2008年普通高等學校招生全國統一考試(山東卷)
理科綜合(物理部分)
二、選擇題(本題包括7小題,每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)
16.用輕彈簧豎直懸掛的質量為m物體,靜止時彈簧伸長量為L0現用該彈簧沿斜面方向拉住質量為
,如圖所示。則物體所受摩擦力
A.等于零
B.大小為,方向沿斜面向下
C.大于為,方向沿斜面向上
D.大小為mg,方向沿斜面向上
【答案】A
【解析】豎直掛時,當質量為
,因兩次時長度一樣,所以
也一樣。解這兩個方程可得,物體受到的摩擦力為零,A正確。
【高考考點】斜面上物體受力分析
【易錯提醒】不注意前題條件,有可能得出B選項
【備考提示】 受力分析是高考的必考內容,也是學好物理的首要條件,所以對于受力分析基本技能的掌握,要求學生全面掌握。
17.質量為1
A.前25s內汽車的平均速度
B.前10 s內汽車的加速度
C.前10 s內汽車所受的阻力
D.15~25 s內合外力對汽車所做的功
【答案】AB
【解析】通過圖像的面積就是物體的位移,所以能求出面積,還知道時間,所以能求出平均速度,A對。
圖像的斜率就是物體的加速度,所以能得到10秒內的加速度,B對。不知道汽車的牽引力,所以得不出受到的阻力,C錯。15s到25s汽車的初速度和末速度均已知,由動能定理,可以得出合外力做的功,D對。
【高考考點】物體運動圖像的理解
【易錯提醒】有的學生有可能把看成
,也有可能不能用到動能定理來解題。
【備考提示】 在物理教學中,圖像更能簡單、明了的表達出物理的思想,所以學生能從圖像中獲取一定的物理信息,是教學的重中之中。
18.據報道,我國數據中繼衛星“天鏈一號01星”于赤道上空的同步軌道。關于成功定點后的“天鏈一號01星”,下列說法正確的是
A.運行速度大于
B.離地面高度一定,相對地面靜止
C.繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大
D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等
【答案】BC
【解析】由題目可以后出“天鏈一號衛星”是地球同步衛星,運行速度要小于7.9,而他的位置在赤道上空,高度一定,A錯B對。由
可知,C對。由
可知,D錯。
【高考考點】萬有引力定律在航天中的應用。
【易錯提醒】D選項,不能應用,憑借直觀感覺選上此選項。
【備考提示】 這幾年航天事業在我國的高速發展,這塊知識對考生的考查尤為重要,不管是全國那個省份,這是必考內容,所以,關注航天動向,有利于我們的備考。
19.直升機懸停在空中向地面投放裝有救災物資的箱子,如圖所示。設投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態。在箱子下落過程中,下列說法正確的是
A.箱內物體對箱子底部始終沒有壓力
B.箱子剛從飛機上投下時,箱內物體受到的支持力最大
C.箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大
D.若下落距離足夠長,箱內物體有可能不受底部支持力而“飄起來”
【答案】C
【解析】因為受到阻力,不是完全失重狀態,所以對支持面有壓力,A錯。由于箱子阻力和下落的速度成二次方關系,最終將勻速運動,受到的壓力等于重力,最終勻速運動,BD錯,C對。
【高考考點】超重和失重
【易錯提醒】審題不清,有的學生看成完全失重狀態。
【備考提示】超重和失重,是力和運動的連接點,在日常生活中應用到處可見,也是每年的高考重點,這也是我們備考的重點內容。
20.圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形,其中圖1所示電壓按正弦規律變化。下列說法正確的是
A.圖1表示交流電,圖2表示直流電
B.兩種電壓的有效值相等
C.圖1所示電壓的瞬時值表達式為u=311sin100 V
D.圖1所示電壓經匝數比為10:1的變壓器變壓后,頻率變為原來的
【答案】C
【解析】交流電的概念,大小和方向都隨時間變化,在t軸的上方為正,下方為負,A錯。有效值只對正弦交流電使用,最大值一樣,所以B錯。由圖可知,C對。變壓之后頻率不變,D錯。
【高考考點】交流電的概念和衡量交流電的常用物理量。
【易錯提醒】不明白交流電的有效值的算法,易選B。
【備考提示】 交流電現在在山東課標里屬于了解的內容,但要牽扯到電磁感應,雖然要求不高,便在生活中很常見,每個人的生活常識中應該必備的內容,所以高考一般要涉及,希望老師和同學們一定要注意。
21.如圖所示,在y軸上關于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q,在x軸上C點有點電荷-Q,且CO=OD, ∠ADO=60
.下列判斷正確的是
A.O點電場強度為零
B.O點電場強度為零
C.若將點電荷+q從O移向C,電勢能增大
D.若將點電荷-q從O移向C,電勢能增大
【答案】BD
【解析】電場是矢量,疊加遵循平行四邊行定則,由和幾何關系可以得出,A錯B對。在
之間,合場強的方向向左,把負電荷從O移動到C,電場力做負功,電勢能增加,C錯D對。
【高考考點】電場強度的疊加
【易錯提醒】混淆正電荷和負電荷在電場中的受力情況和電場力做功情況。
【備考提示】電場是每年高考的必考內容,考綱要求也很高。本題涉及到了矢量運算,在教學中強化矢量的運算也很重要。
22.兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好,導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R外其余電阻不計。現將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則
A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
B.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為a→b
C.金屬棒的速度為v時,所受的按培力大小為F=
D.電阻R上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少
【答案】C
【解析】在釋放的瞬間,速度為零,不受安培力的作用,只受到重力,A對。由右手定則可得,電流的方向從b到a,B錯。當速度為時,產生的電動勢為
,受到的安培力為
,計算可得
,C對。在運動的過程中,是彈簧的彈性勢能、重力勢能和內能的轉化,D錯。
【高考考點】電磁感應
【易錯提醒】不能理解瞬間釋放的含義,考慮受到安培力。
【備考提示】 電磁感應是電場和磁場知識的有機結合,所以難度相對也會大一些,現在高考要求不是很高,一般不出大型計算題,但在選擇題中,以最后一個題出現。
第Ⅱ卷(必做120分+選做32分,共152分)
【必做部分】
23.(12分)2007年諾貝爾物理學獎授予了兩位發現“巨磁電阻”效應的物理學家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現象稱為磁阻效應,利用這種效應可以測量磁感應強度。
若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻-磁感應強度特性曲線,其中RB、RO分別表示有、無磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應強度B,需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實驗。
(1)設計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路,在圖2的虛線框內畫出實驗電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場已給出,待測磁場磁感應強度大小約為0.6~1.0T,不考慮磁場對電路其它部分的影響)。要求誤差較小。
提供的器材如下:
A.磁敏電阻,無磁場時阻值
B.滑動變阻器R,全電阻約
C.電流表,量程2.5mA,內阻約
D.電壓表,量程3V,內阻約3k
E.直流電源E,電動勢3V,內阻不計
F.開關S,導線若干
(2)正確接線后,將磁敏電阻置入待測磁場中,測量數據如下表:
1
2
3
4
5
6
U(V)
0.00
0.45
0.91
1.50
1.79
2.71
I(mA)
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根據上表可求出磁敏電阻的測量值RB=
,結合圖1可知待測磁場的磁感應強度B=
T。
(3)試結合圖1簡要回答,磁感應強度B在0~0.2T和0.4~1.0T范圍內磁敏電阻阻值的變化規律有何不同?
(4)某同學查閱相關資料時看到了圖3所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻-磁感應強度特性曲線(關于縱軸對稱),由圖線可以得到什么結論?
【答案】
(1)如右圖所示
(2)1500 0.90
(3)在0~0.2T范圍內,磁敏電阻的阻值隨磁感應強度非線性變化(或不均勻變化);在0. 4~1.0T范圍內,磁敏電阻的阻值隨磁感應強度線性變化(或均勻變化)
(4)磁場反向,磁敏電阻的阻值不變。
24.(15分)某興趣小組設計了如圖所示的玩具軌道,其中“
(1)小物體從p點拋出后的水平射程。
(2)小物體經過數這“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。
解:(1)設小物體運動到p點時的速度大小為v,對小物體由a運動到p過程應用動能定理得
①
②
s=vt ③
聯立①②③式,代入數據解得
s=
(2)設在數字“0”的最高點時管道對小物體的作用力大小為F,取豎直向下為正方向
⑤
聯立①⑤式,代入數據解得
F=0.3N ⑥
方向豎直向下
25.(18分)兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性變化的電場和磁場,變化規律分別如圖1、圖2所示(規定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向)。在t=0時刻由負極板釋放一個初速度為零的帶負電的粒子(不計重力)。若電場強度E0、磁感應強度B0、粒子的比荷均已知,且
,兩板間距
。
(1)求粒子在0~t0時間內的位移大小與極板間距h的比值。
(2)求粒子在板板間做圓周運動的最大半徑(用h表示)。
(3)若板間電場強度E隨時間的變化仍如圖1所示,磁場的變化改為如圖3所示,試畫出粒子在板間運動的軌跡圖(不必寫計算過程)。
解法一:(1)設粒子在0~t0時間內運動的位移大小為s1
①
②
又已知
聯立①②式解得
③
(2)粒子在t0~2t0時間內只受洛倫茲力作用,且速度與磁場方向垂直,所以粒子做勻速圓周運動。設運動速度大小為v1,軌道半徑為R1,周期為T,則
④
⑤
聯立④⑤式得
⑥
又 ⑦
即粒子在t0~2t0時間內恰好完成一個周期的圓周運動。在2t0~3t0時間內,粒子做初速度為v1的勻加速直線運動,設位移大小為s2
⑧
解得 ⑨
由于s1+s2<h,所以粒子在3t0~4t0時間內繼續做勻速圓周運動,設速度大小為v2,半徑為R2
⑩
11
解得 12
由于s1+s2+R2<h,粒子恰好又完成一個周期的圓周運動。在4t0~5t0時間內,粒子運動到正極板(如圖1所示)。因此粒子運動的最大半徑。
(3)粒子在板間運動的軌跡如圖2所示。
解法二:由題意可知,電磁場的周期為2t0,前半周期粒子受電場作用做勻加速直線運動,加速度大小為
方向向上
后半周期粒子受磁場作用做勻速圓周運動,周期為T
粒子恰好完成一次勻速圓周運動。至第n個周期末,粒子位移大小為sn
又已知
由以上各式得
粒子速度大小為
粒子做圓周運動的半徑為
解得
顯然
(1)粒子在0~t0時間內的位移大小與極板間距h的比值
(2)粒子在極板間做圓周運動的最大半徑
(3)粒子在板間運動的軌跡圖見解法一中的圖2。
【選做部分】考生必須從中選擇2個物理題
38.(8分)【物理―物理3-3】
噴霧器內有
(1)當水面上方氣體溫度與外界溫度相等時,求氣體壓強,并從微觀上解釋氣體壓強變化的原因。
(2)打開噴霧閥門,噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹,此過程氣體是吸熱還是放熱?簡要說明理由。
解:(1)設氣體初態壓強為p1,體積為V1;末態壓強為p2,體積為V2,由玻意耳定律
p1V1= p1V1 ①
代入數據得 p2=2.5 atm ②
微觀察解釋:溫度不變,分子平均動能不變,單位體積內分子數增加,所以壓強增加。
(2)吸熱。氣體對外做功而內能不變,根據熱力學第一定律可知氣體吸熱。
37.(8分)【物理―物理3-4】
麥克斯韋在1865年發表的《電磁場的動力學理論》一文中揭示了電、磁現象與光的內在聯系及統一性,即光是電磁波。
(1)一單色光波在折射率為1.5的介質中傳播,某時刻電場橫波圖像如圖1所示,求該光波的頻率。
(2)圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖,一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上,a、b是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線B從玻璃磚中管次出射的光路圖,并標出出射光線與界面法線夾角的度數。
解:(1)設光在介質中的傳播速度為v,波長為λ,頻率為f,則
f=
①
②
聯立①②式得 ③
從波形圖上讀出波長m,代入數據解得
f=5×1014Hz
(2)光路如圖所示
38.(8分)【物理―物理3-5】
(1)在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發出的譜線屬于巴耳末線系。若一群氫原子自發躍過時發出的譜線中只有2條屬于巴耳末線系,則這群氫原子自發躍遷時最多可發生 條不同頻率的譜線。
(2)一個物體靜置于光滑水平面上,外面扣一質量為M的盒子,如圖1所示,F給盒子―初速度v0,此后,盒子運動的v-t圖象呈周期性變化,如圖2所示。請據此求盒內物體的質量。
解:(1)6
(2)設物體的質量為m,t0時刻受盒子碰撞獲得速度v,根據動量守恒定律
①
3t0時刻物體與盒子右壁碰撞使盒子速度又變為v0,說明碰撞是彈性碰撞
②
聯立①②解得 m=M ③
(也可通過圖象分析得出v0=v,結合動量守恒,得出正確結果)
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