 N 牛 J 焦 W 瓦 C 库 F 法 A 安 欧 和 T 特 由他们组合成的单 位都与电压单位 V 伏 等效的是 A J C 和 N C B C F 和 2 T ms C W A 和 C T m s D 11 22 WTT A m 和 2010 年年 属于狭义相对论基本假设的是 在不同的惯性系中 真空中光速不变 时间间隔具有相对性 物体的质量不变 物体的能量与质量成正比 对于红 黄 绿 蓝四种单色光 下列表述正确的是 在相同介质中 绿光的折射率最大 红光的频率最高 在相同介质中 蓝光的波长最短 黄光光子的能量最小 太阳因核聚变释放出巨大的能量 同时其质量不断减少 太阳每秒钟辐射出的能量约为 1026 根据爱因斯坦质能方程 太阳每秒钟减少的质量最接近 1036 1018 1013 109 一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上 已知万有引力常量 若由于天体自转使物 体对天体表面压力恰好为零 则天体自转周期为 1 2 4 3G 1 2 3 4 G 1 2 G 1 2 3 G 一列横波沿x轴正向传播 为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置 某时 刻的波形如图 所示 此后 若经过 周期开始计时 则图 描述的是 处质点的振动图像 处质点的振动图像 处质点的振动图像 处质点的振动图像 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器的因素 如图 设两极板正对面积为 极板间的距 离为 静电计指针偏角为 实验中 极板所带电荷量不变 若 A 保持 S 不变 增大 d 则 变大 B 保持 S 不变 增大 d 则 变小 C 保持 d 不变 增大 S 则 变小 D 保持 d 不变 增大 S 则 不变 19 在如图所示的电路中 两个相同的下灯泡 L1和 L2分别串联一个带铁芯的电感线圈 L 和一个滑动变阻器 R 闭合开关 S 后 调整 R 使 L1和 L2发光的亮度一样 此时流过 两个灯泡的电流为 然后 断开 若 t 时刻再闭合 则在 t 前后的一小段时间内 正确反映流过 L1的电流 流过 的电流 随时间 的变化的图像是 3 如图 若 轴表示时间 轴表示位置 则该图像反映了某质点做匀速直线运动时 位置与时间的 关系 若令 轴和 轴分别表示其他的物理量 则该图像又可以反映在某种情况下 相应的物理量之间的 关系 下列说法中正确的是 若 轴表示时间 轴表示动能 则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中 物 体动能与时间的关系 若 轴表示频率 轴表示动能 则该图像可以反映光电效应中 光电子最大初动能与入射光频率之 间的关系 若 轴表示时间 轴表示动量 则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定 合外力作用下 物体动量与时间的关系 若 轴表示时间 轴表示感应电动势 则该图像可以反映静置于磁场中的某闭 合回路 当磁感应强度随时间均匀增大时 闭合回路的感应电动势与时间的关系 2009 年年 13 做布朗运动实验 得到某个观测记录如图 图中记录的是 A 分子无规则运动的情况 B 某个微粒做布朗运动的轨迹 C 某个微粒做布朗运动的速度 时间图线 D 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 答案 D 解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动 而非分子的运动 故 A 项错误 既然无规 则所以微粒没有固定的运动轨迹 故 B 项错误 对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确 定的 所以无法确定其在某一个时刻的速度 故也就无法描绘其速度 时间图线 故 C 项错误 故只有 D 项正确 14 下列现象中 与原子核内部变化有关的是 A 粒子散射现象 B 天然放射现象 C 光电效应现象 D 原子发光现象 答案 B 解析 粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核 并没有涉及到核内部的变化 故 A 项错误 天 然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出 粒子或电子 从而发生 衰变或 衰变 故 B 项正确 光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出 没有涉及到原子核的变化 故 C 项错误 原子发光 是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化 故 D 项错误 15 类比是一种有效的学习方法 通过归类和比较 有助于掌握新知识 提高学习效率 在类比过程中 既要找出共同之处 又要抓住不同之处 某同学对机械波和电磁波进行类比 总结出下列内容 其中不正 确 的是 A 机械波的频率 波长和波速三者满足的关系 对电磁波也适用 B 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C 机械波的传播依赖于介质 而电磁波可以在真空中传播 D 机械波既有横波又有纵波 而电磁波只有纵波 答案 D 解析 波长 波速 频率的关系对任何波都是成立的 对电磁波当然成立 故 A 选项正确 干涉和衍射 是波的特性 机械波 电磁波都是波 这些特性都具有 故 B 项正确 机械波是机械振动在介质中传播形 成的 所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的 所以电磁波 传播不需要介质 故 C 项正确 机械波既有横波又有纵波 但是电磁波只能是横波 其证据就是电磁波能 够发生偏振现象 而偏振现象是横波才有的 D 项错误 故正确答案应为 D 16 某静电场的电场线分布如图所示 图中 P Q 两点的电场强度的大小分别 为 EP和 EQ 电势分别为 UP和 UQ 则 A EP EQ UP UQ 4 B EP EQ UP UQ C EP EQ UP UQ D EP EQ UP UQ 答案 A 解析 从图可以看出 P 点的电场线的密集程度大于 Q 点的密集程度 故 P 点的场强大于 Q 点的场强 因电场线的方向由 P 指向 Q 而沿电场线的方向电势逐渐降低 P 点的电势高于 Q 点的电势 故 A 项正 确 17 一简谐机械波沿 x 轴正方向传播 周期为 T 波长为 若在 x 0 处质点的 振动图像如右图所示 则该波在 t T 2 时刻的波形曲线为 A 解析 从振动图上可以看出 x 0 处的质点在 t T 2 时刻处于平衡位置 且正在 向下振动 四个选项中只有 A 图符合要求 故 A 项正确 18 如图所示 将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑块与斜面之间的动摩擦因数为 若滑 块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 重力加速度为 g 则 A 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑 B 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑 C 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大 小应是 2mgsin D 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大 小应是 mgsin 答案 C 解析 对处于斜面上的物块受力分析 要使物块沿斜面下滑则 mgsin mgcos 故 0 故 A 项错误 当 x 0 时 此时要求的场强为 O 点的场强 由对称性可知 EO 0 对于 C 项而言 x 0 时 E 为一定值 故 C 项错误 当 x 时 E 0 而 D 项中 E 4 故 D 项错误 所以正确选项只能为 B 2008 年年 13 下列说法正确的是 A 用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象 B 用 X 光机透视人体是利用光电效应 C 光导纤维舆信号是利用光的干涉现象 D 门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象 13 A 解析 用 X 光机透视人体是利用 X 光的穿透性 光导纤维传输信号是利用光的全反射现 象 门镜可以扩大视野是利用光的折射现象 14 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核 同时辐射一个 光子 已知质子 中子 氘核的质量 分别为 m1 m2 m3 普朗克常量为 h 真空中的光速为 c 下列说法正确的是 A 核反应方程是1 1H 1 0n 3 1H B 聚变反应中的质量亏损mm 1 m2 m1 C 辐射出的 光子的能量 E m3 m1 m2 c D 光子的波长 2 123 h mmmc 14 B 解析 核反应方程是1 1H 1 0n 2 1 H 辐射出的 光子的能量 E m1 m2 m3 c2 光子 的波长 3 123 h mmmc 15 假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数 每人每小时可以数 5000 个 不间断地数 则完成 任务所需时间最接近 阿伏加德罗常数 NA取 6 1023 mol 1 A 10 年 B 1 千年 C 10 万年 D 1 千万年 15 C 解析 1 g 水的分子个数 22 1 3 10 18 A NN 个 则完成任务所需时间 t N 5000 6 10 18 小时 约为 1000 年 6 16 在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波 一顶点由平衡位置竖直向上运动 经 0 1 s 到达最大位 移处 在这段时间内波传播了 0 5 m 则这列波 A 周期是 0 2 s B 波长是 0 5 m C 波速是 2 m s D 经 1 6 s 传播了 8 m 16 D 解析 周期是 0 4 s 波长是 2m 波速是 5m s 17 据媒体报道 嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道 轨道高度 200 km 运用周期 127 分钟 若还知道 引力常量和月球平均半径 仅利用以上条件不能 求出的是 A 月球表面的重力加速度 B 月球对卫星的吸引力 C 卫星绕月球运行的速度 D 卫星绕月运行的加速度 17 B 解析 因为不知道卫星的质量 所以不能求出月球对卫星的吸引力 18 一理想变压器原 副线圈匝数比 n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电源连接 输入电压 u 如图所示 副线圈仅接入一个 10 的电阻 则 A 流过电阻的电流是 20 A B 与电阻并联的电压表的示数是 100 2 V C 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 103 J D 变压器的输入功率是 1 103W 18 D 解析 原线圈中电压的有效值是 220V 由变压比知副线圈中电压为 100V 流过电阻的电 流是 10A 与电阻并联的电压表的示数是 100V 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 1034J 19 在如图所示的空间中 存在场强为 E 的匀强电场 同时存在沿 x 轴负方向 磁感应强度为 B 的匀强磁场 一质子 电荷量为 e 在该空间恰 沿 y 轴正方向以速度 v 匀速运动 据此可以判断出 A 质子所受电场力大小等于 eE 运动中电势能减小 沿着 z 轴方向 电势升高 B 质子所受电场力大小等于 eE 运动中电势能增大 沿着 z 轴方向 电势降低 C 质子所受电场力大小等于 evB 运动中电势能不变 沿着 z 轴方向 电势升高 D 质子所受电场力大小等于 evB 运动中电势能不变 沿着 z 轴方向电势降低 19 C 解析 质子所受电场力与洛伦兹力平衡 大小等于 evB 运动中电势能不变 电场线沿 z 轴负 方向 沿 z 轴正方向电势升高 20 有一些问题你可能不会求解 但是你仍有可能对这些问题的解是否合力进行分析和判断 例如从 解的物理量的单位 解随某些已知量变化的趋势 解在一定特殊条件下的结果 等方面进行分析 并与预期结果 实验结论等进行比较 从而判断解的合理性 或正确性 举例如下 如图所示 质量为 M 倾角为 的滑块 A 放于水平地面上 把 质量为 m 的滑块 B 放在 A 的斜面上 忽略一切摩擦 有人求得 B 相对地面的加 速度 a M m M msin2 gsin 式中 g 为重力加速度 对于上述解 某同学首先分析了等号右侧量的单位 没发现问题 他进一步利用特殊条件对该解做了 如下四项分析和判断 所得结论都是 解可能是对的 但是 其中有一项是错误 的 请你指出该项 A 当 时 该解给出 a 0 这符合常识 说明该解可能是对的 7 B 当 90 时 该解给出 a g 这符合实验结论 说明该解可能是对的 C 当 M m 时 该解给出 a gsin 这符合预期的结果 说明该解可能是对的 D 当 m M 时 该解给出 a B sin 这符合预期的结果 说明该解可能是对的 20 D 解析 当 m M 时 该解给出 a sin g 这与实际不符 说明该解可能是错误的 2007 年 13 光导纤维的结构如图 其内芯和外套材料不同 光在内芯中传播 以下关于光导纤维的说法正确的是 A 内芯的折射率比外套的大 光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B 内芯的折射率比外套的小 光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C 内芯的折射率比外套的小 光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D 内芯的折射率与外套的相同 外套的材料有韧性 可以起保护作用 标准答案 标准答案 A 14 下列说法正确的是 A 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B 汤姆生发现电子 表明原子具有核式结构 C 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应 是因为该束光的波长太短 D 按照玻尔理论 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电子的动能减小 原子 总能量增大 标准答案 标准答案 D 15 不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星 命名为 格利斯 581c 该 行星的质量是地球质量的 5 倍 直径是地球的 1 5 倍 设想在该行星表面附近绕行星沿轨道运行的人造卫 星的动能为 1k E 在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为 2k E 则 2 1 k k E E 为 A 0 13 B 0 3 C 3 33 D 7 5 标准答案 标准答案 C 16 为研究影响家用保温效果的因素 某位同学在保温瓶中灌入热水 先测量初始水温 经过一定时间后 再测量末态水温 改变实验条件 先后共做了 6 次实验 实验数据记录如下表 序号 瓶内水量 mL 初始水温 C 时间 h 末态水温 C 1 1000 91 4 78 2 1000 98 8 74 3 1500 91 4 80 4 1500 98 10 75 5 2000 91 4 82 6 2000 98 12 77 下列研究方案中符合控制变量方法的是 A 若研究瓶内水量与保温效果的关系 可用第 1 3 5 次实验数据 B 若研究瓶内水量与保温效果的关系 可用第 2 4 6 次实验数据 C 若研究初始水温与保温效果的关系 可用第 1 3 5 次实验数据 E 若研究保温时间与保温效果的关系 可用第 4 5 6 次实验数据 标准答案 标准答案 A 8 17 电阻 1 R 2 R与交流电源按照图 1 方式连接 10 1 R 20 2 R 合上开关 S 后 通过电阻 2 R的 正弦交变电流i随时间t变化的情况如图 2 所示 则 A 通过 1 R的电流有效值是A2 1 B 1 R两端的电压有效值是 6V C 通过 2 R的电流最大值是A22 1 D 2 R两端的电压最大值是V26 标准答案 标准答案 B 18 图示为高速摄影机拍摄的子弹穿透苹果瞬间的照片 该照片经放大后分析出 在曝光时间内 子弹影 像前后错开的距离约为子弹长度的 2 1 已知子弹飞行速度约为sm 500 由此可估算出这幅照片 的曝光时间最接近 A s 3 10 B s 6 10 C s 9 10 D s 12 10 标准答案 标准答案 B 19 如图所示的单摆 摆球 a 向右摆动到最低点时 恰好与一沿水 平方向向左运动的粘性小球 b 发生碰撞 并粘接在一起 且摆动平 面不变 已知碰撞前 a 球摆动的最高点与最低点的高度差为 h 摆 动的周期为 T a 球质量是 b 球质量的 5 倍 碰撞前 a 球在最低点的速度是 b 球速度的一半 则碰撞后 A 摆动的周期为T 6 5 B 摆动的周期为T 5 6 C 摆球的最高点与最低点的高度差为h3 0 D 摆球的最高点与最低点的高度差为h25 0 标准答案 标准答案 D 20 在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块 开始时滑块静止 若在滑块所在空间加一水平匀强电 场 1 E持续一段时间后立刻换成与 1 E相反方向的匀强电场 2 E 当电 场 2 E与电场 1 E持续时间相同时 滑块 恰好回到初始位置 且具有动能 k E 在上述过程中 1 E对滑块的电场力做功为 1 w 冲量大小为 1 I 2 E 对滑块的电场力做功为 2 W 冲量大小为 2 I 则 A 21 II B 21 4II C kk EWEW75 0 25 0 21 D kk EWEW80 0 20 0 21 标准答案 标准答案 C 9 二 实验题 2011 年 21 18 分 1 用如图 1 所示的多用电表测量电阻 要用到选择开关 K 和两个部件 S T 请根据下列步骤完成电阻 测量 旋动部件 使指针对准电流的 0 刻线 将 K 旋转到电阻挡 100 的位置 将插入 插孔的表笔短接 旋动部件 使指 针对准电阻的 填 0 刻线 或 刻线 将两表笔分别与待测电阻相接 发现指针偏转角度过小 为了得到比较准确的测量结果 请从下列选项中挑出合理的步骤 并按 的顺序进行操作 再完成读数测量 A 将 K 旋转到电阻挡 1K 的位置 B 将 K 旋转到电阻挡 10 的位置 C 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D 将两表笔短接 旋动合适部件 对电表进行校准 2 如图 2 用 碰撞实验器 可以验证动量守恒定律 即研究 两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系 实验中 直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的 但是 可以通过仅测量 填选项前的序号 间接地解决这个问题 A 小球开始释放高度 h B 小球抛出点距地面得高度 H C 小球做平抛运动的射程 图 2 中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影 实验时 先让入射球 m1多次从斜轨上 S 位置静止释放 找到其平均落地点的位置 P 测量平抛射程 OP 然后 把被碰 小球 m2静置于轨道的水平部分 再将入射小球 m1从斜轨上 S 位置静止释放 与小球 m2相撞 并多次重复 接下来要完成的必要步骤是 填选项的符号 A 用天平测量两个小球的质量 m1 m2 B 测量小球 m1开始释放高度 h C 测量抛出点距地面的高度 H D 分别找到 m1 m2相碰后平均落地点的位置 M N E 测量平抛射程 OM ON 若两球相碰前后的动量守恒 其表达式可表示为 用 中测量的量表示 若碰撞是弹性碰撞 那么还应满足的表达式为 用 中测量的量表示 经测定 12 7 5mmg 45 0g 小球落地点的平均位置到 点的距离如图 所示 碰撞前 后m1的动量分别为 1 p与 1 p 则 1 p 1 p 11 若碰撞结束时 m2的动量为 2 p 则 1 p 2 p 11 实验结果说明 碰撞前 后总动量的比值 1 12 p pp 为 有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质 其它条件不变 可以使被撞小球做平抛运动的射 10 程增大 请你用 中已知的数据 分析计算出被撞小球 m2平抛运动射程 ON 的最大值为 cm 2010 年年 分 甲同学要把一个量程为 200A 的直流电流计 改 装成量度范围是 0 4 的直流电压表 她按图 所示电路 用半偏法测定电流计的内电阻rg 其中电阻 0 约为 k 为使rg的测量值尽量准确 在以下器材中 电源 应选用 电阻器 1应选用 电阻器 2应选用 选填器材前的字母 电源 电动势 1 5 电源 电动势 6 电阻箱 0 999 9 滑动变阻器 0 500 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k 电位器 0 51k 该同学在开关断开情况下 检查电路连接无误后 将 的阻值调至最大 后续的实验操作步骤依次是 最后记录 1的阻值并整理好器 材 请按合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 闭合 闭合 调节 的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 调节 的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半 调节 的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半 调节 的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 如果所得的 的阻值为 300 0 则图 中被测电流计的内阻 的测量值为 该 测量值 实际值 选填 略大于 略小于 或 等于 给电流计 联 选填 串 或 并 一个阻值为 k 的电阻 就可以将该电流 计改装为量程 的电压表 乙同学要将另一个电流计改装成直流电压表 但他不仅借到一块标准电压表 一个电池组 一个滑动变阻器 R 和几个待用的阻值准确的定值电阻 该同学从上述具体条件出发 先将带改装的表直接与电压表 校准 请你画完图 方框中的校准电路图 实验中 当定值电阻 选用 17 0k 时 调整滑动变阻器 R 的 阻值 电压表的示数是 4 0 时 表的指针恰好指到满 量程的五分之二 当 选用 7 0k 时 调整 R 的阻值 电压表 的示数是 2 0 时 表的指针又指到满量程的五分之二 11 由此可以判定 表的内阻 是 k 满偏电流 g I 是 若要将表改装 为量程是 15 的电压表 应配备一个 k 的电阻 2009 年 21 18 分 1 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上 如图 1 并选 用缝间距 d 0 2mm 的双缝屏 从仪器注明的规格可知 像屏与双缝屏间的距离 L 700mm 然后 接通电 源使光源正常工作 已知测量头主尺的最小刻度是毫米 副尺上有 50 分度 某同学调整手轮后 从测量头的目镜看去 第 1 次映入眼帘的干涉条纹如图 2 a 所示 图 2 a 中的数字是该同学给各暗纹的编号 此时图 2 b 中游标尺上的读数 x1 1 16mm 接着再转动手轮 映入眼帘的干涉条纹如图 3 a 所示 此时图 3 b 中游标尺上的读数 x2 利用上述测量结果 经计算可得两个相邻明纹 或暗纹 间的距离x mm 这种色光的 波长 nm 2 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池 该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内电阻 r 但是从实验室只借到一个开关 一个电阻箱 最大阻值为 9 999 科当标准电阻用 一只电流表 量 程 R I 0 6A 内阻0 1 g r 和若干导线 请根据测定电动势 E 内电阻r的要求 设计图 4 中器件的连接方式 画线把它们连接起来 12 接通开关 逐次改变电阻箱的阻值R 读取与R对应的电流表的 示数 I 并作记录当电阻箱的阻值2 6R 时 其对应的电流表的 示数如图 5 所示 处理实验数据时首先计算出每个电流值 I 的倒 数 1 I 再制作 R 1 I 坐标图 如图 6 所示 图中已标注出了 1 R I 的几个与测量对应的坐标点 请你将与图 5 实验数据对应的坐标 点也标注在图 6 中上 在图 6 上把描绘出的坐标点练成图线 根据图 6 描绘出的图线可得出这个 电池的电动势 E V 内电阻r 答案 1 15 02 2 31 6 6 102 2 见答图 4 见答图 6 见答图 6 1 5 1 46 1 54 0 3 0 25 0 35 解析 1 由游标卡尺的读数规则可知 x2 15 0mm 1 0 02mm 15 02mm 图 2 a 中暗纹与图 3 a 中暗纹间的间隔为 6 个 故 x x2 x1 6 15 02 1 16 6 2 31mm 由 x L d可 知 d x L 0 20m m 2 31m m 700m m 6 6 102nm 2 根据闭合电路欧姆定律 测量电源的电动势和内电阻 需要得到电源 的路端电压和通过电源的电流 在本实验中没有电压表 但是可以用电阻箱 和电流表串联充当电压表 测量电源的路端电压 通过电流表的电流也是通过电 源的电流 所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可 实物图的连接 如答图 4 所示 由闭合电路欧姆定律有 E I R r rg 解得 1 g RErr I 根据 R 1 I 图线可知 电源的电动势 等于图线的斜率 内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻 2008 年年 21 8 分 1 用示波器观察某交流信号时 在显示屏上显示出一个完 整的波形 如图 经下列四组操作之一 使该信号显示出两个完 整的波形 且波形幅度增大 此组操作是 填选项前的字母 A 调整 X 增益旋钮和竖直位移旋钮 B 调整 X 增益旋钮和扫描微调旋钮 C 调整扫描微调旋钮和 Y 增益旋钮 D 调整水平位移旋钮和 Y 增益旋钮 2 某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系 并测弹簧 的劲度系数 k 做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上 然后 将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧 并使弹簧另一端 的指针恰好落在刻度尺上 当弹簧自然下垂时 指针指示的刻度 数值记作 L0 弹簧下端挂一个 50g 的砝码时 指针指示的刻度数 值记作 L1 弹簧下端挂两个 50g 的砝码时 指针指示的刻度数值记 作 L2 挂七个 50g 的砝码时 指针指示的刻度数值记作 L2 下表记录的是该同学已测出的 6 个值 其中有两个数值在 记录时有误 它们的代表符号分别是 和 13 测量记录表 代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 刻度数值 cm 1 70 3 40 5 10 8 60 10 3 12 1 实验中 L3和 L2两个值还没有测定 请你根据上图将这两个测量值填入记录表中 为充分利用测量数据 该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差 分别计算出了三个差值 11231332 6 90cm 6 90cm 7 00cm n dLLdLLdLL 请你给出第四个差值 dA cm 根据以上差值 可以求出每增加 50g 砝码的弹簧平均伸长量L L 用 d1 d2 d3 d4 表示的式子为 L 代入数据解得L cm 计算弹簧的劲度系数 k N m g 取 9 8m s2 21 1 C 解析 调整扫描微调旋钮 使该信号显示出两个完整的波形 调整 Y 增益旋钮 使波 形幅度增大 2 l5 l6 6 85 6 84 6 86 14 05 14 04 14 06 l7 l3 7 20 7 18 7 22 1234 44 dddd 解析 读数时应估读一位 所以其中 l5 l6两个数值在记录时有误 2007 年 21 18 分 1 图 1 是电子射线管示意图 接电源后 电 子射线由阴极沿x轴方向射出 在荧光屏上会看 到一条亮线 要使荧光屏上的亮线向下 Z 轴负 方向 偏转 在下列措施中可采用的是 填选项代号 A 加一磁场 磁场方向沿 Z 轴负方向 B 加一磁场 磁场方向沿 y 轴正方向 C 加一电场 电场方向沿 Z 轴负方向 D 加一电场 电场方向沿 y 轴正方向 2 某同学用图 2 所示的实验装置研究小车在斜面上的运动 实验步骤如下 a 安装好实验器材 b 接通电源后 让拖着纸还的小车沿平板斜面向下运动 重 复几次 选出一条点迹比较清晰的纸带 舍去开始密集的点迹 从便于度量的点开始 每两个打点间隔取一个计数点 如图 3 中 0 1 2 6 点所示 14 c 测量 1 2 3 6 计数点到 0 计数点的距离 分别记作 1 S 2 S 3 S 6 S d 通过测量和计算 该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动 e 分别计算出 1 S 2 S 3 S 6 S与对应时间的比值 1 1 t S 2 2 t S 3 3 t S 6 6 t S f 以 t S 为纵坐标 t 为横坐标 标出 t S 与对应时间 t 的坐标点 画出t t S 图线 图 3 图 4 结合上述实验步骤 请你完成下列任务 实验中 除打点计时器 含纸带 复写纸 小车 平板 铁架台 导线及开关外 在下面的仪器和器 材中 必须使用的有 和 填选项代号 A 电压合适的 50Hz 的交流电源 B 电压可调的直流电源 C 刻度尺 D 秒表 E 天平 F 重锤 将最小刻度为 1mm 的刻度尺的 0 刻度线与 0 计数点对齐 0 1 2 5 计数点所在位置如图 4 所 示 则 2 S cm 5 S cm 该同学在图 5 中已标出 1 3 4 6 计数点对应的坐标点 请你在该图中标出与 2 5 两个计数点对应的 坐标点 并画出t t S 图线 根据t t S 图线判断 在打 0 计数点时 小车的速度 0 v sm 它在斜面上运动的加速度 a 2 sm 标 准 答 案 标 准 答 案 1 B 2 A C 99 2 97 2 21 13 19 13 如 图 20 0 16 0 10 5 50 4 三 计算题 2011 年 22 16 分 如图所示 长度为 l 的轻绳上端固定在 O 点 下端系一质量为 m 的小球 小球的大小可以忽略 1 在水平拉力 F 的作用下 轻绳与竖直方向的夹角为 小球保持静止 画出此时小球的受力图 并 15 求力 F 的大小 2 由图示位置无初速释放小球 求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力 不计空气阻 力 23 18 分 利用电场和磁场 可以将比荷不同的离子分开 这种方法在化 学分析和原子核技术等领域有重要的应用 如图所示的矩形区域ACDG AC边足够长 中存在垂直于纸面的 匀强磁场 A处有一狭缝 离子源产生的离子 经静电场加速后穿 过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场 运动到GA边 被相应的收集器收集 整个装置内部为真空 已知被加速度的两种正离子的质量分别是1m和2m12 mm 电 荷 量均为q 加速电场的电势差为 U 离子进入电场时的初速度可以 忽略 不计重力 也不考虑离子间的相互作用 1 求质量为1m的离子进入磁场时的速率1 2 当磁感应强度的大小为 B 时 求两种离子在 GA 边落点的间距 s 3 在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响 实际装置中狭缝具有一定宽度 若狭缝过宽 可能使两束 离子在 GA 边上的落点区域受叠 导致两种离子无法完全分离 设磁感应强度大小可调 GA 边长为定值 L 狭缝宽度为 d 狭缝右边缘在 A 处 离子可以从狭缝各处摄 入磁场 入射方向仍垂直于 GA 边且垂直于磁场 为保证上述两种离子能落在 GA 边上并被完全分离 求狭 缝的最大宽度 24 20 分 静电场方向平行于 x 轴 其电势 随 x 的分布可简化为如图所示的折线 图中 0 和 d 为已知量 一个 带负电的粒子在电场中以 x 0 为中心 沿 x 轴方向做周期性运动 已知该粒子质量为 m 电量为 q 其动 能与电势能之和为 A 0 A q 0 忽略重力 求 1 粒子所受电场力的大小 2 粒子的运动区间 3 粒子的运动周期 20102010 年年 分 如图 跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从 点 水平飞出 经过 3 0 落到斜坡上的 点 已知 点是斜坡的起点 斜坡与水平面的夹角 37 运动员的质量 m 50kg 不计空气阻力 取 sin37 0 60 cos37 0 80 g 取 10m s2 求 1 A 点与 O 点时的速度大小 2 运动员离开 0 点时的速度大小 3 运动员落到 A 点时的动能 16 23 18 分 利用霍尔效应制作的霍尔元 件以及传感器 广泛应用于测量和自动 控制等领域 如图 1 将一金属或半导体薄片垂 直至于磁场 B 中 在薄片的两个侧面a b间通以电流I时 另外两侧c f间 产生电势差 这一现象称霍尔效应 其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用相一侧偏转和积累 于 是c f间建立起电场 同时产生霍尔电势差 当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时 和 达到稳定值 的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式 HH IB UR d 其中比例系数 称为霍尔系数 仅与材料性质有关 设半导体薄片的宽度 c f间距 为l 请写出 和 的关系式 若半导体材料是电子导电的 请判断图 中c f哪端的电势高 已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为 电子的电荷量为 请导出霍尔系数 的表达 式 通过横截面积 的电流InevS 其中v是导电电子定向移动的平均速率 图 2 是霍尔测速仪的示意图 将非磁性圆盘固定在转轴上 圆盘的周边等距离地嵌装着 个永磁 体 相邻永磁体的极性相反 霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近 当圆盘匀速转动时 霍尔元件 输出的电压脉冲信号图像如图 所示 若在时间 内 霍尔元件输出的脉冲数目为P 请导出圆盘转速N的表达式 利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程 除除此之外 请你展开 智慧的翅膀 提出另一个 实例或设想 20 分 雨滴在穿过云层的过程中 不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体 其质量逐渐 增大 现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞 已知雨滴的初始质量为 0 m 初速度为 0 v 下降距 离l后于静止的小水珠碰撞且合并 质量变为 1 m 此后每经过同样的距离l后 雨滴均与静止的小水珠碰 撞且合并 质量依次为 2 m 3 m n m 设各质量为已知量 不计空气阻力 若不计重力 求第n次碰撞后雨滴的速度 n v 若考虑重力的影响 求第 次碰撞前 后雨滴的速度 1 v和 1 v 求第 次碰撞后雨滴的动能 2 1 2 nn m v 2009 年年 22 16 分 已知地球半径为 R 地球表面重力加速度为 g 不考虑地球自转的影响 1 推到第一宇宙速度 v1的表达式 2 若卫星绕地球做匀速圆周运动 运行轨道距离地面高度为 h 求卫星的运行周期 T 答案 1 1 vRg 2 2 2 Rh Rg 解析 1 设卫星的质量为 m 地球的质量为 M 17 在地球表面附近满足 2 Mm Gmg R 得 2 GMR g 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 2 1 2 vMm mG RR 式代入 式 得到 1 vRg 2 考虑式 卫星受到的万有引力为 2 22 MmmgR FG RhRh 由牛顿第二定律 2 2 4 FmRh T 联立解得 2 2 Rh T Rg 23 18 分 单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流 量 以下简称流量 由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体 如自来水 啤酒等 流量的装置 称为电磁流量计 它主要 由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成 传感器的结构如图所示 圆筒形测量管内壁绝缘 其上装 有一对电极a和 c a c 间的距离等于测量管内径 D 测量管的 轴线与 a c 的连接方向以及通过电线圈产生的磁场方向三者相 互垂直 当导电液体流过测量管时 在电极 a c 的间出现感应 电东势 E 并通过与电极连接的仪表显示出液体流量 Q 设磁 场 均匀恒定 磁感应强度为 B 1 已知 33 0 40 205 10 0 12 Dm BT Qs 设液体在 测量管内各处流速相同 试求 E 的大小 去 3 0 2 一新建供水站安装了电磁流量计 在向外供水时流量本应显示为正值 但实际显示却为负值 经检查 原因是误将测量管接反了 既液体由测量管出水口流入 从如水口流出 因为已加压充满管道 不便再将 测量管拆下重装 请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法 3 显示仪表相当于传感器的负载电阻 其阻值记为 R a c 间导电液体的电阻 r 随液体电阻率色变化而变 化 从而会影响显示仪表的示数 试以 E R r 为参量 给出电极 a c 间输出电压 U 的表达式 并说明 怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响 答案 1 1 0 10 3V 2 见解析 3 E U Ir R 见解析 解析 1 导电液体通过测量管时 相当于导线做切割磁感线的运动 在电极 a c 间切割感应线的液柱 长度为 D 设液体的流速为 v 则产生的感应电动势为 E BDv 18 由流量的定义 有 Q Sv 2 4 D v 式联立解得 2 44QBQ EBD DD 代入数据得 3 3 4 2 5 100 12 1 0 10 3 0 4 EVV 2 能使仪表显示的流量变为正值的方法简便 合理即可 如 改变通电线圈中电流的方向 是磁场 B 反向 或将传感器输出端对调接入显示仪表 3 传感器的显示仪表构成闭合电路 有闭合电路欧姆定律 E I Rr REE UIR RrIr R 输入显示仪表是 a c 间的电压 U 流量示数和 U 一一对应 E 与液体电阻率无关 而 r 随电阻率的变化 而变化 由 式可看出 r 变化相应的 U 也随之变化 在实际流量不变的情况下 仪表显示的流量示数会 随 a c 间的电压 U 的变化而变化 增大 R 使 R r 则 U E 这样就可以降低液体电阻率的变化对显示 仪表流量示数的影响 24 20 分 1 如图 1 所示 ABC 为一固定在竖直平面内的光滑 轨道 BC 段水平 AB 段与 BC 段平滑连接 质量为 1 m 的小球从高位h处由静止开始沿轨道下滑 与静止在轨 道 BC 段上质量为 2 m的小球发生碰撞 碰撞后两球两球 的运动方向处于同一水平线上 且在碰撞过程中无机械能损失 求碰撞后小球 2 m的速度大小 2 v 2 碰撞过程中的能量传递规律在屋里学中有着广泛的应用 为了探究这一规律 我们才用多球依次碰 撞 碰撞前后速度在同一直线上 且无机械能损失的恶简化力学模型 如图 2 所示 在固定光滑水平轨道 上 质量分别为 1231n mmmm n m 的若干个球沿直线静止相间排列 给第 1 个球初能 1k E 从而引起各球的依次碰撞 定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能 k E与 1k E之比为第 1 个球对第n 个球的动能传递系数 1n k a 求 1n k b 若 1000 4 k mm mm m 为确定的已知量 求 2 m为何值时 1n k值最大 19 答案 1 1 12 22mgh mm 2 a 1222 1231 1 222 12231 4 n nn n nn m m mmm k mmmmmm b 2013 2mmk 时 最大 解析 1 设碰撞前的速度为 根据机械能守恒定律 2 11 10 1 2 m ghmv 设碰撞后 m1与 m2的速度分别为 v1和 v2 根据动量守恒定律 1 1 01 122 mvmvm v 由于碰撞过程中无机械能损失 222 1 1 01 122 111 222 mvmvm v 式联立解得 1 10 2 12 2mv v mm 将 代入得 1 2 12 22mgh v mm 2 a 由 式 考虑到 1 22 110222 11 22 KK Em vEm v 和得 根据动能传递系数的定义 对于 1 2 两球 212 12 2 112 4 k k Em m k Emm 同理可得 球 m2和球 m3碰撞后 动能传递系数 k13应为 3232312 13 22 1121223 44 kkk kkk EEEm mm m k EEEmmmm 依次类推 动能传递系数 k1n应为 2323112 222 112 112231 444 knkkknnn in kkkk nnn EEEEm mmmm m k EEEEmmmmmm 解得 1222 1231 1 222 12231 4 n nn n nn m m mmm k mmmmmm b 将 m1 4m0 m3 mo代入 式可得 2 2 2 120 022 64 4 o m km mmmm 20 为使 k13最大 只需使 2 02 2 2 22002 41 4 4 o mm m mmmmmm 最大 即取最小值 由 2 2 00 220 2 2 42 4 mm mmm mm 可知 0 22013 2 2 2 m mmmk m 当即时 最大 2008 年年 22 16 分 均匀导线制成的单位正方形闭合线框 abcd 每边长为 L 总电阻 为 R 总质量为 m 将其置于磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处 如图所示 线框由静止自由下落 线框平面保持在竖直平面内 且 cd 边始终与水平的磁场边 界平行 当 cd 边刚进入磁场时 1 求线框中产生的感应电动势大小 2 求 cd 两点间的电势差大小 3 若此时线框加速度恰好为零 求线框下落的高度 h 所应满足的条件 22 解析 1 cd 边刚进入磁场时 线框速度 v 2gh 线框中产生的感应电动势 E BLv BL2gh 2 此时线框中电流 I E R cd 两点间的电势差 U I 3 4 R 3 2 4 Blgh 3 安培力 F BIL 22 2B Lgh R 根据牛顿第二定律 mg F ma 由 a 0 解得下落高度满足 h 22 44 2 m gR B L 23 18 分 风能将成为 21 世纪大规模开发的一种可再生 清洁能源 风力发电机是将风能 气流的功能 转化为电能的 装置 其主要部件包括风轮机 齿轮箱 发电机等 如图所示 1 利用总电阻10R 的线路向外输送风力发电机产生 的电能 输送功率 0 300kWP 输电电压10kWU 求异 线上损失的功率与输送功率的比值 2 风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风 能的面积 设空气密度为 p 气流速度为 v 风轮机叶片长度为 r 求单位时间内流向风轮机的最大风能 Pm 在风速和叶片数确定的情况下 要提高风轮机单位时间接受的风能 简述可采取的措施 21 3 已知风力发电机的输出电功率 P 与 Pm成正比 某风力发电机的风速 v19m s 时能够输出电功率 P1 540kW 我国某地区风速不低于 v2 6m s 的时间每年约为 5000 小时 试估算这台风力发电机在该地区 的最小年发电量是多少千瓦时 23 解析 1 导线上损失的功率为 P I2R 2 3 2 0 3 300 10 10