2009年高考真题物理（山东卷）（解析版）_全国卷+地方卷_4.物理_1.物理高考真题试卷_2008-2020年_地方卷_山东高考物理08-21_山东高考物理_A3版

绝密★启用前 2009年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷) 理科综合-物理 第Ⅰ卷(必做，共88分) 答案：B 【试卷总评】 考点： v-t图象、牛顿第二定律 09山东理综物理卷知识上较以往特点是更全面覆盖，所以要在这样一次物理考试中拿到高分，知识上必须 解析：由图甲可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s做正方向匀加 全面了解，不能有任何遗漏，所以物理教学中的非重点内容也必须得到重视。不过对于这些知识点的题目，难 速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6s-8s做负方向匀 度上十分小，都是些最基础的知识，考生只要认真学习过，不粗心，应该不会失分。而往年作为重点的力学， 减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析B正确。 电学，磁学3大块知识点虽然在题目比重上和难度上有所下降，但是仍然是考试的难点与重点。 提示：在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度恒定，受力恒定。 注意事项： 速度——时间图象特点： 1．第I 卷共22小题，每小题4分，共88分。 ①因速度是矢量，故速度——时间图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的“正方向”，t轴下 方代表的是“负方向”，所以“速度——时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况，如果做曲线运动，则画不出 2．答小题选出答案时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后， 物体的“位移——时间”图象； 再选涂其他答案标号。 ②“速度——时间”图象没有时间t的“负轴”，因时间没有负值，画图要注意这一点； ③“速度——时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率 3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 的正负表示加速度的方向； 4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 ④“速度——时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移 18．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭 以下数据可供答题时参考： 相对原子质量：H l C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船 运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ） 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 A．飞船变轨前后的机械能相等 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 轨道2 16．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止 C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角 速度 轨道1 P点。设滑块所受支持力为F 。OF与水平方向的夹角为0。下列关系正确的是（ ） N D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿 圆轨道运动的加速 mg Q P A．F  B．F＝mgtan0 度 tan 答案：BC 地球 mg C．F  D．F =mgtan0 考点：机械能守恒定律，完全失重，万有引力定律 N tan N 解析：飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以 A不正确。飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力， 答案：A 航天员出舱前后都处于失重状态，B正确。飞船在此圆轨道上运动的周期90分钟小于同步卫星运动的周期24小 考点：受力分析，正交分解或三角形定则 2 mg 时，根据T  可知，飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度，C正确。飞船变轨前通 解析：对小滑块受力分析如图所示，根据三角形定则可得 F  ，  tan 过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以 mg F  ，所以A正确。 相等，D不正确。 N sin 提示：若物体除了重力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力)不做功，且其他力做功之和不为零， 提示：支持力的方向垂直于接触面，即指向圆心。正交分解 列式求解也可。 则机械能不守恒。 17．某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个 选项中正确的是（ ） 根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由 Mm v2 得 G m r2 r v t/s 图甲 图乙2 v GM ，由 G Mm m( 2 )2r 得 T 2 r3 ，由 G Mm m2r 得  GM ， G Mm ma 可求向 要的是要会分析输电线上的功率损失P    P 1    L  1 。 r r2 T GM r2 r3 r2 n r  U  S U2S 2 2 心加速度。 19．某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线 20．如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于的右侧。 圈匝数分别为n，n 。降压变压器原副线匝数分别为a 、n （变压器均为理想变压器）。要使额定电压为 220V 下列判断正确的是（ ） 2 3 4 的用电器正常工作，则（ ） A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同 B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同 n n A． 2  3 C．若将一试探电荷+q从P点移至O点， 电势能增大 n n 1 4 D．若将一试探电荷+q从P点移至O点， 电势能减小 n n B． 2  3 答案：AC n n 1 4 考点：电场线、电场强度、电势能 C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 解析：根据等量正负点电荷的电场分布可知，在x 轴上还有一点与 P 点 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 电场强度相同，即和P点关于O点对称，A正确。若将 一试探电荷+q从P点 移至O点，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大。一般规定无穷远电势为零，过0点的中垂线 答案：AD 电势也为零，所以试探电荷+q在P点时电势能为负值，移至O点时电势能为零，所以电势能增大，C正确。 考点：变压器工作原理、远距离输电 提示：熟悉掌握等量正负点电荷的电场分布。知道 ，即电场力做正功，电势能转化为其 W  E E AB PA PB n 220 n U 解析：根据变压器工作原理可知 1  , 3  3 ，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电 他形式的能，电势能减少；电场力做负功，其他形式的能转化为电势能，电势能增加，即W E。 n U n 220 2 2 4 21．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂 n n 压大于降压变压器的输入电压，有 U U ，所以 2  3 ，A正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等 直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁 场，直径 CD 始络 2 3 n n 1 4 与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为 止，下列结论正确 于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。 的是（ ） A．感应电流方向不变 U n 提示：理想变压器的两个基本公式是：⑴ 1  2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成 B．CD段直线始终不受安培力 U n 2 2 C．感应电动势最大值E＝Bav 正比。⑵ ，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只 1 P  P D．感应电动势平均值E  Bav 1 2 4 答案：ACD I n 有一个副线圈工作时，才有 。 U I U I , 1  2 考点：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则 1 1 2 2 I n 2 1 解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方 远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P=P ，P=P ，P/=P=P 。电压之间的关系是： 向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁 1 2 3 4 1 r 2 U n U n I n I n 场一半时，即这时等效长度最大为 a，这时感应电动势最大 E=Bav，C 正确。感应电动势平均值 1  1 , 3  3 ,U U U 。电流之间的关系是： 1  2 , 3  4 ,I  I  I 。输电线上的功率损 1 U n U n 2 r 3 I n I n 2 r 3 B a2 2 2 4 4 2 1 4 3   2 1 E    Bav，D正确。 t 2a 4 失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用 ，而不能用 U2 。特别重 P  I2r,U  I r P  r v r 2 r 2 r r  提示：感应电动势公式E  只能来计算平均值，利用感应电动势公式E  Blv计算时，l应是等效长度， t即垂直切割磁感线的长度。 d．记录悬挂重物后结点O的位置 ②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是 (2)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是 22．图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为 30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数 阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为 Lx）。某光敏电 为 3 。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为 m的 货物装入木箱， 阻Rp在不同照度下的阻值如下表： 6 照 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 （lx） 然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至 最短时，自动 电阻(k) 75 40 28 23 20 18 卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶 端，再重复上 ①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变 述过程。下列选项正确的是（ ） 化的特点。 A．m＝M ②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时， 控制开关自动 B．m＝2M 启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。 给 1、2 两端提 C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照 明系统，在虚 D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 线框内完成电路原理图。 （不考虑控制开关对所设计电路的影响） 答案：BC 提供的器材如下： 考点： 能量守恒定律，机械能守恒定律，牛顿第二定律，受力分析 光敏电源E(电动势3V，内阻不计)； 解析：受力分析可知，下滑时加速度为 ggcos ，上滑时加速度为 ggcos ，所以C正确。设下 定值电阻：R 1 =10k，R 2 =20k，R 3 =40k（限选 其中之一并在 图中标出） 滑的距离为l，根据能量守恒有 ，得m＝2M。也可以根据除了重 (mM)glcosMglcosmglsin 开关S及导线若干。 力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量，B正确。在木箱与 货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，所以D不正确。 提示：能量守恒定律的理解及应用。 第Ⅱ卷（必做120分+选做32分，共152分） 注意事项： 1．第Ⅱ卷共16道题。其中23-30题为必需部分，31-38题为选做部分。 2．第Ⅱ卷所有题目的答案，考生须用0.5毫米的黑色签字笔答在答题卡规定的区域内，在试卷上答题无效。 3．选做部分考生必须从中选择2道物理题、1道化学题和1道生物题作答。答题前，请考生务必将所选题号用 答案：（1）① 2B铅笔涂黑，答完题后、再次确认所选题号。 b cd ②更换不 【必做部分】 同的小重物 23．(12分)请完成以下两小题。 （1）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及 （2）①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。 刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子 特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。 ①为完成实验，下述操作中必需的是 。 ②电路原理图如图所示。 a．测量细绳的长度 解析：当，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求 b．测量橡皮筋的原长 当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20k，两端电压为2V，电源电动势为 c．测量悬挂重物后像皮筋的长度 3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10k，即选用R 。 1【考点】验证平行四边形定则实验、闭合电路欧姆定律 设在木板A上运动的时间为t，由运动学公式得 ⑩，联立①⑦⑨⑩式代入数据得 。 v v at t 0.4s 1 0 1 【考点】机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动学方程、受力分析 24．（15分）如图所示，某货场而将质量为 m=100 kg的货物 （ 可 1 视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现 利 用 固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑 下 ， 25．（18分）如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间 轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板 A 、 距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为 B，长度均为l=2m，质量均为m=100 kg，木板上表面与轨道末 端 相 2 m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的 切。货物与木板间的动摩擦因数为 ，木板与地面间的动摩擦 因 数 1 影响）。 =0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取 g=10 m/s2） 已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t 时，刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l 、B为已知量。 0 0 （1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。 （不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况） （1）求电压U的大小。 （2）若货物滑上木板4时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求应满足的条件。 1 1 （3）若 1 =0。5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。 （2）求 2 时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。 （3）何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。 解析： 1 （1）设货物滑到圆轨道末端是的速度为v ，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得，mgR mv2 ①， 0 2 1 0 设货物在轨道末端所受支持力的大小为 ,根据牛顿第二定律得， v2 ②， F F m g m 0 N N 1 1 R v 0 联立以上两式代入数据得 ③, F 3000N N 根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N，方向竖直向下。 （2）若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得 图乙 ④， m g (m 2m )g 1 1 2 1 2 图甲 若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得 解析： ⑤， m g (m m )g 1 1 2 1 2 （1）t 0时刻进入两极板的带电粒子在电场中 做匀变速曲 线运动， 时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负 方向偏移的 联立④⑤式代入数据得 ⑥。 t  0.6 0 1 1 U （3）  0.5 ，由⑥式可知，货物在木板A上滑动时，木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度大 距离为 l，则有E  0 ①，Eq ma② 1 2 l 1 1 小为 a 1 ，由牛顿第二定律得  1 m 1 g m 1 a 1 ⑦， 2 l  2 at 0 2 ③ 设货物滑到木板A末端是的速度为 v ，由运动学公式得 v2 v2 2al ⑧， 联立以上三式，解得两极板间偏转电压为 U  ml2 ④。 1 1 0 1 0 qt2 0 联立①⑦⑧式代入数据得 ⑨， v 4m/s 1 1 1 1 （2） t 时刻进入两极板的带电粒子，前 t 时间在电场中偏转，后 t 时间两极板没有电场，带电粒子做匀 2 0 2 0 2 0 速直线运动。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。 l 带电粒子沿x轴方向的分速度大小为v  ⑤ 0 t 0 (3) Q 大于 Q ；因为T A =T B ，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功， 1 1 2 带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为v y a  2 t 0 ⑥ BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知 Q 大于 Q 1 2 带电粒子离开电场时的速度大小为v v2 v2 ⑦ x y 【考点】压强的围观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有 v2 ⑧ Bvqm R 37．(8分)（物理——物理3-４） （1）图1为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的 5ml 联立③⑤⑥⑦⑧式解得R ⑨。 速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长) 2qBt 0 （2）一束单色光由左侧时 的清水的薄壁圆柱比，图2为过轴线的截面图，调 整入射角α，光线拾好 （3） 2t 时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿 y轴正方向的分速度为 4 0 在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为 ，α的值。 3 v' at ⑩， y 0 v 设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为  ，则tan 0 ， v' y   联立③⑤⑩式解得 ，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为 2 ，所求最短  4 2 时间为 1 ,带电粒子在磁场中运动的周期为 2m ，联立以上两式解得 m 。 图1 t  T T  t  min 4 Bq min 2Bq 【考点】带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的运动 图2 解析： （选做部分） （1）由简谐运动的表达式可知5rad/s，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形 2  图读出波长4m，T  ,由波速公式v ，联立以上两式代入数据可得v10m/s。t=0.3s时的波形图  T 36．(8分)[物理——物理3-3] 如图所示。 一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。 已知V =0.3m3，T =T =300K、T =400K。 sin A A B B 1 n （1）求气体在状态B时的体积。 （2）当光线在水面发生全放射时有sinC  ，当光线从左侧射入时，由折射定律有  ，联 n sin( C) （2）说明BC过程压强变化的微观原因 2 （3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体 放出热量为Q，比较Q、Q 的大小说明原因。 2 1 2 立这两式代入数据可得 7 。 sin 3 解析： 【考点】简谐运动、波、光的折射和全放射 V V （1）设气体在B状态时的体积为V B ，由盖--吕萨克定律得， A  B ,代入数据得 V 0.4m3 。 38．（8分）[物理——物理3-５] T T B A B(1)历史中在利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为 0.5MeV的质子1H轰击静止的X,生成两个动能均为 1 8.9MeV的4He.（1MeV=1.6×-13J） 2 ①上述核反应方程为___________。 v ②质量亏损为_______________kg。 0 （2）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块， A、B、C，质量 分别为m =m=2m,m =m，A、B用细绳连接，中间 有一压缩的弹簧 B c A (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v 运动，C 静止。 0 某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与 C 发生碰撞并粘 在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。 解析： E （1） 1H  7X  4He 4He或 1H  7Li 4He 4He，m 3.11029Kg . 1 3 2 2 1 3 2 2 C2 （2）设共同速度为 v，球 A 和 B 分开后，B 的速度为 ,由动量守恒定律有 , v (m m )v m vm v B A B 0 A B B 9 m v (m m )v,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为v  v 。 B B B C B 5 0 【考点】原子核、动量守恒定律