2010年高考物理试卷及解析－天津卷

2010年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）理科综合物理部分理科综合共300分，考试用时150分钟。物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至6页，共120分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。祝各位考生考试顺利！第Ⅰ卷注意事项：1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。2．本卷共8题，每题6分，共48分。一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．下列关于电磁波的说法正确的是A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播【答案】A【解析】变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场。A正确。电磁波在真空和介质中传播速度不同，B错误。电磁波是由变化的电场和变化的磁场由近及远的传播形成，C错误。电磁波可以产生反射、折射、衍射和干涉，D错误。2．下列关于原子和原子核的说法正确的是A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固【答案】B【解析】β衰变是原子核中的质子转化为中子和电子，但电子不是原子核的组成部分，A错误。玻尔理论的假设是把量子化代入到原子能量，B正确。放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化。C错误。比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D错误。3．质点做直线运动的v—t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为A．0.25m/s向右B．0.25m/s向左C．1m/s向右D．1m/s向左【答案】B【解析】由题图得前8s内的位移11325(2)222xmmm，则平均速度2/8xvmst=－0.25m/s，负号表示方向向左。B正确。4．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为A．A=1mf=5HzB．A=0.5mf=5HzC．A=1mf=2.5HzD．A=0.5mf=2.5Hz【答案】D【解析】由题图的振幅A=0.5m，波长λ=4m。经0.6s，N点开始振动得波速115/10/0.6vmsms，所以频率102.54vfHzHz，D正确。5．在静电场中，将一正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，则A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小【答案】C【解析】正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，电势能增加，说明b点的电势一定比a点高，选项C正确。电场强度的大小与电势的高低无关，无法确定，A错误。b点的电势比a点高，即a、b在不同的等势面上，但电场线方向不一定从b指向a，B错误。虽然电荷的电势能增加，如有重力做功，该电荷的动能不一定减小，D错误。[二、不定项选择题（每小题6分，共18分。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，选错或不答的得0分）6．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比A．轨道半径变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小【答案】A【解析】由于222()MmGmrrT，所以2324GMTr，T变小，r变小，A正确。又2nMmGmar，2nGMar，r变小，an增大，B错误。由22MmvGmrr，GMvr，r变小，v增大，C错误。由22MmGmrr，3GMr，r变小，ω增大，D错误7．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变【答案】AD【解析】由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，C错误、D正确。开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V2不变，由欧姆定律可得A1示数变大，由于理想变压器P2=P1，V1与V2示数的比值不变，所以A1与A2示数的比值不变，A正确、B错误。正确选项AD。8．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大【答案】BC【解析】由光电效应方程2012mmvhW，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小。A错误。b光的频率大，在玻璃中的折射率nb大，由1arcsinCn从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小，a光大，B正确。发生双缝干涉时，dxL，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，C正确。在玻璃中的折射率nbna，b光的偏折程度大，D错误。正确选项BC。2010年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）理科综合物理部分第Ⅱ卷注意事项：1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。2．本卷共4题，共72分。9．（18分）（1）如图所示，在高为h的平台边缘抛出小球A，同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B，两球运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为g。若两球能在空中相遇，则小球A的初速度Av应大于，A、B两球初速度之比ABvv为。（2）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。①实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（填字母代号）。A．将橡皮条拉伸相同长度即可B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置②同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（填字母代号）。A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约为2kΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻5kΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是；②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连好），并标出所选元件的相应字母代号；③由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义。【答案】（1）2gshsh（2）①BD②BD(3)①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流。②测量电压表V1内阻RV的实验电路如图所示：③vR=1221URUUU1表示V1的电压U2表示V1和R2串联的总电压【解析】（1）由于A做平抛运动有：s=vAt，h=gt2/2，要使两球在空中相遇，所用时间比小于t，所以2Agvsh。由s=vAt/，h－h/=gt/2/2，h/=vBt/－gt/2/2得：ABvsvh（2）①实验中两次拉伸橡皮条要将橡皮条拉伸相同长，即将橡皮条和绳的结点拉到相同位置。②为了减小实验误差，尽可能使弹簧秤、细绳、橡皮条与木板平行；为了能更好地确定力的方向，细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些。（3）①由于电压表的内阻很大，流过的电流较小，待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流。②由于电压表V1接入电路后，由电流通过时其两端电压可以直接读出，因而利用串联分压的特点，选用标准电压表V2和定值电阻R2，反复测量通过滑动变阻器R3控制即可。测量电压表V1内阻RV的实验电路如图③根据串联电路的特点：1212VUUURR（式中U1表示V1的电压，U2表示V1和R2串联的总电压），所以vR=1221URUU10．（16分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，至于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为16h。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。【答案】24ghg【解析】设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒有：2112mghmv………………………………①得：12vgh设碰撞后小珠反弹的速度大小为v1/，同理有：/211162hmgmv…………………………②得：/18ghv设碰后物块的速度大小v2，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有/1125mvmvmv…………………………③得：28ghv……………………………………④物块在水平面上所受摩擦力的大小为：F=5μmg……………………………………………⑤设物块在水平面上滑行的时间为t，根据动量定理有：205Ftmv…………………⑥得：24ghtg………………………………………⑦11．（18分）如图所示，质量10.1kgm，电阻10.3R，长度0.4ml的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量20.2kgm，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2，相距0.4m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长。电阻20.1R的MN垂直于MM。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度0.5TB。垂直于ab施加2NF的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量0.1JQ，求该过程ab位移x的大小。【答案】（1）6m/s（2）1.1m【解析】(1)ab对框架的压力11Fmg………………………………①框架受水平面的支持力21NFmgF………………………………②依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力2FFN…………………………………………………③ab中的感应电动势E=Blv……………………………………………④MN中电流12EIRR…………………………………………⑤MN受到的安培力IlFB安…………………………………………⑥框架开始运动时2FF安……………………………………………⑦由上述各式代入数据解得v=6m/s……………………………………⑧(2