2010北京理綜物理部分試卷與答案.doc

2010年普通高等學(xué)校夏季招生考試理科綜合能力測試(北京卷)一、選擇題 ( 本大題 共 8 題, 共計 48 分)1、(6分)屬于狹義相對論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中 ()A真空中光速不變 B時間間隔具有相對性C物體的質(zhì)量不變 D物體的能量與質(zhì)量成正比2、(6分)對于紅、黃、綠、藍四種單色光，下列表述正確的是()A在相同介質(zhì)中，綠光的折射率最大B紅光的頻率最高C在相同介質(zhì)中，藍光的波長最短D黃光光子的能量最小3、(6分)太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少太陽每秒鐘輻射出的能量約為41026 J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近()A1036 kg B1018 kg C1013 kg D109 kg4、(6分)一物體靜置在平均密度為的球形天體表面的赤道上已知萬有引力常量為G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為() A() B() C() D()5、(6分)一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置某時刻的波形如圖1所示，此后，若經(jīng)過周期開始計時，則圖2描述的是() Aa處質(zhì)點的振動圖象 Bb處質(zhì)點的振動圖象Cc處質(zhì)點的振動圖象 Dd處質(zhì)點的振動圖象6、(6分)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖)設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為.實驗中，極板所帶電荷量不變，若() A保持S不變，增大d，則變大B保持S不變，增大d，則變小C保持d不變，減小S，則變小D保持d不變，減小S，則不變7、(6分)如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R.閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡的電流均為I.然后，斷開S.若t時刻再閉合S，則在t前后的一小段時間內(nèi)，正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖象是() 8、(6分)如圖，若x軸表示時間，y軸表示位置，則該圖象反映了某質(zhì)點做勻速直線運動時，位置與時間的關(guān)系若令x軸和y軸分別表示其他的物理量，則該圖象又可以反映在某種情況下，相應(yīng)的物理量之間的關(guān)系下列說法中正確的是() A若x軸表示時間，y軸表示動能，則該圖象可以反映某物體受恒定合外力作用做直線運動過程中，物體動能與時間的關(guān)系B若x軸表示頻率，y軸表示動能，則該圖象可以反映光電效應(yīng)中，光電子最大初動能與入射光頻率之間的關(guān)系C若x軸表示時間，y軸表示動量，則該圖象可以反映某物體在沿運動方向的恒定合外力作用下，物體動量與時間的關(guān)系D若x軸表示時間，y軸表示感應(yīng)電動勢，則該圖象可以反映靜置于磁場中的某閉合回路，當磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大時，閉合回路的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系二、非選擇題 ( 本大題 共 4 題, 共計 72 分)1、(18分)在(1)甲同學(xué)要把一個量程為200 A的直流電流計，改裝成量度范圍是04 V 的直流電壓表她按圖1所示電路、用半偏法測定電流計的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1 k.為使rg的測量值盡量準確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用_，電阻器R1應(yīng)選用_，電阻器R2應(yīng)選用_(選填器材前的字母)A電源(電動勢1.5 V)B電源(電動勢6 V)C電阻箱(0999.9 )D滑動變阻器(0500 )E電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當)(05.1 k)F電位器(051 k)該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大后續(xù)的實驗操作步驟依次是：_，_，_，_，最后記錄R1的阻值并整理好器材(請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母)A閉合S1B閉合S2C調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度如果所得的R1的阻值為300.0 ，則圖1中被測電流計的內(nèi)阻rg的測量值為_ ，該測量值_實際值(選填“略大于”“略小于”或“等于”)給電流計_聯(lián)(選填“串”或“并”)一個阻值為_k的電阻，就可以將該電流計改裝為量程4 V的電壓表(2)乙同學(xué)要將另一個電流計改裝成直流電壓表，但他僅借到一塊標準電壓表、一個電池組E、一個滑動變阻器R和幾個待用的阻值準確的定值電阻該同學(xué)從上述具體條件出發(fā)，先將待改裝的表直接與一個定值電阻R相連接，組成一個電壓表；然后用標準電壓表校準請你畫完圖2方框中的校準電路圖實驗中，當定值電阻R選用17.0 k時，調(diào)整滑動變阻器R的阻值，電壓表的示數(shù)是4.0 V時，表的指針恰好指到滿量程的五分之二；當R選用7.0 k時，調(diào)整R的阻值，電壓表的示數(shù)是2.0 V時，表的指針又指到滿量程的五分之二由此可以判定，表的內(nèi)阻rg是_ k，滿偏電流Ig是_ mA.若要將表改裝為量程是15 V的電壓表，應(yīng)配備一個_ k的電阻2、(16分)在如圖，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)3.0 s落到斜坡上的A點已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角37，運動員的質(zhì)量m50 kg.不計空氣阻力(取sin370.60，cos370.80；g取10 m/s2)求 (1)A點與O點的距離L；(2)運動員離開O點時的速度大?。?3)運動員落到A點時的動能3、(18分)在利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域 如圖1，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場EH，同時產(chǎn)生霍爾電勢差UH.當電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，EH和UH達到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UHRH，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān) 圖 1 圖2 圖3 (1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l，請寫出UH和EH的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請判斷圖1中c、f哪端的電勢高；(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達式(通過橫截面積S的電流InevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動的平均速率)；(3)圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近當圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖象如圖3所示；a若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達式；b利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實例或設(shè)想4、(20分)在雨滴在穿過云層的過程中，不斷與漂浮在云層中的小水珠相遇并結(jié)合為一體，其質(zhì)量逐漸增大現(xiàn)將上述過程簡化為沿豎直方向的一系列碰撞已知雨滴的初始質(zhì)量為m0，初速度為v0，下降距離l后與靜止的小水珠碰撞且合并，質(zhì)量變?yōu)閙1.此后每經(jīng)過同樣的距離l后，雨滴均與靜止的小水珠碰撞且合并，質(zhì)量依次變?yōu)閙2、m3mn(設(shè)各質(zhì)量為已知量)不計空氣阻力(1)若不計重力，求第n次碰撞后雨滴的速度vn；(2)若考慮重力的影響，a求第1次碰撞前、后雨滴的速度v1和v1；b求第n次碰撞后雨滴的動能mnvn2.2010年普通高等學(xué)校夏季招生考試理科綜合能力測試(北京卷)一、選擇題 ( 本大題 共 8 題, 共計 48 分)1、(6分) A由愛因斯坦狹義相對論基本假設(shè)可知選項A正確2、(6分) C紅光的頻率最低，紅光光子能量最小，藍光頻率最高，折射率最大，波長最短，所以選項C正確3、(6分) D由質(zhì)能方程Emc2計算得m kg4109 kg，選項D正確4、(6分) D由于物體對天體表面的壓力恰好為零，所以物體受到天體的萬有引力全部提供物體隨天體自轉(zhuǎn)做圓周運動的向心力，GmR，又因為，由以上兩式解得T，選項D正確5、(6分) B由題圖1可以判斷此時質(zhì)點a向上振動，質(zhì)點b處于波谷位置，質(zhì)點c向下振動，質(zhì)點d處于波峰位置，經(jīng)過3/4周期后，質(zhì)點a處于波谷，質(zhì)點b處于平衡位置且正向下振動，質(zhì)點c處于波峰位置，質(zhì)點d處于平衡位置且正向上振動，可以判斷圖2表示b質(zhì)點的振動圖象，選項B正確6、(6分) A保持S不變，增大d，平行板電容器的電容減小，由于電容器的電荷量不變，由QCU可以判斷極板間電勢差變大，靜電計指針偏角變大，選項A正確，選項B錯誤；保持d不變，減小S，電容器電容變小，由QCU可以判斷極板間電勢差變大，選項C、D錯誤7、(6分) B閉合S通電后，由于電感線圈的自感作用，i1逐漸增大，最終達到穩(wěn)定值，而i2直接增大到穩(wěn)定值后保持不變，所以選項B正確8、(6分) C由動能定理可得EkEk0+FlEk0+Fat2，動能與t2為一次函數(shù)關(guān)系，所以選項A錯誤；光電效應(yīng)中，逸出光電子的最大初動能EkmhW，入射光子頻率小于極限頻率時，沒有光電子逸出，選項B錯誤；由動量定理得pp0+Ft，即動量p與時間t滿足一次函數(shù)關(guān)系，選項C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律得ES，感應(yīng)電動勢保持不變，選項D錯誤二、非選擇題 ( 本大題 共 4 題, 共計 72 分)1、(18分) (1)BCFBCAE 300略小于串19.7(2)如下圖所示3.00.5027.0解析：(1)該實驗要求電位器R2的阻值遠大于電流計的內(nèi)阻，所以R2應(yīng)選用F；電阻器R1應(yīng)準確讀出電阻值，所以應(yīng)選用電阻箱C；由于電位器R2的阻值數(shù)量級為104，由歐姆定律EI(rg+R0+R2)可以判斷電源E應(yīng)選用B.先閉合S2，調(diào)節(jié)R2的阻值使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度值，再閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度值的一半，此時電流計和電阻R1的電流相等，即電阻也相同，電阻箱R1的阻值即為電流計的內(nèi)阻所以合理的順序為B、C、A、E.由于電流計和電阻R1的電流都等于Ig，所以rgR1300.0 .由于閉合S1后，電路中的總電流增大，所以I1Ig，R1rg，所以測量值略小于實際值設(shè)串聯(lián)電阻為R，由歐姆定律UIg(rg+R)得42104(R+300)，解得R1.97104 19.7 k.(2)由于校表需要從零開始，所以電路應(yīng)采用分壓電路，且標準電壓表和改裝電壓表應(yīng)并聯(lián)連接連接電路如答案圖所示由歐姆定律得UI(rg+R)，代入數(shù)據(jù)得 4.0Ig(rg+17.0103),2.0Ig(rg+7.0103)，聯(lián)立以上兩式解得：rg3 k，Ig0.5 mA.設(shè)改裝時串聯(lián)電阻為Rx，由歐姆定律UIg(rg+Rx)得150.5103(Rx+3)，解得Rx27.0 k. 2、(16分) (1)75 m(2)20 m/s(3)32 500 J解析：(1)運動員在豎直方向做自由落體運動，有Lsin37gt2A點與O點的距離L75 m.(2)設(shè)運動員離開O點的速度為v0，運動員在水平方向做勻速直線運動，即Lcos37v0t解得v020 m/s.(3)由機械能守恒，取A點為重力勢能零點，運動員落到A點時的動能為EkAmgh+m32 500 J. 3、(18分) (1)UHEHlc端電勢高(2)RH(3)見解析解析：(1)UHEHl；由左手定則判斷，電子受洛侖茲力向f端偏轉(zhuǎn)，故c端電勢高(2)由UHRH 得RHUHEHl 當電場力與洛倫茲力相等時eEHevB得EHvB 又InevS 將代入，得RHvBlvl(3)a.由于在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則PmN