2010年高考物理試卷（新課標）（解析卷）

第頁|共頁2010年全國高考物理試卷（新課標Ⅰ）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）在電磁學發(fā)展過程中，許多科學家做出了貢獻．下列說法正確的是（）A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象 B．麥克斯韋預言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在 C．庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律：密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值 D．安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律：洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律 【考點】1U：物理學史；A4：庫侖定律；C8：磁場對電流的作用；G2：電磁波的產(chǎn)生．【分析】本題考查電磁學中的相關物理學史，應掌握在電磁學發(fā)展中作出突出貢獻的科學家的名字及主要發(fā)現(xiàn)．【解答】解：A、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，故A正確；B、麥克斯韋預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在；楞次是發(fā)現(xiàn)了電磁感應中的感應電流的方向，故B錯誤；C、庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律，密立根測定了元電荷的數(shù)值，故C正確；D、洛侖茲發(fā)現(xiàn)磁場對運動電荷作用規(guī)律，安培發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律，故D錯誤；故AC正確，BD錯誤；故選：AC?！军c評】近幾年高考中增加了對物理學史的考查，在學習中要注意掌握科學家們的主要貢獻，要求能熟記．2．（6分）一根輕質彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長度為l2．彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內，該彈簧的勁度系數(shù)為（）A． B． C． D． 【考點】2S：胡克定律．【分析】根據(jù)彈簧受F1F2兩個力的作用時的彈簧的長度，分別由胡克定律列出方程聯(lián)立求解即可。【解答】解：由胡克定律得F=kx，式中x為形變量，設彈簧原長為l0，則有F1=k（l0﹣l1），F(xiàn)2=k（l2﹣l0），聯(lián)立方程組可以解得k=，所以C項正確。故選：C?！军c評】本題考查胡克定律的計算，在利用胡克定律F=kx計算時，一定要注意式中x為彈簧的形變量，不是彈簧的長度，這是同學常出差的一個地方。3．（6分）如圖所示，在外力作用下某質點運動的υ﹣t圖象為正弦曲線。從圖中可以判斷（）A．在0～t1時間內，外力做正功 B．在0～t1時間內，外力的功率逐漸增大 C．在t2時刻，外力的功率最大 D．在t1～t2時間內，外力做的總功為零 【考點】1I：勻變速直線運動的圖像；63：功率、平均功率和瞬時功率；65：動能定理．【專題】52D：動能定理的應用專題．【分析】由v﹣t圖象可知物體的運動方向，由圖象的斜率可知拉力的方向，則由功的公式可得出外力做功的情況，由P=Fv可求得功率的變化情況?！窘獯稹拷猓篈、在0～t1時間內，由圖象可知，物體的速度沿正方向，加速度為正值且減小，故力與速度方向相同，故外力做正功；故A正確；B、圖象斜率表示加速度，加速度對應合外力，合外力減小，速度增大；由圖象可知0時刻速度為零，t1時刻速度最大但拉力為零，由P=Fv可知外力的功率在0時刻功率為零，t1時刻功率也為零，可知功率先增大后減小，B錯誤。C、t2時刻物體的速度為零，由P=Fv可知外力的功率為零，故C錯誤。D、在t1～t2時間內物體的動能變化不為零，由動能定理可知外力做的總功不為零，故D錯誤；故選：A?！军c評】本題要求學生能熟練掌握圖象的分析方法，由圖象得出我們需要的信息。B答案中采用極限分析法，因開始為零，后來為零，而中間有功率，故功率應先增大，后減小。4．（6分）靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器．某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截面．工作時收塵板帶正電，其左側的電場線分布如圖所示；粉塵帶負電，在電場力作用下向收塵板運動，最后落在收塵板上．若用粗黑曲線表示原來靜止于P點的帶電粉塵顆粒的運動軌跡，下列4幅圖中可能正確的是（忽略重力和空氣阻力）（）A． B． C． D． 【考點】42：物體做曲線運動的條件；A7：電場線；AK：帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】電場線的切線方向表示該點電場強度的方向，而負電荷受力的方向與電場強度方向相反；根據(jù)粒子受力的變化可得出其大致軌跡．【解答】解：粉塵受力方向為電場線方向，故P點受力沿切線方向，從靜止開始運動時應沿P點的切線運動，但運動方向不可能沿電場線方向；故C、D錯誤；此后粒子受力偏向右，故粒子應從P點的切線方向向右下偏，但運動軌跡一定在P所在電場線的上方，故B錯誤，A正確；故選：A?！军c評】本題應注意物體做曲線運動的軌跡與受力的關系，只有明確了受力才能由動力學知識確定粒子的運動軌跡．5．（6分）如圖所示，一物塊置于水平地面上．當用與水平方向成60°的力F1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成30°的力F2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動．若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為（）A．﹣1 B．2﹣ C．﹣ D．1﹣ 【考點】27：摩擦力的判斷與計算；3C：共點力的平衡．【專題】11：計算題．【分析】在兩種情況下分別對物體受力分析，根據(jù)共點力平衡條件，運用正交分解法列式求解，即可得出結論．【解答】解：對兩種情況下的物體分別受力分析，如圖將F1正交分解為F3和F4，F(xiàn)2正交分解為F5和F6，則有：F滑=F3mg=F4+FN；F滑′=F5mg+F6=FN′而F滑=μFNF滑′=μFN′則有F1cos60°=μ（mg﹣F1sin60°）①F2cos30°=μ（mg+F2sin30°）②又根據(jù)題意F1=F2③聯(lián)立①②③解得：μ=2﹣故選：B?！军c評】本題關鍵要對物體受力分析后，運用共點力平衡條件聯(lián)立方程組求解，運算量較大，要有足夠的耐心，更要細心．6．（6分）電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示，圖中u為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb．由圖可知ηa、ηb的值分別為（）A．、 B．、 C．、 D．、 【考點】B9：電源的電動勢和內阻；N3：測定電源的電動勢和內阻．【分析】電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．η===．所以電源的效率等于外電壓與電動勢之比．外電壓和電動勢可以從圖象上讀出．【解答】解：電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。η===．E為電源的總電壓（即電動勢），在U﹣I圖象中，縱軸截距表示電動勢，根據(jù)圖象可知Ua=、Ub=，則ηa=，ηb=．所以A、B、C錯誤，D正確。故選：D?！军c評】解決本題的關鍵知道電源的效率也等于外電壓與電動勢之比以及會從U﹣I圖象中讀出電動勢和外電壓．7．（6分）太陽系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道．下列4幅圖是用來描述這些行星運動所遵從的某一規(guī)律的圖象．圖中坐標系的橫軸是lg（），縱軸是lg（）；這里T和R分別是行星繞太陽運行的周期和相應的圓軌道半徑，TO和R0分別是水星繞太陽運行的周期和相應的圓軌道半徑．下列4幅圖中正確的是（）A． B． C． D． 【考點】4D：開普勒定律．【專題】16：壓軸題．【分析】根據(jù)開普勒行星運動的第三定律，按照題目的要求列示整理即可得出結論．【解答】解：根據(jù)開普勒周期定律：T2=kR3，T02=kR03兩式相除后取對數(shù)，得：，整理得：，所以B正確。故選：B?！军c評】本題要求學生對數(shù)學知識要比較熟悉，并且要有一定的計算能力，主要是數(shù)學的計算問題．8．（6分）如圖所示，兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場。一銅質細直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直。讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時銅棒中電動勢大小為E1，下落距離為0.8R時電動勢大小為E2．忽略渦流損耗和邊緣效應。關于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是（）A．E1＞E2，a端為正 B．E1＞E2，b端為正 C．E1＜E2，a端為正 D．E1＜E2，b端為正 【考點】D9：導體切割磁感線時的感應電動勢；DC：右手定則．【專題】16：壓軸題．【分析】根據(jù)題意分析知道由銅棒下落，切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢。由于下落距離不同，根據(jù)磁感線的分布求出銅棒切割磁感線時的有效長度。再根據(jù)E=BLv進行對比。最后根據(jù)右手定則判斷出電流方向，根據(jù)電源內部電流方向特點找出電源的正負極?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)法拉第電磁感應定律：E=BLv，如下圖，L1=2=2R，L2=2=2R，又根據(jù)v=，v1==2，v2==4，所以E1=4BR，E2=8BR=4BR，所以E1＜E2。再根據(jù)右手定則判定電流方向從a到b，在電源內部電流時從電源負極流向正極，故選：D?！军c評】由于銅棒切割磁感線時沒有形成回路，所以銅棒做的是自由下落。對于電源而言，電源內部電流是從電源負極流向正極。二、解答題（共7小題，滿分92分）9．（4分）圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題：（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有AD．（填入正確選項前的字母）A．米尺B．秒表C．0～12V的直流電源D．0～12V的交流電源（2）實驗中誤差產(chǎn)生的原因有紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，．（寫出兩個原因）【考點】MD：驗證機械能守恒定律．【分析】解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．我們要從儀器的使用和長度的測量去考慮器材．【解答】解：（1）用A項米尺測量長度，用D項交流電源供打點計時器使用．（2）紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定．故答案為：（1）AD（2）紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定．【點評】對于誤差我們要分析為什么會存在誤差以及怎么減小誤差．其中減少紙帶與打點計時器之間有摩擦，我們打點計時器安裝時，面板要豎直．計算勢能變化時，選取始末兩點距離不能過近，減小讀數(shù)的相對誤差．10．（11分）用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內，其阻值隨溫度的變化是非線性的．某同學將RT和兩個適當?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖1虛線框內所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍．為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖1所示，圖中的電壓表內阻很大．RL的測量結果如表所示．t（℃）30.040.050.060.070.080.090.0RL（Ω）54.351.047.544.341.037.934.7回答下列問題：（1）根據(jù)圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上連線．（2）為了檢驗RL與t之間近似為線性關系，在坐標紙上作RL﹣t關系圖線（3）在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示．電流表的讀數(shù)為115mA，電壓表的讀數(shù)為5.00V．此時等效電阻RL的阻值為43.5Ω：熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為64.0℃．【考點】N5：描繪小電珠的伏安特性曲線．【專題】535：恒定電流專題．【分析】（1）根據(jù)原理圖連接即可，注意電表的正負極不要和電源連反了．（2）用直線將在坐標上描述的點連接，直線盡量多穿過點．（3）從電表中讀出電壓和電流表示數(shù)，然后根據(jù)歐姆定律求出等效電阻阻值，結合圖象可求出此時的溫度．【解答】解：（1）根據(jù)電路圖連接電路，電路圖如下所示；（2）根據(jù)數(shù)據(jù)描出點，連接成直線，圖象如下所示．（3）根據(jù)電表示數(shù)可知，電流大小為：mA，電壓大小為：V由部分電路歐姆定律得：，對照圖找出相應的溫度為64.0℃．故答案為：115mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃．【點評】本題通過實驗考查了溫度對電阻率的影響，注意連接實物圖的方法和作圖原則等基本知識理解和應用．11．（14分）短跑名將博爾特在北京奧運會上創(chuàng)造了100m和200m短跑項目的新世界紀錄，他的成績分別是9.69s和l9.30s。假定他在100m比賽時從發(fā)令到起跑的反應時間是0.15s，起跑后做勻加速運動，達到最大速率后做勻速運動.200m比賽時，反應時間及起跑后加速階段的加速度和加速時間與l00m比賽時相同，但由于彎道和體力等因素的影響，以后的平均速率只有跑l00m時最大速率的96%．求：（1）加速所用時間和達到的最大速率。（2）起跑后做勻加速運動的加速度。（結果保留兩位小數(shù)）【考點】1D：勻變速直線運動的速度與時間的關系；1G：勻變速直線運動規(guī)律的綜合運用．【分析】（1）由100m和200m比賽時的運動過程，列方程即可求得加速所用時間和達到的最大速率。（2）由勻加速運動的速度公式可以求得加速度的大小?！窘獯稹拷猓海?）設加速所用時間t和達到的最大速率v，100m比賽時有，，200m比賽時有，聯(lián)立解得：t=1.29s，v=11.24m/s（2）設起跑后做勻加速運動的加速度a，則v=at，解得：a=8.71m/s2答：（1）加速所用時間是1.29s，達到的最大速率是11.24m/s。（2）起跑后做勻加速運動的加速度是8.71m/s2?！军c評】分析清楚運動過程，應用運動規(guī)律可以直接求出，注意題目要求是結果保留兩位小數(shù)，題目比較簡單。12．（18分）如圖所示，在0≤x≤a、o≤y≤范圍內有垂直手xy平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B．坐標原點O處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xy平面內，與y軸正方向的夾角分布在0～90°范圍內。已知粒子在磁場中做圓周運動的半徑介于a/2到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子在磁場中做圓周運動周期的四分之一。求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的（1）速度的大小：（2）速度方向與y軸正方向夾角的正弦?！究键c】CI：帶電粒子在勻強磁場中的運動．【專題】536：帶電粒子在磁場中的運動專題．【分析】（1）根據(jù)題意，粒子運動時間最長時，其回旋的角度最大，畫出運動軌跡，根據(jù)幾何關系列出方程求解出軌道半徑，再根據(jù)洛倫茲力提供向心力得出速度大??；（2）最后離開磁場的粒子，其運動時間最長，即為第一問中軌跡，故可以根據(jù)幾何關系列出方程求解出其速度方向與y軸正方向夾角的正弦?！窘獯稹拷猓涸O粒子的發(fā)射速度為v，粒子做圓周運動的軌道半徑為R，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，得：解得當＜R＜a時，在磁場中運動的時間最長的粒子，其軌跡是圓心為C的圓弧，圓弧與磁場的邊界相切，如圖所示，結合最大半徑，最長弦長不可能為對角線，即粒子不可能從矩形區(qū)域右上端射出；設該粒子在磁場中運動的時間為t，依題意，t=，回旋角度為∠OCA=設最后離開磁場的粒子的發(fā)射方向與y軸正方向的夾角為α，由幾何關系得：，且sin2α+cos2α=1解得：故最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的速度大小為；（2）由第一問可知，最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的速度方向與y軸正方向夾角的正弦為?！军c評】本題關鍵是畫出運動時間最長的粒子的運動軌跡，然后根據(jù)幾何關系得到軌道半徑，再根據(jù)洛侖茲力提供向心力得到速度大小。13．（15分）（1）關于晶體和非晶體，下列說法正確的是BC（填入正確選項前的字母）A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體B．晶體的分子（或原子、離子）排列是有規(guī)則的C．單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點D．單晶體和多晶體的物理性質是各向異性的，非晶體是各向同性的（2）如圖所示，一開口氣缸內盛有密度為ρ的某種液體；一長為l的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為．現(xiàn)用活塞將氣缸封閉（圖中未畫出），使活塞緩慢向下運動，各部分氣體的溫度均保持不變．當小瓶的底部恰好與液面相平時，進入小瓶中的液柱長度為，求此時氣缸內氣體的壓強．大氣壓強為ρ0，重力加速度為g．【考點】92：*晶體和非晶體；9D：氣體的等溫變化．【專題】541：分子運動論專題；54A：氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題．【分析】（1）晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，單晶體的物理性質是各向異性的，而多晶體和非晶體是各向同性的，晶體的分子排列是有規(guī)則的，而非晶體的分子排列是無規(guī)則的．（2）要求氣缸內氣體的壓強p3，根據(jù)需求瓶內氣體的壓強p2，就必需以瓶內氣體為研究對象，根據(jù)玻意耳定律P1V1=P2V2，需求P1，V1，V2，而根據(jù)題意P1，V1，V2不難求出．【解答】解：（1）A、金剛石、食鹽、水晶是晶體，而玻璃是非晶體，故A錯誤．B、晶體的分子（或原子、離子）排列是有規(guī)則的，而非晶體的分子（或原子、離子）排列是無規(guī)則的，故B正確．C、單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，故C正確．D、單晶體的物理性質是各向異性的，而多晶體和非晶體是各向同性的．故D錯誤．故選BC．（2）設當小瓶內氣體的長度為時，封閉氣體的壓強為p1；當小瓶的底部恰好與液面相平時，瓶內氣體的壓強為p2，氣缸內氣體的壓強為p3．依題意P1=P0+ρgl…①由玻意耳定律…②式中S為小瓶的橫截面積．聯(lián)立①②兩式，得…③又有…④聯(lián)立③④式，得…⑤故答案為（1）BC；（2）此時氣缸內氣體的壓強．【點評】利用熱力學實驗定律解題關鍵是要找出各個狀態(tài)的狀態(tài)參量和發(fā)生狀態(tài)變化時遵循的規(guī)律．14．（15分）（1）如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角。此截面所在平面內的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料的折射率為A。（填入正確選項前的字母）A.B.C.D.（2）波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質中x軸上的O、A兩點處，OA=2m，如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4m/s。已知兩波源振動的初始相位相同。求：（i）簡諧橫波的波長：（ii）OA間合振動振幅最小的點的位置?！究键c】F1：波的形成和傳播；F6：波的疊加；H4：折射率及其測定；H5：全反射．【專題】11：計算題；16：壓軸題．【分析】（1）由題意可知各角的大小，則由折射定律及全反射可得出角與折射率的關系，聯(lián)立可求得折射率；（2）已知頻率及波速，則由波速公式可求得波長；要使振動振幅最小，則該點到兩波源的波程差應為半波長的奇數(shù)倍，設距O點為x，則可得出波程差的表達式，聯(lián)立可解得位置．【解答】解：如圖所示，根據(jù)折射率定義有，sin∠1=nsin∠2，nsin∠3=1，已知∠1=45°∠2+∠3=90°，聯(lián)立解得：n=故選A；（2）（i）設波長為λ，頻率為ν，則v=λν，代入已知數(shù)據(jù)得：λ=1m；（ii）以O為坐標原點，設P為OA間任一點，其坐標為x，則兩波源到P點的波程差△l=x﹣（2﹣x），0≤x≤2．其中x、△l以m為單位．合振動振幅最小的點的位置滿足，k為整數(shù)則可解得：x=0.25m．0.75m，1.25m，1.75m．故最小點的位置可以為0.25m，0.75m，1.25m，1.75m．【點評】第一小題的關鍵在于利用幾何關系找出入射角、折射角及反射角，由折射定律可列出方程；第二小題在于理解振幅最小的點應滿足光程差相差半波長的奇數(shù)倍，再由數(shù)學關系可求得可能出現(xiàn)的位置，同時要明確本題具有多解性．15．（15分）（1）用頻率為v0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為v1、v2、v3的三條譜線，且v3＞v2＞v1，則B。（填入正確選項前的字母）A．v0＜v1B．v3=v2+v1C．v0=v1+v2+v3D.（2）如圖所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一豎直的墻。重物質量為木板質量的2倍，重物與木板間的動摩擦因數(shù)為μ．使木板與重物以共同的速度v0向右運動，某時刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短。求木板從第一次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間。設木板足夠長，重物始終在木板上。重力加速度為g。【考點】37：牛頓第二定律；52：動量定理；53：動量守恒定律．【專題】1