1、绝密启用前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。物理试卷分为第卷（选择题）和第卷两部分，第卷 1 至 3 页，第卷 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
2、（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 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
3、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】 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 vt 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A0.25m/s 向右B0.25m/s 向左C1m/s 向右D1m/s 向左【答案】B【解析】由题图得前 8s 内的位移 ，则平均速度1325(2)xmm=0.25
4、m/s，负号表示方向向左。B 正确。2/8xvmst4一列简谐横波沿 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AA=1m f=5HzBA=0.5m f=5HzCA=1m f=2.5HzDA=0.5m f=2.5Hz【答案】D【解析】由题图的振幅 A=0.5m，波长 =4m。经 0.6s，N 点开始振动得波速 ，所15/0/.6vms以频率 ，D 正确。102.54vfHz5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Ab 点的电场强度一定比 a 点大 B电场线方向一定从 b 指向 aCb 点的电势一定比 a
5、 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
6、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 ，所以 ，T 变小，r 变小，A 正确。又 ，22()MmGrrT234GM 2nMmGar，2nar 变小，a n 增大，B 错误。由 ， ，r 变小，v 增大，C 错误。由 ，22vr 22r，r 变小， 增大，D 错误3GM7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、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V 2 和理想交流电流表 A1、A 2，导线电阻不计，如图所示。当开关
7、S 闭合后AA 1 示数变大，A 1 与 A2 示数的比值不变BA 1 示数变大，A 1 与 A2 示数的比值变大CV 2 示数变小，V 1 与 V2 示数的比值变大DV 2 示数不变，V 1 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，V 2 示数不变，V 1 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，V 2 不变，由欧姆定律可得 A1 示数变大，由于理想变压器 P2=P1，V 1 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
8、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 ，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201mvhW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 从同种1arcsinC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
9、涉时， ，b 光波长dxL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 应大于 ，A 、B 两球初速度之比 为 Av ABv。
10、（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。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
11、，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 2k。实验室提供的器材有：电流表 A，量程 0.6A，内阻约 0.1；电压表 V2，量程 5V，内阻 5k；定值电阻 R1，阻值 30；定值电阻 R2，阻值 3k；滑动变阻器 R3，最大阻值 100，额定电流 1.5A；电源 E，电动势 6V，内阻约 0.5；开关 S 一个，导线若干。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 ；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
12、 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；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） 2gshs（2）B D B D(3) 电流表 A 不能准确测量出流过电压表 V1 的电流。测量电压表 V1 内阻 RV 的实验电路如图所示： =vR21UU1 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=gt 2/2，要使两球在空中相遇，所用时间比小于 t，所以。由 s=v
13、At/，h h/=gt/2/2，h/=v Bt/gt /2/2 得：2Agvs ABvsh（2）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。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）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。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
14、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 根据串联电路的特点： （式中 U1 表示 V1 的电压， U2 表示 V1 和 R2 串联的121VU总电压） ，所以 =v12R10 （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 。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 。小球与物块16h均视为质点，不计空气阻力，重力加速
15、度为 g，求物块在水平面上滑行的时间 t。【答案】 24gh【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： 21mghv得： 1v设碰撞后小珠反弹的速度大小为 v1/，同理有： /216v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/125mv得： 28ghv物块在水平面上所受摩擦力的大小为： F=5mg设物块在水平面上滑行的时间为 t，根据动量定理有： 205Ftmv得： 24ght11 （18 分）如图所示，质量 ，电阻 ，长度 的导体棒 横放在 U 型金属10.km10.3
16、R0.4lab框架上。框架质量 ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 ，相距 0.4m 的2.g .2、 相互平行，电阻不计且足够长。电阻 的 垂直于 。整个装置处于竖直向MN 2.MN上的匀强磁场中，磁感应强度 。垂直于 施加 的水平恒力， 从静止开始无摩擦地0.5TBabFab运动，始终与 、 保持良好接触。当 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 速度 v 的大小；ab（2）从 开始运动到框架开始运动的过程中， 上产生的热abN量 ，求该过程 位移 x 的大小。0.JQ【答案】 （1）6m/s （2）1
17、.1m【解析】(1)ab 对框架的压力 1Fmg框架受水平面的支持力 2N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2Fab 中的感应电动势 E= BlvMN 中电流 12EIRMN 受到的安培力 lF安框架开始运动时 2安由上述各式代入数据解得 v=6m/s (2) 闭合回路中产生的总热量： 12R+Q总由能量守恒定律，得： 21Fxmv总代入数据解得 x=1.1m 12 （20 分）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为 L，板右端到屏的距离为 D，且 D 远大于 L， 为垂直于屏O的中心轴线，不
18、计离子重力和离子在板间偏离 的距离。以屏中心 O 为原点建立 直角坐标系，其O xy中 x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。（1）设一个质量为 、电荷量为 的正离子以 速度 沿 的方向从 点射入，板间不加电场和磁0m0q0v场时，离子打在屏上 O 点。若在两极板间加一沿 方向场强为 E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离yO 点的距离 ；0y（2）假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验 结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿 方y向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从 O点沿 方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取 y 坐标相同的两个光点，对应的
19、 x 坐标分别为 3.24mm 和 3.00mm，其中 x 坐标大的光点是碳12 离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相等，但入射速度都很大，且在板间运动时 方向的分速度总是远大于 x 方向和y 方向的分速度。【答案】 （1） （2）140qELDmv【解析】 （1）离子在电场中受到的电场力 0yFqE离子获得的加速度 0yam离子在板间运动的时间 0Ltv到达极板右边缘时，离子在+y 方向的分速度 yat离子从板右端到达屏上所需时间 0Dtv离子射到屏上时偏离 O 点的距离 0yvt由上述各式，得 020qELDym（2）设离子电荷量为 q，质量为 m，入射时速
20、度为 v，磁场的磁感应强度为 B，磁场对离子的洛伦兹力xFB已知离子的入射速度都很大，因而粒子在磁场中运动时闻甚短。所经过的圆弧与圆周相比甚小，且在板中运动时，分逮度总是远大于在方向和方向的分速度，洛伦兹力变化甚微，顾可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度xqvam是离子在 方向的加速度，离子在 方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，到达极板xa右端时，离子在 方向的分速度()xqvBLtm离子飞出极板到达屏时，在 方向上偏离 点的距离xO()xDtv当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在 方向上偏离 点的距离为 ，考虑到式，得yOy2qELymv由、两式得2kx其中 qBLDE上式表明， 是与离子进入板间初速度无关的定值，对两种离子均相同，由题设条件知， 坐标k x3.24mm 的光点对应的是碳 12 离子，其质量为 ， 坐标 3.00mm 的光点对应的是未知离子，设其12mux质量为 ，由式代入数据可得2m 14u故该未知离子的质量数为 14。
