2010年高考物理試卷（全國卷Ⅱ）（解析卷）

第頁|共頁2010年全國統(tǒng)一高考物理試卷（全國卷Ⅱ）參考答案與試題解析一、選擇題（共8小題，每小題6分，滿分48分）1．（6分）原子核ZAX與氘核12H反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子．由此可知（）A．A=2，Z=1 B．A=2，Z=2 C．A=3，Z=3 D．A=3，Z=2 【考點(diǎn)】JL：輕核的聚變．【專題】11：計算題．【分析】解本題的關(guān)鍵是學(xué)會書寫核反應(yīng)方程，在核反應(yīng)過程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)是守恒的，根據(jù)這兩個守恒從而確定A和Z的數(shù)值．【解答】解：寫出該反應(yīng)的方程有：ZAX+12H→24He+11H應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒得：A+2=4+1，Z+1=2+1，解得A=3，Z=2，故ABC錯誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評】主要考查根據(jù)原子核的聚變反應(yīng)方程，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒分析解決．2．（6分）一簡諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播．已知t=0時的波形如圖所示，則（）A．波的周期為1s B．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時向y軸負(fù)向運(yùn)動 C．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時速度為0 D．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時速度值最大 【考點(diǎn)】F4：橫波的圖象；F5：波長、頻率和波速的關(guān)系．【分析】由波動圖象讀出波長，由波速公式求出周期．由波的傳播方向判斷出x=0處的質(zhì)點(diǎn)的方向，并分析速度大?。窘獯稹拷猓篈、由波的圖象可知半個波長是2m，波長λ=4m，周期是s，故A正確。B、波在沿x軸正方向傳播，則x=0的質(zhì)點(diǎn)在沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動，故B正確。C、D，x=0的質(zhì)點(diǎn)的位移是振幅的一半，則要運(yùn)動到平衡位置的時間是s，則s時刻，x=0的質(zhì)點(diǎn)越過了平衡位置，速度不是最大，故C、D錯誤。故選：AB?！军c(diǎn)評】本題屬于波的圖象的識圖和對質(zhì)點(diǎn)振動的判斷問題．3．（6分）如圖，一絕熱容器被隔板K隔開a、b兩部分．已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空．抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)．在此過程中（）A．氣體對外界做功，內(nèi)能減少 B．氣體不做功，內(nèi)能不變 C．氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低 D．氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變 【考點(diǎn)】8F：熱力學(xué)第一定律．【專題】11：計算題．【分析】絕熱過程，自由擴(kuò)散，體積變大，故內(nèi)能不變，由理想氣體狀態(tài)方程可以直接求解．【解答】解：A、絕熱容器內(nèi)的稀薄氣體與外界沒有熱傳遞，Q=0，因而A錯誤；B、稀薄氣體向真空擴(kuò)散沒有做功，W=0，因而B正確；C、根據(jù)熱力學(xué)第一定律稀薄氣體的內(nèi)能不變，則溫度不變，因而C錯誤；D、稀薄氣體擴(kuò)散體積增大，壓強(qiáng)必然減小，D正確；故選：BD?！军c(diǎn)評】本題主要考查熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用及運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程對氣體的溫度、壓強(qiáng)和體積的判斷．4．（6分）在雷雨云下沿豎直方向的電場強(qiáng)度為104V/m，已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落，取重力加速度大小為10m/s2，水的密度為103kg/m3．這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為（）A．2×10﹣9C B．4×10﹣9C C．6×10﹣9C D．8×10﹣9C 【考點(diǎn)】3C：共點(diǎn)力的平衡；A6：電場強(qiáng)度與電場力．【分析】帶電雨滴只受重力和電場力，要使雨滴不下落，電場力最小要等于重力，由二力平衡條件可以求出電荷量．【解答】解：帶電雨滴在電場力和重力作用下保持靜止，根據(jù)平衡條件電場力和重力必然等大反向mg=Eq其中：m=ρVV=解得C故選：B?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵在于電場力和重力平衡，要求熟悉電場力公式和二力平衡條件！5．（6分）如圖，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平．在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平．線圈從水平面a開始下落．已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離．若線圈下邊剛通過水平面b、c（位于磁場中）和d時，線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd，則（）A．Fd＞Fc＞Fb B．Fc＜Fd＜Fb C．Fc＞Fb＞Fd D．Fc＜Fb＜Fd 【考點(diǎn)】CC：安培力．【分析】對線圈的運(yùn)動過程進(jìn)行分析．通過邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小去判斷感應(yīng)電流的大?。ㄟ^安培力的大小與哪些因素有關(guān)去解決問題．【解答】解：線圈從a到b做自由落體運(yùn)動，在b點(diǎn)開始進(jìn)入磁場切割磁感線所以受到安培力Fb，由于線圈的上下邊的距離很短，所以經(jīng)歷很短的變速運(yùn)動而進(jìn)入磁場，以后線圈中磁通量不變不產(chǎn)生感應(yīng)電流，在c處不受安培力，但線圈在重力作用下依然加速，因此從d處切割磁感線所受安培力必然大于b處。故選：D?！军c(diǎn)評】線圈切割磁感線的豎直運(yùn)動，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求解．注意線圈全部進(jìn)入磁場后，就不受安培力，因此線圈會做加速運(yùn)動．6．（6分）圖中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連：P為滑動頭．現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈L兩端的電壓等于其額定電壓為止．用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，N2表示燈泡消耗的電功率（這里的電流、電壓均指有效值：電功率指平均值）．下列4個圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是（）A． B． C． D． 【考點(diǎn)】E8：變壓器的構(gòu)造和原理；N5：描繪小電珠的伏安特性曲線．【專題】16：壓軸題；53A：交流電專題．【分析】根據(jù)電壓與匝數(shù)程正比，電流與匝數(shù)成反比，變壓器的輸入功率和輸出功率相等，逐項(xiàng)分析即可得出結(jié)論．【解答】解：副線圈是均勻密繞的且滑動頭勻速上滑，說明副線圈的匝數(shù)在均勻增大，由變壓器的變壓比得均勻增大（k為單位時間增加的匝數(shù)），所以C正確。燈泡兩端的電壓由零增大時其電阻增大，描繪的伏安特性曲線為B，所以B正確。燈泡的功率先增大的快（電阻?。┖笤龃蟮穆娮璐螅訢錯誤。原線圈功率等于燈泡功率是增大的，所以原線圈電流一定增大，所以A錯誤。故選：BC?！军c(diǎn)評】掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系，本題即可得到解決．7．（6分）頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是（）A．單色光1的波長小于單色光2的波長 B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 C．單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間 D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 【考點(diǎn)】F5：波長、頻率和波速的關(guān)系；H3：光的折射定律．【專題】11：計算題；16：壓軸題．【分析】由光路圖可知折射角，由折射定律可知兩光的折射率的大小關(guān)系；則可知頻率、波長、波速及臨界角的大小時關(guān)系；由傳播速度可求得光的傳播時間．【解答】解：由折射光路知，1光線的折射率大，頻率大，波長小，在介質(zhì)中的傳播速度小，產(chǎn)生全反射的臨界角小，故AD正確，B錯誤。，在玻璃中傳播的距離為，傳播速度為，所以光的傳播時間為，若r＜45°，則1光線的折射角小故所經(jīng)歷的時間長；若r＞45°，二者運(yùn)行的時間將無法確定，故C錯誤。故選：AD?！军c(diǎn)評】本題考查折射定律及波長、頻率及波速的關(guān)系，解題時注意頻率與折射率的關(guān)系．8．（6分）已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍．若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為（）A．6小時 B．12小時 C．24小時 D．36小時 【考點(diǎn)】37：牛頓第二定律；4F：萬有引力定律及其應(yīng)用；4J：同步衛(wèi)星．【專題】11：計算題；16：壓軸題．【分析】了解同步衛(wèi)星的含義，即同步衛(wèi)星的周期必須與星球的自轉(zhuǎn)周期相同．通過萬有引力提供向心力，列出等式通過已知量確定未知量．【解答】解：地球的同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時，軌道半徑為r1=7R1，密度ρ1。某行星的同步衛(wèi)星周期為T2，軌道半徑為r2=3.5R2，密度ρ2。根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律分別有：兩式化簡解得：T2==12小時。故選：B?！军c(diǎn)評】向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用．要比較一個物理量大小，我們應(yīng)該把這個物理量先表示出來，在進(jìn)行比較．二、解答題（共5小題，滿分72分）9．（5分）利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運(yùn)動．實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整好儀器，接通打點(diǎn)計時器的電源，松開紙帶，使重物下落．打點(diǎn)計時器會在紙帶上打出一系列的小點(diǎn)．（1）為了測試重物下落的加速度，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有C．（填入正確選項(xiàng)前的字母）A．天平B．秒表C．米尺（2）若實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹匚锛铀俣戎?，而?shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤，寫出一個你認(rèn)為可能引起此錯誤差的原因：打點(diǎn)計時器與紙帶間存在摩擦．【考點(diǎn)】M2：打點(diǎn)計時器系列實(shí)驗(yàn)中紙帶的處理；M5：測定勻變速直線運(yùn)動的加速度．【專題】13：實(shí)驗(yàn)題．【分析】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．【解答】解：（1）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得：△x=at2，a=，為了測試重物下落的加速度，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：米尺，用來測量計數(shù)點(diǎn)之間的距離．該實(shí)驗(yàn)中不需要天平，通過打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的時間間隔可以計算出計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔，所以也不需要秒表．故選C．（2）若實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹匚锛铀俣戎担f明重物下落過程中除了受重力，還受到了打點(diǎn)計時器對紙帶的摩擦力．故答案為：（1）C，（2）打點(diǎn)計時器與紙帶間存在摩擦．【點(diǎn)評】清楚實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量，從中知道需要的儀器和多余的儀器．知道實(shí)驗(yàn)原理，清楚實(shí)際情況下存在的誤差．10．（13分）（1）為了探究平拋運(yùn)動的規(guī)律，某同學(xué)采用圖示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球松開，自由下落，由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是平拋運(yùn)動豎直方向的分運(yùn)動為自由落體若增大打擊金屬片的力度，上述結(jié)論將仍然（填“不”或”仍然”）成立．（2）．用螺旋測微器（千分尺）測小球直徑時，示數(shù)如圖甲所示，這時讀出的數(shù)值是8.472mm；用游標(biāo)卡尺（卡尺的游標(biāo)有20等分）測量一支鉛筆的長度，測量結(jié)果如圖乙所示，由此可知鉛筆的長度是10.060cm．（3）一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)：A為毫安表，量程6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9Ω；S為開關(guān)．已知RT在95℃時阻值為150Ω，在20℃時的阻值約為550Ω．現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95℃～20℃之間的多個溫度下RT的阻值．（a）在圖中畫出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖（b）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT溫度為95℃③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员ＷC儀器安全④閉合開關(guān)．調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄電阻箱電阻R0．⑤將RT的溫度降為T1（20℃＜T1＜95℃）；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)I0，記錄電阻箱電阻R1．⑥溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1=R0+150﹣R1．⑦逐步降低T1的數(shù)值，直至20℃為止；在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥【考點(diǎn)】MB：研究平拋物體的運(yùn)動；N6：伏安法測電阻．【專題】13：實(shí)驗(yàn)題．【分析】（1）平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動與豎直方向的自由落體運(yùn)動．（2）螺旋測微器固定刻度與可動刻度所示之和是螺旋測微器的示數(shù)，游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺的示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)．（3）各電路元件組成串聯(lián)電路；實(shí)驗(yàn)時保持電流表示數(shù)不變，改變電阻箱接入電路的阻值并記錄電阻箱阻值；由閉合電路歐姆定律列方程可以求出熱敏電阻阻值．【解答】解：（1）用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球松開，自由下落，可以觀察到兩小球同時落地，該實(shí)驗(yàn)表明：小球A在豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律與小球B的運(yùn)動規(guī)律相同，由此可知：平拋運(yùn)動豎直方向的分運(yùn)動為自由落體；增大打擊金屬片的力度，小球A的水平初速度變大，并不影響兩小球在豎直方向上的運(yùn)動，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論仍然成立．（2）由圖甲所示螺旋測微器可知，其固定刻度示數(shù)為8mm，可動刻度示數(shù)為47.2×0.01mm=0.472mm，螺旋測微器示數(shù)為8mm+0.472mm﹣8.472mm；由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為10cm，游標(biāo)尺示數(shù)為12×0.05mm=0.60mm=0.060cm，游標(biāo)卡尺所示為10cm+0.060cm=10.060cm．（3）（a）把電源、電流表、熱敏電阻、電阻箱、開關(guān)串聯(lián)接入電路，實(shí)物電路圖如圖所示．（b）④閉合開關(guān)．調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄電阻箱電阻R0．⑤將RT的溫度降為T1（20℃＜T1＜95℃）；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)I0，記錄電阻箱電阻R1．⑥由閉合電路歐姆定律可得：溫度為95℃時：E=I0（r+RA+RT+R0），即E=I0（r+RA+150Ω+R0）①，當(dāng)RT的溫度降為T1時，E=I0（r+RA+RT1+R1）②，由①②解得RT1=R0+150﹣R1．故答案為：（1）平拋運(yùn)動豎直方向的分運(yùn)動為自由落體；仍然成立；（2）8.472；10.060；（3）（a）電路圖如圖所示；（b）④電阻箱電阻R0；⑤I0；電阻箱電阻R1；⑥R0+150﹣R1．【點(diǎn)評】本題考查了螺旋測微器與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，要掌握它們的使用及讀數(shù)方法，螺旋測微器需要估讀，游標(biāo)卡尺不需要估讀．11．（15分）如圖，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N、P端固定一豎直擋板．M相對于N的高度為h，NP長度為s．一木塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處．若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為μ，求物塊停止的地方與N點(diǎn)距離的可能值．【考點(diǎn)】62：功的計算；6B：功能關(guān)系．【分析】對物體運(yùn)動過程進(jìn)行分析，選擇某一過程利用功能關(guān)系進(jìn)行研究，能列出等式求未知量．【解答】解：根據(jù)功能原理，在物塊從開始下滑到停止在水平軌道上的過程中，物塊的重力勢能的減少△EP與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值相等．△EP=W﹣﹣﹣﹣﹣①設(shè)物塊的質(zhì)量為m，在水平軌道上滑行的總路程為s′，則△EP=mgh﹣﹣﹣﹣﹣②，W=μmgs'﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③連立①②③化簡得s'=第一種可能是：物塊與彈性擋板碰撞后，在到達(dá)N前停止，則物塊停止的位置距N的距離為d=2s﹣s′=2s﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤第二種可能是：物塊與彈性擋板碰撞后，可再一次滑上光滑圓弧軌道，滑下后在水平軌道上停止，則物塊停止的位置距N的距離為d=s′﹣2s=﹣2s答：物塊停止的位置距N的距離可能為2s﹣或﹣2s．【點(diǎn)評】根據(jù)題意要能考慮到物體運(yùn)動可能經(jīng)歷的過程，利用功能關(guān)系得出水平軌道上滑行的總路程．12．（18分）小球A和B的質(zhì)量分別為mA和mB，且mA＞mB．在某高度處將A和B先后從靜止釋放．小球A與水平地面碰撞后向上彈回，在釋放處的下方與釋放處距離為H的地方恰好與正在下落的小球B發(fā)生正碰．設(shè)所有碰撞都是彈性的，碰撞時間極短．求小球A、B碰撞后B上升的最大高度．【考點(diǎn)】53：動量守恒定律；6C：機(jī)械能守恒定律．【專題】16：壓軸題．【分析】由于AB是從同一高度釋放的，并且碰撞過程中沒有能量的損失，根據(jù)機(jī)械能守恒可以求得碰撞時的速度的大小，再根據(jù)A、B碰撞過程中動量守恒，可以求得碰后的速度大小，進(jìn)而求可以得A、B碰撞后B上升的最大高度．【解答】解：小球A與地面的碰撞是彈性的，而且AB都是從同一高度釋放的，所以AB碰撞前的速度大小相等設(shè)為v0，根據(jù)機(jī)械能守恒有化簡得①設(shè)A、B碰撞后的速度分別為vA和vB，以豎直向上為速度的正方向，根據(jù)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒和動能守恒得mAv0﹣mBv0=mAvA+mBvB②③聯(lián)立②③化簡得④設(shè)小球B能夠上升的最大高度為h，由運(yùn)動學(xué)公式得⑤聯(lián)立①④⑤化簡得⑥答：B上升的最大高度是．【點(diǎn)評】本題考查的是機(jī)械能守恒的應(yīng)用，同時在碰撞的過程中物體的動量守恒，在利用機(jī)械能守恒和動量守恒的時候一定注意各自的使用條件，將二者結(jié)合起來應(yīng)用即可求得本題．13．（21分）圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為d，電壓為U；兩板之間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向平行于板面并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一邊長為a的正三角形區(qū)域EFG（EF邊與金屬板垂直），在此區(qū)域內(nèi)及其邊界上也有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。假設(shè)一系列電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入金屬板之間，沿同一方向射出金屬板之間的區(qū)域，并經(jīng)EF邊中點(diǎn)H射入磁場區(qū)域。不計重力。（1）已知這些離子中的離子甲到達(dá)磁場邊界EG后，從邊界EF穿出磁場，求離子甲的質(zhì)量。（2）已知這些離子中的離子乙從EG邊上的I點(diǎn)（圖中未畫出）穿出磁場，且GI長為．求離子乙的質(zhì)量。（3）若這些離子中的最輕離子的質(zhì)量等于離子甲質(zhì)量的一半，而離子乙的質(zhì)量是最大的，問磁場邊界上什么區(qū)域內(nèi)可能有離子到達(dá)?！究键c(diǎn)】CI：帶電粒子在勻