高考物理试题及答案

高考物理试题及答案高考物理试题一、选择题（共24分，每小题4分）1.一物体在水平面上做匀速直线运动，已知物体与平面间的动摩擦因数为0.2，物体质量为5kg，则物体受到的水平拉力大小为（g取10m/s²）：A.0N，因为物体匀速运动不需要力B.10N，等于摩擦力的大小C.25N，等于物体重力的一半D.50N，等于物体的重力2.在光电效应实验中，用频率为ν的光照射某金属表面，光电子的最大初动能为E_k。若改用频率为2ν的光照射同一金属表面，光电子的最大初动能为：A.E_k，因为频率增加不会影响光电子能量B.2E_k，因为光电子能量与光的频率成正比C.E_k+hν，因为增加的能量等于hνD.2E_k+hν，因为能量与频率的平方成正比3.一个理想变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为200匝。当原线圈两端接220V交流电时，副线圈两端的电压为：A.110V，因为电压与匝数成反比B.220V，因为变压器不改变电压大小C.440V，因为电压与匝数成正比D.880V，因为副线圈匝数是原线圈的4倍4.一简谐振子的质量为0.5kg，弹簧的劲度系数为200N/m。当振子偏离平衡位置的位移为5cm时，其加速度大小为：A.0.1m/s²，因为加速度很小B.0.5m/s²，因为加速度与位移成正比C.2m/s²，因为加速度等于力除以质量D.10m/s²，因为加速度与弹簧劲度系数成正比5.在匀强磁场中，一个半径为0.1m的圆形线圈平面与磁场方向垂直。当磁感应强度为0.5T时，穿过线圈的磁通量为：A.0.005Wb，因为磁通量等于磁感应强度乘以半径B.0.0157Wb，因为磁通量等于磁感应强度乘以面积C.0.0314Wb，因为磁通量等于磁感应强度乘以周长D.0.05Wb，因为磁通量等于磁感应强度乘以直径6.一物体从静止开始做匀加速直线运动，第2秒内的位移为6m，则第5秒内的位移为：A.10m，因为位移与时间成正比B.14m，因为每秒位移增加相同的量C.18m，因为位移与时间的平方成正比D.22m，因为位移与时间的立方成正比二、填空题（共16分，每空4分）1.一物体从静止开始自由下落，经过时间3s后，其速度大小为____m/s，下落高度为____m。(g取10m/s²)2.理想气体的状态方程为____，其中p表示____，V表示____，T表示____，R为____。3.一束光从空气射入某种介质，入射角为45°，折射角为30°。则该介质的折射率为____。4.一质量为1kg的物体受到合外力F=3t(N)的作用，沿x轴正方向运动。则t=2s时，物体的速度为____m/s，位移为____m。(设初始时刻物体静止)三、实验题（共20分）1.(10分)在"验证机械能守恒定律"的实验中：(1)实验需要测量的物理量有____和____。(2)实验中需要用到的测量仪器有____和____。(3)实验中需要验证的关系式是____。(4)实验中造成误差的主要原因是____。2.(10分)在"测定金属电阻率"的实验中：(1)需要测量的物理量有____、____和____。(2)需要用到的测量仪器有____、____和____。(3)计算电阻率的公式为____，其中各符号代表的物理量分别是____。(4)实验中需要采取的措施来减小误差的是____。四、计算题（共30分）1.(15分)一质量为2kg的小球从高为10m的光滑斜面顶端滑下，然后进入水平面，最后停在水平面上。已知小球与水平面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面连接处平滑。求：(1)小球滑到斜面底端时的速度大小；(2)小球在水平面上滑行的距离。2.(15分)如图所示，一个电阻为10Ω的矩形线圈abcd，边长分别为0.2m和0.3m，在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，以角速度100rad/s绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动。线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求：(1)线圈中感应电动势的最大值；(2)线圈中感应电动势的瞬时表达式；(3)线圈转动一周过程中，电阻R上产生的热量。五、综合应用题（共10分）1.(10分)太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的装置。某太阳能电池板的开路电压为0.5V，短路电流为40mA。现将10个这样的电池板串联成电池组，给一个标有"6V,3W"的小灯泡供电。已知电池组的内阻为5Ω，不考虑其他能量损失。求：(1)电池组的电动势；(2)小灯泡的实际功率；(3)能否用该电池组直接给小灯泡供电？为什么？标准答案及解析一、选择题1.B。物体做匀速直线运动时，水平拉力与摩擦力大小相等。摩擦力f=μN=μmg=0.2×5×10=10N，因此拉力F=10N。【解析】本题考查摩擦力的计算。物体在水平面上做匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体所受合力为零。水平方向上，拉力F与摩擦力f大小相等、方向相反。摩擦力f=μN，其中N为物体对平面的压力，大小等于物体的重力mg。因此F=f=μmg=0.2×5×10=10N。2.C。根据光电效应方程，光电子的最大初动能E_k=hν-W0。当频率为2ν时，光电子的最大初动能E_k'=h(2ν)-W0=2hν-W0=hν+(hν-W0)=hν+E_k。【解析】本题考查光电效应方程的应用。光电效应方程为E_k=hν-W0，其中h为普朗克常数，ν为光的频率，W0为金属的逸出功。当频率变为2ν时，光电子的最大初动能E_k'=h(2ν)-W0=2hν-W0=hν+(hν-W0)=hν+E_k。3.C。理想变压器的电压与匝数成正比，即U1/U2=n1/n2，因此U2=U1×n2/n1=220V×200/100=440V。【解析】本题考查变压器的工作原理。理想变压器中，原副线圈的电压比等于匝数比，即U1/U2=n1/n2。因此，副线圈两端的电压U2=U1×n2/n1=220V×200/100=440V。4.D。简谐振子的加速度a=-kx/m，大小为a=kx/m=200×0.05/0.5=20m/s²。【解析】本题考查简谐运动的加速度计算。简谐运动中，振子的加速度a=-kx/m，其中k为弹簧劲度系数，x为振子偏离平衡位置的位移，m为振子质量。加速度大小为a=kx/m=200×0.05/0.5=20m/s²。5.B。磁通量Φ=BS，其中B为磁感应强度，S为线圈面积。对于圆形线圈，S=πr²=3.14×0.1²=0.0314m²，因此Φ=0.5×0.0314=0.0157Wb。【解析】本题考查磁通量的计算。磁通量Φ=BS，其中B为磁感应强度，S为线圈面积。对于圆形线圈，面积S=πr²=3.14×0.1²=0.0314m²，因此Φ=0.5×0.0314=0.0157Wb。6.C。物体做匀加速直线运动，加速度a=2s/t²（s为第1秒内的位移）。第2秒内的位移为6m，则第1秒内的位移s1=½a×1²=½a，第2秒内的位移=½a×2²-½a×1²=2a-½a=1.5a=6m，所以a=4m/s²。第5秒内的位移=½a×5²-½a×4²=½×4×(25-16)=18m。【解析】本题考查匀加速直线运动中位移的计算。物体做匀加速直线运动，第n秒内的位移等于第n秒末的位移减去第(n-1)秒末的位移。设加速度为a，则第1秒末的位移s1=½a×1²=½a，第2秒末的位移s2=½a×2²=2a，因此第2秒内的位移=s2-s1=2a-½a=1.5a=6m，所以a=4m/s²。同理，第5秒末的位移s5=½×4×25=50m，第4秒末的位移s4=½×4×16=32m，因此第5秒内的位移=s5-s4=50-32=18m。二、填空题1.30m/s；45m。自由落体运动中，速度v=gt=10×3=30m/s，位移h=½gt²=½×10×9=45m。【解析】本题考查自由落体运动的基本公式。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度为重力加速度g。速度v=gt，位移h=½gt²。代入t=3s，g=10m/s²，得到v=30m/s，h=45m。2.pV=nRT；压强；体积；热力学温度；普适气体常量。【解析】本题考查理想气体状态方程。理想气体状态方程为pV=nRT，其中p为气体的压强，V为气体的体积，T为气体的热力学温度，n为气体的物质的量，R为普适气体常量。3.√2。折射率n=sini/sinr=sin45°/sin30°=0.707/0.5=1.414≈√2。【解析】本题考查折射率的计算。折射率n=sini/sinr，其中i为入射角，r为折射角。代入i=45°，r=30°，得到n=sin45°/sin30°=0.707/0.5=1.414≈√2。4.6m/s；4m。根据牛顿第二定律，加速度a=F/m=3tm/s²。速度v=∫adt=∫3tdt=1.5t²，t=2s时，v=6m/s。位移s=∫vdt=∫1.5t²dt=0.5t³，t=2s时，s=4m。【解析】本题考查变力作用下的运动问题。物体受到的合外力F=3tN，质量m=1kg，根据牛顿第二定律，加速度a=F/m=3tm/s²。速度v=∫adt=∫3tdt=1.5t²+C，初始时刻t=0时v=0，所以C=0，因此v=1.5t²。t=2s时，v=6m/s。位移s=∫vdt=∫1.5t²dt=0.5t³+C'，初始时刻t=0时s=0，所以C'=0，因此s=0.5t³。t=2s时，s=4m。三、实验题1.(1)质量；下落高度。(2)天平；刻度尺。(3)mgh=½mv²。(4)空气阻力；测量误差。【解析】本题考查"验证机械能守恒定律"的实验。(1)实验需要测量物体的质量m和下落高度h，以及物体下落时的速度v。(2)需要用天平测量质量，用刻度尺测量高度。(3)机械能守恒的表达式为mgh=½mv²，即重力势能减少量等于动能增加量。(4)实验中空气阻力会造成能量损失，测量误差也会影响实验结果。2.(1)导线长度；横截面积；电阻。(2)刻度尺；螺旋测微器；欧姆表。(3)ρ=RS/l，其中ρ为电阻率，R为电阻，S为横截面积，l为导线长度。(4)多次测量求平均值；减小读数误差。【解析】本题考查"测定金属电阻率"的实验。(1)需要测量导线的长度l、横截面积S和电阻R。(2)用刻度尺测量长度，用螺旋测微器测量直径（计算横截面积），用欧姆表测量电阻。(3)电阻率ρ=RS/l，其中R为电阻，S为横截面积，l为导线长度。(4)多次测量求平均值可以减小随机误差，正确使用仪器可以减小系统误差。四、计算题1.(1)小球从斜面滑下，机械能守恒：mgh=½mv²解得：v=√(2gh)=√(2×10×10)=10√2≈14.14m/s(2)小球在水平面上滑行，动能全部用于克服摩擦力做功：½mv²=μmgs'代入v=10√2m/s：½×2×(10√2)²=0.2×10×s'200=2s'解得：s'=100m【解析】本题考查机械能守恒和功的计算。(1)小球从斜面滑下，只有重力做功，机械能守恒。初始重力势能mgh，转化为动能½mv²，因此mgh=½mv²，解得v=√(2gh)=√(2×10×10)=10√2≈14.14m/s。(2)小球在水平面上滑行，受到摩擦力作用，动能全部用于克服摩擦力做功。摩擦力f=μmg，做功W=fs'=μmgs'。根据动能定理，W=½mv²，因此μmgs'=½mv²，解得s'=v²/(2μg)=(10√2)²/(2×0.2×10)=200/4=50m。（注：这里我之前的计算有误，更正为：s'=v²/(2μg)=200/4=50m。）2.(1)线圈中感应电动势的最大值Em=NBl1l2ω（N为线圈匝数，这里N=1）。Em=1×0.5×0.2×0.3×100=3V(2)线圈平面与磁场方向平行时，感应电动势最大，因此瞬时表达式为e=Emcosωt=3cos100tV。(3)线圈中电流的有效值I=Em/(√2R)=3/(√2×10)≈0.212A。转动一周的时间T=2π/ω=2π/100=0.0628s。电阻R上产生的热量Q=I²RT=(0.212)²×10×0.0628≈0.028J。【解析】本题考查电磁感应的计算。(1)线圈在匀强磁场中转动时，感应电动势的最大值Em=NBl1l2ω，其中N为线圈匝数，B为磁感应强度，l1和l2为线圈边长，ω为角速度。代入数值，Em=1×0.5×0.2×0.3×100=3V。(2)线圈平面与磁场方向平行时，感应电动势最大，因此瞬时表达式为e=Emcosωt=3cos100tV。(3)线圈中电流的有效值I=Em/(