2009年高考物理試卷（北京）（解析卷）

第頁|共頁2009年北京市高考物理試卷一、選擇題．本題包括8小題．每題6分，共48分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1．（6分）做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖。圖中記錄的是（）A．分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度﹣﹣時(shí)間圖線 D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 2．（6分）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是（）A．α粒子散射現(xiàn)象 B．天然放射現(xiàn)象 C．光電效應(yīng)現(xiàn)象 D．原子發(fā)光現(xiàn)象 3．（6分）類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是（）A．機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用 B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播 D．機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波 4．（6分）某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為UP和UQ，則（）A．EP＞EQ，UP＞UQ B．EP＞EQ，UP＜UQ C．EP＜EQ，UP＞UQ D．EP＜EQ，UP＜UQ 5．（6分）一簡諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為λ．若在x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在t=時(shí)刻的波形曲線為（）A． B． C． D． 6．（6分）如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上．滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，則（）A．將滑塊由靜止釋放，如果μ＞tanθ，滑塊將下滑 B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑塊將減速下滑 C．用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果μ=tanθ，拉力大小應(yīng)是2mgsinθ D．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果μ=tanθ，拉力大小應(yīng)是mgsinθ 7．（6分）如圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子a（不計(jì)重力）以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′（圖中未標(biāo)出）穿出．若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個(gè)同樣的粒子b（不計(jì)重力）仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b（）A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方 B．穿出位置一定在O′點(diǎn)上方 C．運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場中的電勢(shì)能一定減小 D．在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定減小 8．（6分）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為σ．取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸．設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為x，P點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E．下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的．你可能不會(huì)求解此處的場強(qiáng)E，但是你可以通過一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為（）A． B． C． D． 二、實(shí)驗(yàn)題（共1小題，18分）9．（18分）（1）在《用雙縫干涉測(cè)光的波長》實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距d=0.2mm的雙縫屏．從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=700mm．然后，接通電源使光源正常工作．①已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖2（a）所示，圖2（a）中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖2（b）中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖3（a）所示，此時(shí)圖3（b）中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2=；②利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋（或暗紋）間的距離△x=mm；這種色光的波長λ=nm．（2）某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池．該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999Ω，科當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）一只電流表（量程IR=0.6A，內(nèi)阻rg=0.1Ω）和若干導(dǎo)線．①請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來．②接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀處與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Ω時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù)；再制作R﹣?zhàn)鴺?biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上．③在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線．④根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)電阻r=Ω三、解答題（共3小題，滿分54分）10．（16分）已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響．（1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T．11．（18分）單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）．由一種利用電磁原理測(cè)量非磁性導(dǎo)電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計(jì)．它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩部分組成．傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，圓筒形測(cè)量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對(duì)電極a和c，a，c間的距離等于測(cè)量管內(nèi)徑D，測(cè)量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直．當(dāng)導(dǎo)電液體流過測(cè)量管時(shí)，在電極a、c間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q．設(shè)磁場均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．（1）已知D=0.40m，B=2.5×10﹣3T，Q=0.12m3/s，設(shè)液體在測(cè)量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大小（π取3.0）（2）一新建供水站安裝了電磁流量計(jì)，在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正值．但實(shí)際顯示卻為負(fù)值．經(jīng)檢查，原因是誤將測(cè)量管接反了，既液體由測(cè)量管出水口流入，從如水口流出．因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道．不便再將測(cè)量管拆下重裝，請(qǐng)你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒?；?）顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為R．a(chǎn)、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)．試以E、R、r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對(duì)顯示儀表示數(shù)的影響．12．（20分）（1）如圖1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為m1的小球從高為h處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機(jī)械能損失。求碰撞后小球m2的速度大小v2；（2）碰撞過程中的能量傳遞規(guī)律在屋里學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。為了探究這一規(guī)律，我們才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機(jī)械能損失的簡化力學(xué)模型。如圖2所示，在固定光滑水平軌道上，質(zhì)量分別為m1、m2、m3…mn﹣1、mn…的若干個(gè)球沿直線靜止相間排列，給第1個(gè)球初能Ek1，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個(gè)球經(jīng)過依次碰撞后獲得的動(dòng)能Ek與Ek1之比為第1個(gè)球?qū)Φ趎個(gè)球的動(dòng)能傳遞系數(shù)k1n。a．求k1n；b．若m1=4m0，mk=m0，m0為確定的已知量。求m2為何值時(shí)，k1n值最大圖1圖2

2009年北京市高考物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題．本題包括8小題．每題6分，共48分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1．（6分）做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖。圖中記錄的是（）A．分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度﹣﹣時(shí)間圖線 D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 【考點(diǎn)】84：布朗運(yùn)動(dòng)．【專題】13：實(shí)驗(yàn)題．【分析】布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在任意時(shí)刻微粒的位置，而不是運(yùn)動(dòng)軌跡，而只是按時(shí)間間隔依次記錄位置的連線。【解答】解：A、布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。B、布朗運(yùn)動(dòng)既然是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以微粒沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。C、對(duì)于某個(gè)微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，故也就無法描繪其速度﹣時(shí)間圖線，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。D、任意兩點(diǎn)間的位置的連線，故D對(duì)。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解，屬于基礎(chǔ)題。2．（6分）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是（）A．α粒子散射現(xiàn)象 B．天然放射現(xiàn)象 C．光電效應(yīng)現(xiàn)象 D．原子發(fā)光現(xiàn)象 【考點(diǎn)】IC：光電效應(yīng)；J1：粒子散射實(shí)驗(yàn)；J4：氫原子的能級(jí)公式和躍遷；J9：天然放射現(xiàn)象．【分析】α粒子散射現(xiàn)象是用α粒子打到金箔上，受到原子核的庫倫斥力而發(fā)生偏折的現(xiàn)象；天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部自發(fā)的放射出α粒子或電子的現(xiàn)象；光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出；原子發(fā)光是原子躍遷形成的，即電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷而輻射能量的過程?！窘獯稹拷猓篈、α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明了原子內(nèi)部有一個(gè)很小的核，并沒有涉及到核內(nèi)部的變化，故A錯(cuò)誤；B、天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)的放射出α粒子或電子，從而發(fā)生α衰變或β衰變，反應(yīng)的過程中核內(nèi)核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)發(fā)生變化，故B正確；C、光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，故C錯(cuò)誤；D、原子發(fā)光是原子躍遷形成的，即電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，釋放的能量以光子形式輻射出去，沒有涉及到原子核的變化，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查這幾種物理現(xiàn)象的本質(zhì)，內(nèi)容簡單，只要加強(qiáng)記憶就能順利解決，故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本知識(shí)的積累。3．（6分）類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是（）A．機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用 B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播 D．機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波 【考點(diǎn)】F2：機(jī)械波．【分析】本題實(shí)際考查了機(jī)械波和電磁波的區(qū)別和聯(lián)系，它們雖然都是波，但是產(chǎn)生機(jī)理是不同的?！窘獯稹拷猓篈、波長、波速、頻率的關(guān)系對(duì)任何波都是成立的，對(duì)電磁波當(dāng)然成立，故A正確；B、干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波、電磁波都是波，這些特性都具有，故B正確；C、機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成的，所以機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)而電磁波是交替變化的電場和磁場由近及遠(yuǎn)的傳播形成的，所以電磁波傳播不需要介質(zhì)，故C正確；D、機(jī)械波既有橫波又有縱波，但是電磁波只能是橫波，其證據(jù)就是電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波才有的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題通過新穎的題意考查了機(jī)械波和電磁波的區(qū)別，有創(chuàng)新性。同時(shí)類比法是一種重要的思想方法，要在平時(shí)學(xué)習(xí)中不斷應(yīng)用。4．（6分）某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為UP和UQ，則（）A．EP＞EQ，UP＞UQ B．EP＞EQ，UP＜UQ C．EP＜EQ，UP＞UQ D．EP＜EQ，UP＜UQ 【考點(diǎn)】A6：電場強(qiáng)度與電場力；A7：電場線；AC：電勢(shì)．【專題】532：電場力與電勢(shì)的性質(zhì)專題．【分析】根據(jù)電場線越密代表場強(qiáng)越強(qiáng)，可以判定P點(diǎn)的場強(qiáng)大于Q點(diǎn)的場強(qiáng)；根據(jù)沿電場線方向電勢(shì)逐漸降低可以判定P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì)．【解答】解：電場線越密代表場強(qiáng)越強(qiáng)，從圖可以看出P點(diǎn)的電場線的密集程度大于Q點(diǎn)的密集程度，故P點(diǎn)的場強(qiáng)大于Q點(diǎn)的場強(qiáng)，所以Ep＞EQ，又由于沿電場線方向電勢(shì)逐漸降低，由圖可知電場線的方向由P指向Q，所以P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì)，即UP＞UQ，故A正確。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】只要理解了電場線的特點(diǎn)即可順利解決此題．5．（6分）一簡諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為λ．若在x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在t=時(shí)刻的波形曲線為（）A． B． C． D． 【考點(diǎn)】73：簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象；F4：橫波的圖象．【分析】由x=0點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，得出時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)即可得出符合題意的選項(xiàng)．【解答】解：從振動(dòng)圖上可以看出x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=時(shí)刻處于平衡位置，且正在向下振動(dòng)，四個(gè)選項(xiàng)中只有A圖符合要求，故A項(xiàng)正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題要求學(xué)生能正確的分析振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象；難點(diǎn)在于能否由波動(dòng)圖象中得出物體的運(yùn)動(dòng)方向．6．（6分）如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上．滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，則（）A．將滑塊由靜止釋放，如果μ＞tanθ，滑塊將下滑 B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑塊將減速下滑 C．用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果μ=tanθ，拉力大小應(yīng)是2mgsinθ D．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果μ=tanθ，拉力大小應(yīng)是mgsinθ 【考點(diǎn)】2G：力的合成與分解的運(yùn)用；37：牛頓第二定律．【分析】物體的重力有兩個(gè)作用效果，使物體沿斜面下滑和使物體緊壓斜面，將重力正交分解后，當(dāng)重力的下滑分量大于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，物體加速下滑，當(dāng)重力的下滑分量小于最大靜摩擦力時(shí)，物體不能下滑，勻速下滑時(shí)，重力的下滑分量等于滑動(dòng)摩擦力．【解答】解：A、物體由靜止釋放，對(duì)物體受力分析，受重力、支持力、摩擦力，如圖物體加速下滑，Gx＞fN=Gy故mgsinθ＞μmgcosθ解得μ＜tanθ故A錯(cuò)誤；B、給滑塊沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，則有mgsinθ＞μmgcosθ故B錯(cuò)誤；C、用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，根據(jù)平衡條件，有F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=0μ=tanθ故解得F=2mgsinθ故C正確；D、用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，根據(jù)平衡條件，有F+mgsinθ﹣μmgcosθ=0μ=tanθ故解得F=0故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵將重力按照作用效果正交分解，然后求出最大靜摩擦力，結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件討論即可．7．（6分）如圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子a（不計(jì)重力）以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′（圖中未標(biāo)出）穿出．若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個(gè)同樣的粒子b（不計(jì)重力）仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b（）A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方 B．穿出位置一定在O′點(diǎn)上方 C．運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場中的電勢(shì)能一定減小 D．在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定減小 【考點(diǎn)】AE：電勢(shì)能與電場力做功；CM：帶電粒子在混合場中的運(yùn)動(dòng)．【專題】16：壓軸題．【分析】粒子在正交的電磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由受力平衡，可得到速度與電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系．若撤去磁場，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子無論是向上偏轉(zhuǎn)還是向下偏轉(zhuǎn)，都是在電場力的作用下偏轉(zhuǎn)，所以電場力對(duì)離子做正功．【解答】解：a粒子要在電場、磁場的復(fù)合場區(qū)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故對(duì)粒子a有：Bqv=Eq即只要滿足E=Bv無論粒子帶正電還是負(fù)電，粒子都可以沿直線穿出復(fù)合場區(qū)，當(dāng)撤去磁場只保留電場時(shí)，粒子b由于電性不確定，故無法判斷從O’點(diǎn)的上方或下方穿出，故AB錯(cuò)誤；粒子b在穿過電場區(qū)的過程中必然受到電場力的作用而做類似于平拋的運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，其電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，故C項(xiàng)正確D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的綜合分析這類問題綜合了帶電粒子在電場和磁場組成的復(fù)合場中的勻速直線運(yùn)動(dòng)、電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)、磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)三個(gè)方面：（1）在電場和磁場組成的復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，符合二力平衡：qE=qvB．（2）若撤去磁場，帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法分析．有時(shí)也要結(jié)合能量問題分析解決．（3）若撤去電場，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，符合洛倫茲力提供向心力：8．（6分）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為σ．取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸．設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為x，P點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E．下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的．你可能不會(huì)求解此處的場強(qiáng)E，但是你可以通過一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為（）A． B． C． D． 【考點(diǎn)】A6：電場強(qiáng)度與電場力；AA：電場的疊加．【專題】16：壓軸題；4I：極值法．【分析】本題由于帶電體為圓環(huán)狀，雖然可以由微分的方式可以求得合場強(qiáng)，但是過程很麻煩，并超過了我們高中學(xué)生能力之外，故應(yīng)注意審題，根據(jù)題意對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析，首先根據(jù)場強(qiáng)的單位進(jìn)行判斷，再利用極限的思想即可得出結(jié)論．【解答】解：場強(qiáng)的單位為N/C，k為靜電力常量，單位為Nm2/C2，σ為單位面積的帶電量，單位為C/m2，則2πkσ表達(dá)式的單位即為N/C，故各表達(dá)式中其它部分應(yīng)無單位，故可知AC肯定錯(cuò)誤；當(dāng)x=0時(shí)，此時(shí)要求的場強(qiáng)為O點(diǎn)的場強(qiáng)，由對(duì)稱性可知EO=0，當(dāng)x→∞時(shí)E→0，而D項(xiàng)中E→4πκσ故D項(xiàng)錯(cuò)誤；所以正確選項(xiàng)只能為B；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題對(duì)高中學(xué)生來說比較新穎，要求學(xué)生能應(yīng)用所學(xué)過的單位制的應(yīng)用及極限法；本題對(duì)學(xué)生的能力起到較好的訓(xùn)練作用，是道好題．二、實(shí)驗(yàn)題（共1小題，18分）9．（18分）（1）在《用雙縫干涉測(cè)光的波長》實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距d=0.2mm的雙縫屏．從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=700mm．然后，接通電源使光源正常工作．①已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖2（a）所示，圖2（a）中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖2（b）中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖3（a）所示，此時(shí)圖3（b）中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2=15.02；②利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋（或暗紋）間的距離△x=2.31mm；這種色光的波長λ=6.6×102nm．（2）某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池．該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999Ω，科當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）一只電流表（量程IR=0.6A，內(nèi)阻rg=0.1Ω）和若干導(dǎo)線．①請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來．②接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀處與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Ω時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù)；再制作R﹣?zhàn)鴺?biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上．③在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線．④根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.3Ω【考點(diǎn)】BB：閉合電路的歐姆定律；HC：雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系；L3：刻度尺、游標(biāo)卡尺的使用；N3：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．【專題】13：實(shí)驗(yàn)題；16：壓軸題；535：恒定電流專題；54G：光的干涉專題．【分析】（1）根據(jù)△x=可知要求波長λ，已知L和d，則必需知道條紋間距△x，根據(jù)圖2（b）指示的為第0條亮條紋中央所在的位置，而圖3（b）指示的為第6條亮條紋中間所在的位置．故圖2（a）中亮條紋與圖3（a）中亮紋間的間隔為6個(gè)，從而求出△x，最后求出λ．（2）要測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，應(yīng)根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir來解決，故要測(cè)量路端電壓和干路電流，而路端電壓U=IR外，R外=R+rg，從而求出．【解答】解：（1）由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知x2=15.0mm+1×0.02mm=15.02mm；圖2（a）中暗紋與圖3（a）中暗紋間的間隔為6個(gè)，故△x===2.31mm；由△x=可知λ==0.20mm×=6.6×102nm．（2）①根據(jù)閉合電路歐姆定律，測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表，測(cè)量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串連接在電源兩端即可．實(shí)物圖的連接如圖甲所示（如圖甲）．②將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上，如圖乙所示圖乙③在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線如圖乙所示④由閉合電路歐姆定律有：E=I（R+r+rg），解得：，根據(jù)R﹣圖線可知：電源的電動(dòng)勢(shì)等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負(fù)方向的截距減去電流表的內(nèi)阻．代入數(shù)據(jù)解得E=1.5Vr=0.3Ω．故本題的答案為：（1）①15.02，②2.31；6.6×102；（2）①見圖甲，②見圖乙，③④1.5（1.46～1.54）；0.3（0.25～0.35）．【點(diǎn)評(píng)】一定要掌握每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理，這是我們順利完成實(shí)驗(yàn)操作或設(shè)計(jì)或數(shù)據(jù)處理的出發(fā)點(diǎn)．三、解答題（共3小題，滿分54分）10．（16分）已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響．（1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T．【考點(diǎn)】37：牛頓第二定律；4F：萬有引力定律及其應(yīng)用；4H：人造衛(wèi)星；4I：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．【分析】（1）第一宇宙速度是衛(wèi)星在近地圓軌道上的環(huán)繞速度，重力等于萬有引力，引力等于向心力，列式求解；（2）根據(jù)萬有引力提供向心力即可求解．【解答】解：（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，在地球表面附近滿足得GM=R2g①衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力②①式代入②式，得到故第一宇宙速度v1的表達(dá)式為．（2）衛(wèi)星受到的萬有引力為③由牛頓第二定律④③、④聯(lián)立解得故衛(wèi)星的運(yùn)行周期T為．【點(diǎn)評(píng)】衛(wèi)星所受的萬有引力等于向心力、地面附近引力等于重力是衛(wèi)星類問題必須要考慮的問題，本題根據(jù)這兩個(gè)關(guān)系即可列式求解！11．（18分）單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）．由一種利用電磁原理測(cè)量非磁性導(dǎo)電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計(jì)．它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩部分組成．傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，圓筒形測(cè)量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對(duì)電極a和c，a，c間的距離等于測(cè)量管內(nèi)徑D，測(cè)量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直．當(dāng)導(dǎo)電液體流過測(cè)量管時(shí)，在電極a、c間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q．設(shè)磁場均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．（1）已知D=0.40m，B=2.5×10﹣3T，Q=0.12m3/s，設(shè)液體在測(cè)量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大?。é腥?.0）（2）一新建供水站安裝了電磁流量計(jì)，在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正值．但實(shí)際顯示卻為負(fù)值．經(jīng)檢查，原因是誤將測(cè)量管接反了，既液體由測(cè)量管出水口流入，從如水口流出．因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道．不便再將測(cè)量管拆下重裝，請(qǐng)你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒?；?）顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為R．a(chǎn)、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)．試以E、R、r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對(duì)顯示儀表示數(shù)的影響．【考點(diǎn)】CO：霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用．【專題】16：壓軸題．【分析】（1）導(dǎo)電液體通過測(cè)量管時(shí)，相當(dāng)于長為D的導(dǎo)線做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．（2）在速度方向不變時(shí)，改變磁場方向可改變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向或改變顯示儀的兩極．（3）根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并分析如何液體降低電阻率對(duì)U的影響．【解答】解：（1）導(dǎo)電液體通過測(cè)量管時(shí)，相當(dāng)于導(dǎo)線做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，在電極a、c間切割感應(yīng)線的液柱長度為D，設(shè)液體的流速為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BDv①由流量的定義，有Q=Sv=②式聯(lián)立解得代入數(shù)據(jù)得（2）能使儀表顯示的流量變?yōu)檎档姆椒ê啽?，合理即可，如：改變通電線圈中電流的方向，是將磁場B反向，或?qū)鞲衅鬏敵龆藢?duì)調(diào)接入顯示儀表．（3）傳感器的顯示儀表構(gòu)成閉合電路，有閉合電路歐姆定律U=IR==③輸入顯示儀表測(cè)量的是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對(duì)應(yīng)，E與液體電阻率無關(guān)，而r隨電阻率的變化而變化，由③式可看出，r變化相應(yīng)的U也隨之變化．在實(shí)際流量不變的情況下，儀表顯示的流量示數(shù)會(huì)隨a、c間的電壓U的變化而變化，增大R，使R＞＞r，則U≈E，這樣就可以降低液體電阻率的變化對(duì)顯示儀表流量示數(shù)的影響．答：（1）E的大小為1.0×10﹣3V．（2）使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒▽⒋艌鯞反向，或?qū)?/p>