高考宁夏卷物理试题解析 13页

‎2010年高考宁夏卷物理试题解析 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 A. 伽利略发现了行星运动的规律 B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量 C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 ‎【命题意图】考查对物理学史的识记 ‎【答案】BD。‎ ‎【解析】行星运动定律是开普勒发现的A错误；卡文迪许用扭秤实验测出了引力常量B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，C错误；D正确。‎ ‎15. 地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为 A. 0.19‎‎ B. ‎0.44 C. 2.3 D. 5.2‎ ‎【命题意图】考查万有引力定律的应用 ‎【答案】B。‎ ‎【解析】天体的运动满足万有引力充当向心力即可知，可见木星与地球绕太阳运行的线速度之比，B正确。‎ 说明：用比例法解答天体运动中物理量间的关系，是天体运动这一知识点的常见题型，紧紧抓住万有引力提供向心力，根据所求的物理量列出方程，推导出表达式进行求解即可。‎ ‎16. ‎ 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为‎3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 A. ‎1.3‎m‎/s ，a正、b负 B. ‎2.7m/s ， a正、b负 C．‎1.3m/s，a负、b正 D. ‎2.7m/s ， a负、b正 ‎【命题意图】考查左手定则、电场力、二力平衡 ‎【答案】A。‎ ‎【解析】依据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏，因此电极a、b的正负为a正、b负；当稳定时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则，可得，A正确。‎ 说明：该题是电磁流速仪的变形。利用电磁作用原理设计的一些与科学实验、工农业生产和日常生活相关的仪器、仪表，是高考考查中常见的知识背景，在平时的学习中要把这些仪器、仪表的工作原理用所学的知识分析清楚，以备考试中应用。常见的仪器、仪表有：电磁流速仪、电磁流量计、电磁泵、回旋加速器、感应加速器、质谱仪、磁流体发电机等。本题电磁流速仪的工作原理是：正、电荷在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏，因此电极a、b的正负为a正、b负；当稳定时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则，可得。‎ 在该题的基础上，结合流量的定义（单位时间内流过横截面积的体积），就是电磁流量计的工作原理。即 ‎ ‎17. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 A．时刻的瞬时功率为 B．时刻的瞬时功率为 C．在到这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为 ‎【答案】BD。‎ ‎【命题意图】考查图像的理解、功率的计算 ‎【解析】0-2t0 内物体的加速度为，2t0 时刻的速度为，，在3t0时刻的瞬时速度，则时刻的瞬时功率为，A错误；B正确；在到这段时间内，由动能定理可得，则这段时间内的平均功率，‎ D正确。‎ 说明：该题是图象题的考查，主要考查读图能力，结合了功率和平均功率的求解。图像是高考的必考题型，通过课本中v-t图的学习，要学会如何从图像中读取物理信息。‎ ‎18.空间有一均匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标，N点的坐标为，P点的坐标为。已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为 E M N A. B.‎ C. D.‎ ‎【命题意图】考查匀强电场中电势差、电场强度的关系的理解和求解、数学知识的应用 ‎【答案】D。‎ ‎【解析】将立体图画成平面图，如图所示，可见P点沿电场线方向为MN的四等分线，故P点的电势为，D正确。‎ 说明：本题考查匀强电场中电势降落的规律。在匀强电场中任意一条直线上相等距离的两点电势降落相同，沿电场线方向电势降落最快。‎ ‎19.如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°‎ 的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是 ‎【答案】C ‎【命题意图】考查右手定则、感应电动势的计算 ‎【解析】依据右手定则，可知在0-内，电流方向M到O，在在电阻R内则是由b到a，为负值，且大小为为一定值，内没有感应电流，内电流的方向相反，即沿正方向，内没有感应电流，因此C正确。‎ 说明：本题考查电磁感应现象中感应电流方向的判定和感应电流的计算。‎ ‎20.如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 A.物块先向左运动，再向右运动 B.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动 C.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动 D.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零 ‎【命题意图】考查牛顿第二定律的应用。‎ ‎【答案】BC.‎ ‎【解析】对于物块由于运动过程中与木板存在相对滑动，且始终相对木板向左运动，因此木板对物块的摩擦力向右，所以物块相对地面向右运动，且速度不断增大，直至相对静止而做匀速直线运动，B正确；对于木板由作用力与反作用力可知受到物块给它的向左的摩擦力作用，则木板的速度不断减小，知道二者相对静止，而做直线运动，C正确；由于水平面光滑，所以不会停止，‎ D错误。‎ 说明：有关这类判断物体运动情况的题目，其判断依据就是加速度的方向与物体初速度（速度）方向。而加速度方向须由牛顿第二定律进行判断。关于这类题目的分析，也可用v-t图象进行分析。‎ ‎21.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则 A.F先减小后增大 B.F一直增大 ‎ C.F的功率减小 D.F的功率不变 ‎【命题意图】考查力的分解、物体的平衡、功率的计算和数学知识的应用。‎ ‎【答案】AC。‎ ‎【解析】由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：，两式联立解得，可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率，可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大，则功率P逐渐减小，C正确，D错误。‎ 说明：本题在求解中用到的数学方法是物理上常用的方法，要认真领会。物理中常用的数学方法还有：利用二次函数求极值、重要不等式、利用三角知识求极值、当θ角很小时、数列知识、平面几何知识等。所以在学习中要注意这些方法的体会和积累。‎ ‎ 利用数学知识分析和解决物理问题是高考对学生的五大能力要求之一，在近年的高考中，该项能力的考查明显加强。‎ 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个小题考生都必须做答。第33题~第41题为选考题，考生根据要求做答。‎ ‎（一）必考题（11题，共129分）‎ ‎22.（4分）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图。由图可读出= cm, = ‎ ‎【命题意图】考查基本实验仪器的读数 ‎【答案】2.25，6.860‎ ‎【解析】游标卡尺的读数；‎ 螺旋测微器的读数。‎ 说明：在解答这类问题时，一定要注意：①游标卡尺的读数不估读，螺旋测微器的读数必须估读。②注意单位的要求。‎ ‎23.(11分)‎ ‎ 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。‎ （1） 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。‎ R1‎ ‎ 光敏电阻,符号 ，灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号 ‎ 保护电阻,符号，R2‎ ，电磁开关，符号 ，蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。‎ （2） 回答下列问题：‎ ‎①如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻的阻值范围为 。‎ ‎②‎ 在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。‎ 答： 。‎ ‎③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。‎ 答： 。‎ ‎【命题意图】考查传感器的应用、部分电路欧姆定律、设计实验的能力。‎ 答案：‎ ‎（1）电路原理如图所示。（4分）‎ ‎（2）①20 （2分） 160~520（2分）‎ ‎②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。‎ ‎③电磁起重机 ‎【解析】（1）要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1，2串联，3，4与路灯串联；则电路图如图所示。‎ ‎（2）①由U=IR得励磁线圈允许加的最大电压为U=ImR=0.1×200V=20V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得，，因此保护电阻的阻值范围为160~320；‎ ‎②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。‎ ‎③电磁起重机、电话 ‎24．（14分）‎ 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O。为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至=0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以‎2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取‎10m/s2）‎ ‎【命题意图】考查牛顿第二定律、数学知识的应用。‎ ‎【解析】设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为：在 被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为。则有+=S ①‎ 式中S为投掷线到圆心O的距离。‎ ‎ ② ③‎ 设冰壶的初速度为，由功能关系，得 ④‎ 联立以上各式，解得 ⑤‎ 代入数据得 ⑥‎ 说明：该题借助冰壶运动考查应用所学知识解决实际问题的能力，这种考查方向是新课标要求的体现，对能力的要求较高。要求学生在学习过程中要注意日常现象的观察和解释，将所学知识在应用中加以理解，同时要求学生对所学的物理知识要有很好的掌握。‎ 该题只要能分析出冰壶的运动是匀变速运动，并结合问题选择相应的方法即可求解。‎ ‎25．(18分)‎ ‎ 如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一均强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=,。不计重力。求 ‎（1）M点与坐标原点O间的距离；‎ ‎（2）粒子从P点运动到M点所用的时间。‎ ‎【命题意图】考查带电粒子在电场和磁场中的运动。‎ ‎【解析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为；在轴正方向上做匀速直线运动，设速度为，粒子从P点运动到Q点所用的时间为，进入磁场时速度方向与轴正方向的夹角为，则 ‎ ① ② ③‎ 其中。又有 ④‎ 联立②③④式，得 ‎ 因为点在圆周上，，所以MQ为直径。从图中的几何关系可知。‎ ‎ ⑥ ⑦‎ ‎（2）设粒子在磁场中运动的速度为,从Q到M点运动的时间为,‎ 则有 ⑧ ⑨‎ 带电粒子自P点出发到M点所用的时间为为 ⑩‎ 联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得 ‎ 说明：带点粒子在电场、磁场中的运动是高考的必考和常考题，这类问题的分析和求解方法：带点粒子在匀强电场中运动的问题，课本中只分析了粒子速度方向与电场线平行的匀变速运动和粒子速度方向与电场线垂直的类平抛运动，在高考中也只会考这两种运动，所以应注重课本上的例题，以及例题体现的求解方法。带点粒子在匀强磁场中的运动关键是画出粒子的运动轨迹，确定圆心常用的两个方法：①利用两个不同位置的洛伦兹力所在直线的交点，‎ ‎②利用某位置的洛伦兹力方向与弦的中垂线的交点。确定圆心后，依画出的轨迹中的几何关系结合问题进行思路的确定和求解。其中体现的几何关系应用是这类题目的难点，是利用数学知识解决物理问题的能力要求的体现。‎ ‎34. [物理——选修3-3]（15分）‎ ‎ （1）（5分）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC ,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则 （填入选项前的字母，有填错的不得分）‎ A. Pb >Pc，Qab>Qac ‎ B. Pb >Pc，QabQac ‎ D. Pb f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大 ‎ C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0‎ ‎ D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f ‎（2）（10分）一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。‎ ‎【命题意图】（1）小题考查共振 ‎ （2）小题考查折射率、数学知识的应用。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由共振条件和共振曲线可得出A错B对；由共振特点知C错D对。本小题答案为BD ‎（2）设入射角为i，折射角为γ，由折射定律得 ‎ ①‎ ‎ 由已知条件及①式得 ‎ ②‎ ‎ 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图1所示。设出射点为F，由几何关系可得 ‎ ③‎ 即出射点在AB边上离A点的位置。‎ ‎ 如果入射光线在法线的左侧，光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。‎ 由几何关系可知，在D点的入射角 ‎ ④‎ 设全发射的临界角为，则 ‎ ⑤ ‎ 由⑤和已知条件得 ‎ ⑥‎ 因此，光在D点全反射。‎ ‎ 设此光线的出射点为E，由几何关系得 ‎∠DEB=‎ ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ 联立③⑦⑧式得 ‎ ⑨‎ 即出射点在BC边上离B点的位置。‎ 说明：（1）小题涉及到共振，共振中主要考点有：共振条件、共振现象、共振在工农业生产中的应用。该部分知识在学习和复习时要紧扣课本，加强概念辨析。‎ ‎（2）小题是几何光学的考查，涉及几何光学的计算题的求解策略为：根据题目条件和物理规律画出光路图（画光路图时要画出法线），结合所求的问题结合题目中的几何关系进行求解。‎ ‎36．［物理——选修3-5］（15分）‎ ‎ （1）（5分）关于光电效应，下列说法正确的是_______（填入选项前的字母，有填错的不得分）‎ ‎ A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 ‎ B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 ‎ C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 ‎（2）（10分）两质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后双滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。 ‎ ‎【命题意图】（1）小题考查光电效应、光强 ‎（2）小题考查动量守恒、机械能守恒 ‎【解析】‎ ‎（1） 由爱因斯坦光电效应方程得，当Ek=0时对应的频率为。代入公式可知逸出功数值上等于极限频率的光子具有的能量，故A对。光电效应发生与否取决于入射光的频率，与照射时间无关，B错。有爱因斯坦光电效应方程知最大初动能与照射光的频率有关，对于相同的金属逸出功为定值，C错。单位时间逸出的光电子数由单位时间照射到金属表面的光子数决定，光强一定时，频率越高则单位时间照射到金属表面的光子数越少，逸出的光电子数越少，D错。‎ ‎（2）（10分）‎ 设物块到达劈A的低端时，物块和A的的速度大小分别为 和V，由机械能守恒和动量守恒得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 设物块在劈B上达到的最大高度为，此时物块和B的共同速度大小为，由机械能守恒和动量守恒得 ‎ ③‎ ‎ ④‎ 联立①②③④式得 ‎ ⑤‎ 说明：（1）光电效应是高中物理的重要知识点，也是高考常考点，要认证学习和掌握。‎ ‎ （2）动量守恒调整到选修模块后，其考查的难度要求已降低，在应用时注意系统的选择和正方向的选取。‎