2010年北京市高考物理试卷（含解析版）下载

第 1 页 共 22 页 2010 年北京市高考物理试卷 一、选择题（共 8 小题，每小题 6 分，满分 48 分） 1．（6 分）属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中（　　） A．真空中光速不变 C．物体的质量不变 B．时间间隔具有相对性 D．物体的能量与质量成正比 2．（6 分）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是（　　） A．在相同介质中，绿光的折射率最大 B．红光的频率最高 C．在相同介质中，蓝光的波长最短 D．黄光光子的能量最小 3．（6 分）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒 钟辐射出的能量约为 4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的 质量最接近（　　） A．1036kg B．1018kg C．1013kg D．109kg 4．（6 分）一物体静置在平均密度为 ρ 的球形天体表面的赤道上．已知万有引 力常量 G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周 期为（　　） A． B． C． D． 5．（6 分）一列横波沿 x 轴正向传播，a，b，c，d 为介质中的沿波传播方向上 四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过 周期开始 计时，则图乙描述的是（　　） A．a 处质点的振动图象 C．c 处质点的振动图象 B．b 处质点的振动图象 D．d 处质点的振动图象 6．（6 分）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）．设两 第 1 页（共 22 页） 第 2 页 共 22 页 极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为 θ．实验中，极板 所带电荷量不变，若（　　） A．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变大 C．保持 d 不变，减小 S，则 θ 变小 B．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变小 D．保持 d 不变，减小 S，则 θ 不变 7．（6 分）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡 L1 和 L2，分别串联一个带 铁芯的电感线圈 L 和一个滑动变阻器 R．闭合开关 S 后，调整 R，使 L1 和 L2 发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为 I．然后，断开 S．若 t′时刻 再闭合 S，则在 t′前后的一小段时间内，正确反映流过 L1 的电流 L1、流过 L2 的电流 l2 随时间 t 变化的图象是（　　） A． C． B． D． 8．（6 分）如图，若 x 轴表示时间，y 轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀 速直线运动时，位置与时间的关系．若令 x 轴和 y 轴分别表示其它的物理量， 则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中 正确的是（　　） 第 2 页（共 22 页） 第 3 页 共 22 页 A．若 x 轴表示时间，y 轴表示动能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力 作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 B．若 x 轴表示频率，y 轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子 最大初动能与入射光频率之间的关系 C．若 x 轴表示时间，y 轴表示动量，则该图象可以反映某物在沿运动方向的 恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系 D．若 x 轴表示时间，y 轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中 的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间 的关系 　二、解答题（共 4 小题，满分 72 分） 9．（18 分）（1）甲同学要把一个量程为 200μA 的直流电流计 G，改装成量程 范围是 0～4V 的直流电压表． ①她按图 1 所示电路、用半偏法测定电流计 G 的内电阻 rg，其中电阻 R0 约为 1kΩ ．为使 rg 的测量值尽量准确，在以下器材中，电源 E 应选用　 　，电阻器 R1 应选用　，电阻器R2 应选用　（选填器材前的字母）． A．电源（电动势 1.5V）B．电源（电动势 6V） C．电阻箱（0～999.9Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω） E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1kΩ） F．电位器（0～51kΩ） ②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将 R2 的阻值调至最大．后 续的实验操作步骤依次是：　，　，　，　，最后记 录 R1 的阻值并整理好器材．（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母 ）A．闭合 S1 B．闭合 S2 C．调节 R2 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 第 3 页（共 22 页） 第 4 页 共 22 页 D．调节 R2 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 E．调节 R1 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 F．调节 R1 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ③如果所得的 R1 的阻值为 300.0Ω，则图 1 中被测电流计 G 的内阻 rg 的测量值为　 　Ω，该测量值　 ④给电流计 G　 　实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）． 　联（选填“串”或“并”）一个阻值为　kΩ 的电阻，就 可以将该电流计 G 改装为量程 4V 的电压表． （2）乙同学要将另一个电流计 G 改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压 表 V0、一个电池组 E、一个滑动变阻器 R′和几个待用的阻值准确的定值电阻． ①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表 G 直接与一个定值电阻 R 相连 接，组成一个电压表；然后用标准电压表 V0 校准．请你画完图 2 方框中的校 准电路图． ②实验中，当定值电阻 R 选用 17.0kΩ 时，调整滑动变阻器 R′的阻值，电压表 V0 的示数是 4.0V 时，表 G 的指针恰好指到满量程的五分之二；当 R 选用 7.0kΩ 时，调整 R′的阻值，电压表 V0 的示数是 2.0V，表 G 的指针又指到满量程的 五分之二．由此可以判定，表 G 的内阻 rg 是　 　kΩ，满偏电流 Ig 是　 　mA ．若要将表 G 改装为量程是 15V 的电压表，应配备一个　 　kΩ 的电阻． 图 1 图 2 10．（16 分）如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从 O 点水平飞出，经 过 3.0s 落到斜坡上的 A 点．已知 O 点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角 θ=37°，运动员的质量 m=50kg．不计空气阻力．（取 sin37°=0.60，cos37°=0.80 ；g 取 10m/s2）求： （1）A 点与 O 点的距离 L； 第 4 页（共 22 页） 第 5 页 共 22 页 （2）运动员离开 O 点时的速度大小； （3）运动员落到 A 点时的动能． 11．（18 分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自 动控制等领域． 如图 1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场 B 中，在薄片的两个侧面 a、b 间 通以电流 I 时，另外两侧 c、f 间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．其原 因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是 c、f 间建 立起电场 EH，同时产生霍尔电势差 UH．当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处 相等时，EH 和 UH 达到稳定值，UH 的大小与 I 和 B 以及霍尔元件厚度 d 之间 满足关系式 UH=RH ，其中比例系数 RH 称为霍尔系数，仅与材料性质有关． （1）设半导体薄片的宽度（c、f 间距）为 l，请写出 UH 和 EH 的关系式；若半 导体材料是电子导电的，请判断图 1 中 c、f 哪端的电势高； （2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为 n，电子的电荷量为 e，请导 出霍尔系数 RH 的表达式．（通过横截面积 S 的电流 I=nevS，其中 v 是导电电 第 5 页（共 22 页） 第 6 页 共 22 页 子定向移动的平均速率）； （3）图 2 是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等 距离地嵌装着 m 个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘 的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图 3 所示． a．若在时间 t 内，霍尔元件输出的脉冲数目为 P，请导出圆盘转速 N 的表达式． b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程．除此之外，请你展开“智慧的翅膀 ”，提出另一个实例或设想． 12．（20 分）雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并 结合为一体，其质量逐渐增大．现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰 撞．已知雨滴的初始质量为 m0，初速度为 v0，下降距离 l 后与静止的小水珠 碰撞且合并，质量变为 m1．此后每经过同样的距离 l 后，雨滴均与静止的小 水珠碰撞且合并，质量依次变为 m2、m3…mn…（设各质量为已知量）．不计 空气阻力． （1）若不计重力，求第 n 次碰撞后雨滴的速度 vn； （2）若考虑重力的影响，a．求第 1 次碰撞前、后雨滴的速度 v1 和 v1′；b．求第 n 次碰撞后雨滴的动能 ．　第 6 页（共 22 页） 第 7 页 共 22 页 2010 年北京市高考物理试卷 参考答案与试题解析 　一、选择题（共 8 小题，每小题 6 分，满分 48 分） 1．（6 分）属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中（　　） A．真空中光速不变 C．物体的质量不变 B．时间间隔具有相对性 D．物体的能量与质量成正比 【考点】K1：狭义相对论．菁优网版权所有 【分析】本题属识记内容，记下狭义相对论的内容即可正确作答． 【解答】解：爱因斯坦对狭义相对论的最基本假设是：在不同的惯性参考系中， 真空中光速都是不变的，都为 c=3×108m/s； 故选：A。 【点评】相对论的基础是光速不变，从而得出其它情况下时间和空间的变化，属 记忆内容． 　2．（6 分）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是（　　） A．在相同介质中，绿光的折射率最大 B．红光的频率最高 C．在相同介质中，蓝光的波长最短 D．黄光光子的能量最小 【考点】H3：光的折射定律；H8：颜色及光的色散．菁优网版权所有 【分析】由实验可得：蓝光、绿光、黄光与红光的折射率不同，则在介质中传播 速度也不同．在空气中由于它们的波长不同，则它们的频率不同，同时它们 的能量也不同． 【解答】解：A、在光的色散现象中，蓝光偏折最大，所以它的折射率最大，故 A 不正确； 第 7 页（共 22 页） 第 8 页 共 22 页 B、在空气中由于红光的速度最大，则红光的频率最低，则在红光的折射率最小 ，故 B 不正确； C、在光的单缝衍射现象中，可发现红光的衍射条纹最宽，蓝光的条纹最小，所 以红光的波长最长，蓝光的波长最短。故 C 正确； D、由于红光的波长最长，则红光的频率最低，所以红光的光子能量最小。故 D 不正确； 故选：C。 【点评】通过实验结论去理论分析，然后得出规律再去运用解题． 　3．（6 分）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒 钟辐射出的能量约为 4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的 质量最接近（　　） A．1036kg B．1018kg C．1013kg D．109kg 【考点】JI：爱因斯坦质能方程．菁优网版权所有 【专题】11：计算题． 【分析】应用质能方程△E=△mc2 求解太阳每秒钟减少的质量． 【解答】解：根据△E=△mc2 得： △m= ==4.4×109kg， 故选：D。 【点评】知道△E=△mc2 中△m 是亏损质量，△E 是释放的核能． 　4．（6 分）一物体静置在平均密度为 ρ 的球形天体表面的赤道上．已知万有引 力常量 G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周 期为（　　） A． B． C． D． 第 8 页（共 22 页） 第 9 页 共 22 页 【考点】4F：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有 【分析】物体对天体压力为零，根据万有引力等于向心力可以求出周期，同时根 据质量和密度关系公式即可求解周期与密度关系式． 【解答】解：万有引力等于向心力 G解得 M= 又由于 M=ρV=ρ（ ）因而 =ρ（ ）解得 T= 故选：D。 【点评】本题关键是抓住万有引力等于向心力列式求解，同时本题结果是一个有 用的结论！ 　5．（6 分）一列横波沿 x 轴正向传播，a，b，c，d 为介质中的沿波传播方向上 四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过 周期开始 计时，则图乙描述的是（　　） A．a 处质点的振动图象 C．c 处质点的振动图象 B．b 处质点的振动图象 D．d 处质点的振动图象 第 9 页（共 22 页） 第 10 页 共 22 页 【考点】73：简谐运动的振动图象；F4：横波的图象．菁优网版权所有 【分析】先由波的传播方向判断各质点的振动方向，并分析经过 周期后各点的 振动方向．与振动图象计时起点的情况进行对比，选择相符的图象． 【解答】解：A、此时 a 的振动方向向上，过 周期后，在波谷，与振动图象计 时起点的情况不符。故 A 错误。 B、此时 b 在波谷，过 周期后，经平衡位置向下，与振动图象计时起点的 情况相符。故 B 正确。 C、此时 c 经平衡位置向下，过 周期后，到达波峰，与振动图象计时起点 的情况不符。故 C 错误。 D、此时 d 在波峰，过 周期后，经平衡位置向上，与振动图象计时起点的 情况不符。故 D 错误。 故选：B。 【点评】本题属于波的图象问题，先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关 系，再分析波动形成的过程 　6．（6 分）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）．设两 极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为 θ．实验中，极板 所带电荷量不变，若（　　） A．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变大 C．保持 d 不变，减小 S，则 θ 变小 B．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变小 D．保持 d 不变，减小 S，则 θ 不变 【考点】AS：电容器的动态分析．菁优网版权所有 【分析】静电计指针偏角 θ 表示电容器两端电压的大小，根据电容的定义式 C= 第 10 页（共 22 页） 第 11 页 共 22 页 ，判断电容的变化，再根据 C= ，判断电压的变化，从而得知静电 计指针偏角的变化． 【解答】解：根据电容的定义式 C= ，保持 S 不变，增大 d，电容 C 减 小，再根据 U= ，知 U 增大，所以 θ 变大。故 A 正确，B 错误。 保持 d 不变，减小 S，电容减小，再根据 C= ，知 U 增大，所以 θ 变大。 故 CD 错误。 故选：A。 【点评】解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量．若电容器与电源断开，电 量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变． 　7．（6 分）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡 L1 和 L2，分别串联一个带 铁芯的电感线圈 L 和一个滑动变阻器 R．闭合开关 S 后，调整 R，使 L1 和 L2 发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为 I．然后，断开 S．若 t′时刻 再闭合 S，则在 t′前后的一小段时间内，正确反映流过 L1 的电流 L1、流过 L2 的电流 l2 随时间 t 变化的图象是（　　） A． B． D． C． 【考点】DE：自感现象和自感系数．菁优网版权所有 第 11 页（共 22 页） 第 12 页 共 22 页 【专题】16：压轴题． 【分析】当电流变化时，电感线圈对电流有阻碍作用，电流增大，线圈阻碍其增 大，电流减小，阻碍其减小． 【解答】解： A、B、由于小灯泡 L1 与电感线圈串联，断开 S 后再闭合，流过 L1 的电流从无 到有（即增大），电感线圈对电流有阻碍作用，所以流过灯泡 L1 的电流从 0 开始逐渐增大，最终达到 I．故 A 错误，B 正确。 C、D、由于小灯泡 L2 与滑动变阻器串联，断开 S 后再闭合，立即有电流通过 L2 ，当 I1 电流逐渐增大时，流过 L2 的电流逐渐减小，最终减到 I．故 C、D 错 误。 故选：B。 【点评】解决本题的关键掌握电感线圈对电流有阻碍作用，电流增大，线圈阻碍 其增大，电流减小，阻碍其减小． 　8．（6 分）如图，若 x 轴表示时间，y 轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀 速直线运动时，位置与时间的关系．若令 x 轴和 y 轴分别表示其它的物理量， 则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中 正确的是（　　） A．若 x 轴表示时间，y 轴表示动能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力 作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 B．若 x 轴表示频率，y 轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子 最大初动能与入射光频率之间的关系 C．若 x 轴表示时间，y 轴表示动量，则该图象可以反映某物在沿运动方向的 恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系 D．若 x 轴表示时间，y 轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中 的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间 的关系 第 12 页（共 22 页） 第 13 页 共 22 页 【考点】51：动量 冲量；52：动量定理．菁优网版权所有 【专题】16：压轴题． 【分析】根据每个选项中的描述，由相应的物理知识表示出物理量之间的关系， 在根据图象判断物理量之间的关系是否和图象象符合即可作出判断． 【解答】解：A、动能为 EK= mv2，当物体受恒定合外力作用时，由牛顿第二定 律可知物体的加速度也是恒定的，所以 EK= mV2= ma2t2，所以动能与时间 的平方成正比，与时间是抛物线的关系，不是直线，所以 A 错误。 B、由爱因斯坦的光电效应方程 Ekm=hν﹣W 知，当 y 轴表示动能，x 轴表示入射 光频率时，与纵轴交点应在 y 轴下方，所以 B 错； C、由动量定理得 p=p0+Ft，即动量 p 与时间 t 满足一次函数关系，所以选项 C 正 确； D、由法拉第电磁感应定律得 E= •S，感应电动势保持不变，所以选项 D 错误 。故选：C。 【点评】本题考查了学生对图象的理解能力、分析综合能力，对学生的要求较高 ．　二、解答题（共 4 小题，满分 72 分） 9．（18 分）（1）甲同学要把一个量程为 200μA 的直流电流计 G，改装成量程 范围是 0～4V 的直流电压表． ①她按图 1 所示电路、用半偏法测定电流计 G 的内电阻 rg，其中电阻 R0 约为 1kΩ ．为使 rg 的测量值尽量准确，在以下器材中，电源 E 应选用　B　，电阻器 R1 应选用　C　，电阻器 R2 应选用　F　（选填器材前的字母）． A．电源（电动势 1.5V）B．电源（电动势 6V） C．电阻箱（0～999.9Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω） E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1kΩ） F．电位器（0～51kΩ） 第 13 页（共 22 页） 第 14 页 共 22 页 ②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将 R2 的阻值调至最大．后 续的实验操作步骤依次是：　B　，　C　，　A　，　E　，最后记录 R1 的 阻值并整理好器材．（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母） A．闭合 S1 B．闭合 S2 C．调节 R2 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 D．调节 R2 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 E．调节 R1 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 F．调节 R1 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ③如果所得的 R1 的阻值为 300.0Ω，则图 1 中被测电流计 G 的内阻 rg 的测量值为　 300　Ω，该测量值　略小于　实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）． ④给电流计 G　串　联（选填“串”或“并”）一个阻值为　19.7　kΩ 的电阻，就可 以将该电流计 G 改装为量程 4V 的电压表． （2）乙同学要将另一个电流计 G 改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压 表 V0、一个电池组 E、一个滑动变阻器 R′和几个待用的阻值准确的定值电阻． ①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表 G 直接与一个定值电阻 R 相连 接，组成一个电压表；然后用标准电压表 V0 校准．请你画完图 2 方框中的校 准电路图． ②实验中，当定值电阻 R 选用 17.0kΩ 时，调整滑动变阻器 R′的阻值，电压表 V0 的示数是 4.0V 时，表 G 的指针恰好指到满量程的五分之二；当 R 选用 7.0kΩ 时，调整 R′的阻值，电压表 V0 的示数是 2.0V，表 G 的指针又指到满量程的 五分之二．由此可以判定，表 G 的内阻 rg 是　3.0　kΩ，满偏电流 Ig 是　0.50　 mA．若要将表 G 改装为量程是 15V 的电压表，应配备一个　27.0　kΩ 的电 阻． 第 14 页（共 22 页） 第 15 页 共 22 页 【考点】NA：把电流表改装成电压表．菁优网版权所有 【分析】（1）①对于仪器的选择，要根据实验原理，结合题目中数据并根据实 验原理通过计算来确定． ②该题考查半偏法测电阻的实验步骤．需牢记．也可依据实验原理推出实验步骤 ．③由半偏法测电阻实验原理知，当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流 几乎未变，电阻箱与电流计中的电流相等，电阻必然相等．故半偏时 R1 的阻 值等于 rg． 实际上电阻箱 R1 并入后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏 时，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流 计的电阻．所以，该测量值“略小于”表头内阻实际值． ④改装为电压表需串联一个电阻，串联电阻（分压电阻）阻值 R 可由 IgRg+IgR=U 来计算，其中 U 为改装后电压表的满篇电压（量程），该题中 U=4V． （2）①校对改装成的电压表，应使电压表与标准电压表并联，而且两端的电压 应从零开始变化，观察两表示数的差值，确定对改装时串接给电流计的分压 电阻增大些还是减小些．所以滑动变阻器应采用分压式接法． ② 由 于V0 和 改 装 后 的 电 压 表 并 联 ， 由 题 意 知 当 选 用R=17.0KΩ 时 ， U=IgRg+IgR=4V， 当选用 R=7.0KΩ 时，U=IgRg+IgR=2V，将两次的数值带入 U=IgRg+IgR，组成二元 一次方程组，即可求解． 【解答】解：（1）①使用半偏法要求滑动变阻器的阻值范围越大越好，同时要 满足 200 微安的电流，所以电源选择 6V，故选 B； 第 15 页（共 22 页） 第 16 页 共 22 页 由实验原理知 R1 应能读出具体数值，故选 C； 闭合 S2，电路中电流 I 不能大于 200μA，由 知，代入数据得 ：R2≈30KΩ，故选 F； 故答案为：B；C；F ②半偏法测电阻实验步骤：第一步，按原理图连好电路；第二步，闭合电键 S2， 调节滑动变阻器 R2，使表头指针满偏；第三步，闭合电键 S1，改变电阻箱 R1 的阻值，当表头指针半偏时记下电阻箱读数，此时电阻箱的阻值等于表头内 阻 rg． 故应选 B；C；A；E 故答案为：B；C；A；E ③当调节电阻箱，使电流表半偏时，由于干路电流几乎未变，电阻箱与电流计中 的电流相等，电阻必然相等．如果所得的 R1 的阻值为 300.0Ω，则图中被测电 流计 G 的内阻 rg 的测量值为 300.0Ω． 实际上电阻箱并入后的，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计半偏时 ，流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，电阻箱接入的电阻小于电流计 的电阻．所以，该测量值“略小于”实际值． 故答案为：300；略小于 ④将电流计改装成电压表，应串连接入一分压电阻 R，由欧姆定律及串联电路分 压规律有：U=IgRg+IgR 其中 U 为改装后电压表的满偏电压，则 代入 数据解得：R=19.7kΩ． 故答案为：串；19.7 （2）①校对改装成的电压表，应使电压表与标准电压表并联，两端的电压从零 开始变化，观察两表示数的差值，确定对改装时串接给电流计的分压电阻增 大些还是减小些．所以滑动变阻器应采用分压式接法，校对电路如图 3 所示． 第 16 页（共 22 页） 第 17 页 共 22 页 　　对电压表，由欧姆定律有： ，带入两次的 R、标准电压表示 数 U 解得： rg=3.0KΩ，Ig=0.50mA． 　　若要改装成量程为 15V 的电压表，由欧姆定律及串联电路分压规律有： U=IgRg+IgR，代入数据解得，应串联的分压电阻为：R=27kΩ． 故答案为：3.0；0.50；27 【点评】该题难度较大，需掌握半偏法测电阻的方法，电表改装原理及误差分析 等内容才能解答次题． 　10．（16 分）如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从 O 点水平飞出，经 过 3.0s 落到斜坡上的 A 点．已知 O 点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角 θ=37°，运动员的质量 m=50kg．不计空气阻力．（取 sin37°=0.60，cos37°=0.80 ；g 取 10m/s2）求： （1）A 点与 O 点的距离 L； （2）运动员离开 O 点时的速度大小； （3）运动员落到 A 点时的动能． 【考点】43：平抛运动；6C：机械能守恒定律．菁优网版权所有 【分析】（1）从 O 点水平飞出后，人做平抛运动，根据水平方向上的匀速直线 第 17 页（共 22 页） 第 18 页 共 22 页 运动，竖直方向上的自由落体运动可以求得 A 点与 O 点的距离 L； （2）运动员离开 O 点时的速度就是平抛初速度的大小，根据水平方向上匀速直 线运动可以求得； （3）整个过程中机械能守恒，根据机械能守恒可以求得落到 A 点时的动能． 【解答】解：（1）运动员在竖直方向做自由落体运动， Lsin37°= gt2 所以 A 点与 O 点的距离为： L= =75m． （2）设运动员离开 O 点的速度为 v0，运动员在水平方向做匀速直线运动， 　　即 Lcos37°=v0t 　　解得 v0= =20m/s （3）由机械能守恒，取 A 点为重力势能零点，运动员落到 A 点的动能为 2　　EKA=mgh+ mV0 =32500J 答：（1）A 点与 O 点的距离 L 是 75m； （2）运动员离开 O 点时的速度大小是 20m/s； （3）运动员落到 A 点时的动能 32500J． 【点评】人离开 O 点后做平抛运动，同时整个过程中机械能守恒，这两部分内 容也是整个高中的重点，一定要掌握住平抛运动的规律和机械能守恒的条件． 　11．（18 分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自 动控制等领域． 如图 1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场 B 中，在薄片的两个侧面 a、b 间 通以电流 I 时，另外两侧 c、f 间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．其原 第 18 页（共 22 页） 第 19 页 共 22 页 因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是 c、f 间建 立起电场 EH，同时产生霍尔电势差 UH．当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处 相等时，EH 和 UH 达到稳定值，UH 的大小与 I 和 B 以及霍尔元件厚度 d 之间 满足关系式 UH=RH ，其中比例系数 RH 称为霍尔系数，仅与材料性质有关． （1）设半导体薄片的宽度（c、f 间距）为 l，请写出 UH 和 EH 的关系式；若半 导体材料是电子导电的，请判断图 1 中 c、f 哪端的电势高； （2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为 n，电子的电荷量为 e，请导 出霍尔系数 RH 的表达式．（通过横截面积 S 的电流 I=nevS，其中 v 是导电电 子定向移动的平均速率）； （3）图 2 是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等 距离地嵌装着 m 个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘 的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图 3 所示． a．若在时间 t 内，霍尔元件输出的脉冲数目为 P，请导出圆盘转速 N 的表达式． b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程．除此之外，请你展开“智慧的翅膀 ”，提出另一个实例或设想． 【考点】CO：霍尔效应及其应用．菁优网版权所有 【专题】11：计算题；16：压轴题；21：信息给予题；5：高考物理专题． 【分析】（1）、由左手定则可判断出电子的运动方向，从而判断 f 和 c 两侧的 电荷聚集情况，聚集正电荷的一侧电势高． （2）、根据题中所给的霍尔电势差和霍尔系数的关系，结合电场力与洛伦兹力 的平衡，可求出霍尔系数的表达式． （3）、由转速时间以及圆盘的周边永久磁体的个数，可表示出霍尔元件输出的 脉冲数目，从而表示出圆盘转速． 【解答】解： （1）、由场强与电势差关系知 UH=EHl．导体或半导体中的电子定向移动形成电 流，电流方向向右，实际是电子向左运动．由左手定则判断，电子会偏向 f 端面，使其电势低，同时相对的 c 端电势高． 第 19 页（共 22 页） 第 20 页 共 22 页 （2）、由题意得： …① …② 解得： 当电场力与洛伦兹力平衡时，有 eEh=evB 得：EH=vB…③ 又有电流的微观表达式：I=nevS…④ 将③、④带入②得： （3）、a．由于在时间 t 内，霍尔元件输出的脉冲数目为 P，则有： P=mNt 圆盘转速为 N= b．提出的实例或设想合理即可（电动自行车上的电动助力）． 答：（1）、c 端电势高． （2）、霍尔系数的表达式为 （3）、圆盘转速的表达式为 【点评】2010 年的北京卷 ．．所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向 电位差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题 所需的知识都是考生应该掌握的．对于开放性物理试题，要有较强的阅读能 力和获取信息能力． 本题能力考查层次是推理能力+应用能力（将较复杂的问题分解为几个较简单的 问题，并找出它们之间的联系．）+应用能力（对问题进行合理的简化，找出 物理量之间的关系，利用恰当的数学表达方式进行分析、求解，得出物理结 论）． 本题延续了近年来此类联系实际试题的特点，要求考生在对试题进行理论研究的 同时，通过开放式的设问，让学生尝试着应用与题目相关的知识内容解决实 际问题，或提出自己的设想，或对计算的结果进行评价．应该说这样的设问 的设计，既能充分体现课改的基本理念，又能对中学物理教学起到良好的导 第 20 页（共 22 页） 第 21 页 共 22 页 向作用，同时试题也具体很好的区分度． 　12．（20 分）雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并 结合为一体，其质量逐渐增大．现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰 撞．已知雨滴的初始质量为 m0，初速度为 v0，下降距离 l 后与静止的小水珠 碰撞且合并，质量变为 m1．此后每经过同样的距离 l 后，雨滴均与静止的小 水珠碰撞且合并，质量依次变为 m2、m3…mn…（设各质量为已知量）．不计 空气阻力． （1）若不计重力，求第 n 次碰撞后雨滴的速度 vn； （2）若考虑重力的影响，a．求第 1 次碰撞前、后雨滴的速度 v1 和 v1′；b．求第 n 次碰撞后雨滴的动能 ．【考点】1F：匀变速直线运动的速度与位移的关系；53：动量守恒定律．菁优网版权所有 【专题】11：计算题；16：压轴题． 【分析】（1）雨滴的初始质量为 m0，初速度为 v0，下降距离 L 后与静止的小水 珠碰撞且合并，质量变为 m1，此过程如果不计重力的影响则动量守恒，列出 动量守恒的方程可求 n 次碰撞后雨滴的速度． （2）a、考虑重力的影响，雨滴下落过程中做加速度为 g 的匀加速运动，但是碰 撞瞬间动量仍然守恒，则碰撞前在位移为 L 的过程中匀加速直线运动，碰撞 后的速度由碰撞瞬间动量守恒求得； b、由前两次过程计算碰后的速度，归纳总结出通项式，表示出 n 次碰撞后速度， 动能可求． 【解答】解：（1）不计重力，全过程动量守恒， m0v0=mnvn 得： （2）考虑重力的影响，雨滴下落过程中做加速度为 g 的匀加速运动，碰撞瞬间 动量守恒， a、第一次碰撞前 ，第 21 页（共 22 页） 第 22 页 共 22 页 第一次碰撞后 m0v1=m1Vn′ …① b、第 2 次碰撞前 利用①式化简得： …② 第 2 次碰撞后，利用②式得： 同理第三次碰撞后： 以此类推… 第 n 次碰撞后： =+2gL 动能为： =（+2gL ）答：（1）第 n 次碰撞后雨滴的速度 （2）a、第 1 次碰撞前、后雨滴的速度分别为 、b、第 n 次碰撞后雨滴的动能为 （+2gL ）【点评】物理计算题中涉及 n 次过程重复出现的题目，往往需要不完全归纳的方 法得出通项式，本题中雨滴的 n 次碰撞后的速度就是典型的例子．这是一道 比较困难的好题． 第 22 页（共 22 页）