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2011年高考山东理综物理试题解析二、选择题（本题包括7小题，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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）16．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是A．焦耳发现了电流热效应的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动答案：AB解析：奥斯特发现了电流的磁效应，C项错误。伽利略将斜面实验结论合理外推，间接证明自由落体运动是匀速直线运动，D项错误。点评：考查了物理学史上一些典型思想和科学研究方法，物理学史中所包含的艰辛探索、研究方法、创造性思想，及其对物理学发展的影响、对社会的推动等无不深深地影响着考生的情感态度价值观。所涉及的物理学史内容都是教材中所提及的，比较简单。17．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度小于乙的加速度D．甲在运行时能经过北极的正上方答案：AC解析：此题通过分析卫星的定轨运行，考查万有引力定律和圆周运动知识。卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，有解得，所以B项错误。，。因为，所以，，AC选项正确。地球同步卫星只能定点于赤道正上方与赤道平面共面上，D项错误。点评：万有引力试题起到引导考生要关注航天技术研究及在应用方面我国所取得的骄人成绩。对这类物理问题的解答将会提高考生的民族自豪感，体现了新课标的理念。18．如图所示，将小球从地面以初速度竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。则A．两球同时落地B．相遇时两球速度大小相等C．从开始运动到相遇，球动能的减少量等于球动能的增加量D．相遇后的任意时刻，重力对球做功功率和对球做功功率相等答案：C解析：以自由落体和竖直上抛运动为情境，考查v-t图象和动能定理。根据题意作出a、b的v-t图象，如图所示。由v-t图象知A、B、D选项错误。从开始运动到相遇，a球上升高度为，b球下降高度为。由动能定理可知，球动能的减少量等于球动能的增加量，C项正确。点评：分析自由落体和竖直上抛运动的联系与区别，是一个常规题目。19．如图所示，将两相同的木块a、b至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力，b所受摩擦力，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间A．大小不变B．方向改变C．仍然为零D．方向向右答案：AD解析：考查摩擦力的性质。细绳剪断瞬间，细绳拉力突变为零，在弹簧拉力作用下，b所受摩擦力方向向右，D项正确。而弹簧长度不发生突变，a的受力情况不变，A项正确，B项错误。点评：给出系统平衡时b所受摩擦力为零，这样就使题目的入题难度大大降低，相反若没有这一条件，则可能对应多种不同情形，会使该题的思维量加大很多。20．为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某此检测得到用户打压随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是A．B．C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移D．为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移图甲图乙答案：BD解析：主要考查正弦交流电规律和变压器原副线圈电压与匝数的关系。由图乙知，，所以。A项错误，B项正确。由知，为使用户电压稳定在220V，应减少n1，将P适当上移。C项错误，D项错误。点评：此题以日常生活中低压变电所需在用电高峰期适时进行调压的实例创设情境引入命题，引导考生自觉运用变压器原理解决实际问题。在解决这个物理问题的过程中，考生收获了一种调压的方法。21．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是A．b点场强大于a点场强B．b点场强小于a点场强C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能答案：BC解析：考查静电场知识。根据等量异种点电荷电场线分布特点，连线中点场强最小，在中垂线上该点场强最大。A项错误，B项正确。a、c关于MN对称，位于同一等势面上，而MN上各点电势为零，C项正确。试探电荷+q从a点移到c点，电场力做正功，电势能减少，D项错误。点评：场的思想的建立和场线模型的引入，对电磁学的研究意义非凡、影响深远。此题在未给出等量异种点电荷形成的电场线和等势面的条件下，考查了电场中的场强、电势差、电势能等知识，对考生的理解能力、分析综合能力和思维方法是一种很好的测试。22．如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒、，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处。磁场宽为3，方向与导轨平面垂直。先由静止释放，刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放，两导体棒与导轨始终保持良好接触。用表示的加速度，表示的动能，、分别表示、相对释放点的位移。图乙中正确的是ABCD答案：BD解析：主要考查运动学知识和安培力、电磁感应知识为一道综合题。由静止释放c，进入磁场之前做自由落体运动，，，c进入磁场后做匀速运动。此时再静止释放d做自由落体运动，到进入磁场时，c运动的位移。然后c、d以共同速度运动，回路中不产生感应电流，c只受重力，所以A项错误，B项正确。C离开磁场后，回路中产生感应电流，d受到向上的安培力大于重力，做减速运动。所以C项错误，D项正确。点评：此题是一道电磁感应的综合题，涉及到的知识点有机械能守恒定律，牛顿运动定律，匀强磁场中的安培力，法拉第电磁感应定律，楞次定律等。考查了考生的推理能力、分析综合能力、应用数学知识解决物理问题的能力。要求考生具有较强的空间想像能力、很好的图像分析能力、良好的心理素质，这无疑是对考生科学素养的全方位考查。23．（12分）（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。③以下能引起实验误差的是________。a．滑块的质量b．当地重力加速度的大小c．长度测量时的读数误差d．小球落地和滑块撞击挡板不同时答案：①②③cd解析：①滑动沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动，有，小球做自由落体运动，有，所以。②对滑块受力分析，根据牛顿第二定律得．即解得③由①②分析知,c、d能引起实验误差。点评：设计巧妙清新简洁：一是借助了两个匀加速运动的等时性，避开了对时间的测量，提高了实验精度；二是滑块的加速度表达式中也含有重力加速度g，从而可以利用比值消去g，在不知g的具体数值的前提下使动摩擦因数的求解成为可能。（2）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。①所得实验数据如下图，请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55②根据所画的图像，可求得电流时电源的输出功率为_______。（保留两位有效数）②实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是。（Rx阻值未知）图乙解析：①②由U-I图象可知，当I=0．2A时，U=1．8V。由P=UI得P=1．8×0．2w=0．36w③bc点评：重点考察了考生处理实验数据的能力和对实验方案进行反思、评价和完善的意识和能力，对考生发现问题、提出问题和解决问题等探究能力提出了较高的要求，符合新时代对考生批判性思维和创新精神的要求。这对师生在教学和学习中积极发现问题、敢于挑战权威起到了很好的引导作用。总之，两个实验题在渗透“从生活走进物理”理念的同时，还特别注重实验探究能力和创新精神的考查，试题素材源于教材，但命题立意高远，不拘泥于教材，是对教材原有实验的改进和创新。24．（15分）如图所示，在高出水平地面的光滑平台上放置一质量、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量。B与A左段间动摩擦因数。开始时二者均静止，先对A施加水平向右的恒力，待B脱离A（A尚未露出平台）后，将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离。（取）求：（1）B离开平台时的速度。（2）B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间ts和位移xB（3）A左端的长度l2解析：（1）B离开平台做平抛运动。竖直方向有①，水平方向有②由①②式解得代入数据求得③（2）设B的加速度为,由牛顿第二定律和运动学知识得：④，⑤，⑥联立③④⑤⑥式，代入数据解得：⑦⑧（3）设B刚开始运动时A的速度为,由动能定理得：⑨，设B运动时A的加速度为，由牛顿第二定律和运动学知识有：⑩11。联立⑦⑧⑨⑩11式，代入数据解得：。点评：此题巧妙地将两块不同材料的薄板连接起来设置情境，把物理现象和过程寓于其中，考生需要熟练的掌握和运用匀变速直线运动、牛顿运动定律、功能关系等知识解决问题。充分考查了考生的推理能力和分析综合能力。25．（18分）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图Ⅰ、Ⅱ两处的条形均强磁场区边界竖直，相距为L,磁场方向相反且垂直干扰面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平和方向夹角（1）当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为，求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t0（2）若Ⅱ区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0，求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h（3）若L2=L1=L、B1=B0，为使粒子能返回Ⅰ区，求B2应满足的条件（4）若，且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同，求B1、B2、L1、、L2、之间应满足的关系式。解析：如图1所示，设粒子射入磁场I区的速度为v，在磁场I区做圆周运动半径为，由动能定理和牛顿第二定律得：①，②，由几何关系得：③，联立①②③得：④设粒子在I区做圆周运动周期为T，运动时间为t。T=⑤，⑥联立①③⑤⑥式解得：⑦（2）设粒子在磁场II区做圆周运动半径为，由牛顿第二定律得：⑧由几何知识得：⑨联立②③⑧⑨式解得：⑩（3）如图2所示，为使粒子能再次返回到I区应满足：11。联立①⑧11式解得12（4）如图3（或图4）所示，设粒子射出磁场I区时速度与水平方向的夹角为，由几何知识可得：1314。联立②⑧1314式解得：。点评：此题以考生较为陌生的同步辐射装置中的插入件——多极多周期的扭摆器为背景巧设情境，涉及到匀加速直线运动、洛伦兹力、圆周运动和几何判断等知识点，独特的方面是两个磁场的磁感应强度、宽度等都可改变，且有一定联系，从而使粒子具有不同形状的运动轨迹。这就要求考生准确理解、掌握粒子的运动规律，试题重点考查考生运用知识综合分析问题、解决问题的能力和应用数学处理物理问题的能力，具有很好的区分度。36．（8分