2008年普通高等学校招生全国统一考试物理试卷及答案-上海卷.pdf

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1、2008 年全国普通高等学校招生统一考试 上海 物理试卷 考生注意： 1答卷前，考生务必将姓名、准考证号、校验码等填写清楚。 2本试卷共 10 页，满分 150 分。考试时间 120 分钟。考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上。 3本试卷一、四大题中，小题序号怕标有字母 A 的试题，适合于使用一期课改教材的考生；标有字母 B 的试题适合于使用二期课改教材的考生；其它未标字母 A 或 B 的试题为全体考生必做的试题。不同大题可以分别选做A类或B类试题，同一大题的选择必须相同。若在同一大题 内同时选做 A 类、 B 类两类试题，阅卷时只以 A 类试题计分。 4第 20、 21、 2

2、2、 23、 24 题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。 一 （ 20 分）填空题本大题共 5 小题，每小题 4 分。答案写在题中横线上的空白处或指定位置，不要求写出演算过程。 本大题第 1、 2、 3 小题为分叉题，分 A、 B 两类，考生可任选一类答题。若两类试题均做，一律按 A 类试题计分。 A 类题（适合于一期课改教材的考生） 1A 某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动， 已知行星运动的轨道半径为 R， 周期为 T，万有引力恒量为 G，则该行星的线速度大小为；太阳的

3、质量可表示为。 2A如图所示，把电量为 5 10 9C 的电荷，从电场中的 A 点移到 B 点，其电势能（选填“增大” 、 “减小”或“不变” ） ；若 A 点的电势 UA15V， B 点的电势 UB 10V，则此过程中电场力做的功为 J。 3A 1991 年卢瑟福依据 粒子散射实验中 粒子发生了（选填“大”或“小” ）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为 1MeV 的 粒子轰击金箔， 则其速度约为 m/s。（质子和中子的质量均为 1.67 10 27kg， 1MeV=1 106eV） B 类题（适合于二期课改教材的考生） 1B体积为 V 的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为

4、S 的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为。已知阿伏伽德罗常数为 NA，油的摩尔质量为 M，则一个油分子的质量为。 2B放射性元素的原子核在 衰变或 衰变生成新原子核时，往往会同时伴随辐射。已知 A、 B 两种放射性元素的半衰期分别为 T1和 T2，经过 t T1 T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比 mA： mB。 3B某集装箱吊车的交流电动机输入电压为 380V，则该交流电电压的最大值为 V。当吊车以 0.1m/s 的速度匀速吊起总质量为 5.7 103kg 的集装箱时， 测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为。 （ g 取 10m/s2） 公共题（全体考生

5、必做） 4如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为 m 的质点在外力 F的作用下，从坐标原点 O 由静止开始沿直线 ON 斜向下运动，直线 ON 与 y轴负方向成 角（ /4） 。则 F 大小至少为；若 F mgtan，则质点机械能大小的变化情况是。 5在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如右表所示，人们推测第二、三列数据可能分别表示时间和长度。伽利略时代的 1 个长度单位相当于现在的2930mm，假设 1 个时间单位相当于现在的 0.5s。由此可以推测实验时光滑斜面的长度至少为 m，斜面的倾角约为度。 （ g 取10m/s2） 二、 （ 40 分）选择题。本大题分单项选择题和多项选

6、择题，共 9 小题。单项选择题有 5 小题，每小题给出的四个答案中，只有一个是正确的，选对的得 4 分；多项选择题有 4 小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得 5 分，选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得 0 分。把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内。填写在方括号外的字母，不作为选出的答案。 单项选择题 6在下列 4 个核反应方程中， x 表示质子的是 （ A）30 3015 14PSi+x （ B）238 23492 92UTh+x 表：伽利略手稿中的数据 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 82

7、4 36 6 1192 49 7 1600 64 8 2104 （ C）27 1 2713 0 12Al+ n Mg+x （ D）27 4 3013 2 15Al+ He P+x 7如图所示，一根木棒 AB 在 O 点被悬挂起来， AO OC，在 A、 C 两点分别挂有两个和三个钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的 A、 C 点各增加一个同样的钩码，则木棒 （ A）绕 O 点顺时针方向转动 （ B）绕 O 点逆时针方向转动 （ C）平衡可能被破坏，转动方向不定 （ D）仍能保持平衡状态 8物体做自由落体运动， Ek代表动能， Ep代表势能， h 代表下落的距离，以水平地面为零势能面。下列所示图像

8、中，能正确反映各物理量之间关系的是 9已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态 1 到状态 2 的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能 （ A）先增大后减小 （ B）先减小后增大 （ C）单调变化 （ D）保持不变 10如图所示，平行于 y 轴的导体棒以速度 v 向右做匀速直线运动，经过半径为 R、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势与导体棒位置 x 关系的图像是 多项选择题 11某物体以 30m/s 的初速度竖直上抛，不计空气阻力， g 取 10m/s2。 5s 内物体的 （ A）路程为 65m （ B）位移大小为 25m，方向

9、向上 （ C）速度改变量的大小为 10m/s （ D）平均速度大小为 13m/s，方向向上 12在杨氏双缝干涉实验中，如果 （ A）用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 （ B）用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 （ C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 （ D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹 13如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为 h 的水银柱，中间封有一段空气，则 （ A）弯管左管内外水银面的高度差为 h （ B）若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 （ C）若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱

10、沿管壁上升 （ D）若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升 14如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷 M、 N，分别固定在 A、 B 两点， O 为 AB 连线的中点，CD 为 AB 的垂直平分线。 在 CO 之间的 F 点由静止释放一个带负电的小球 P（设不改变原来的电场分布） ， 在以后的一段时间内， P 在 CD 连线上做往复运动。若 （ A）小球 P 的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小 （ B）小球 P 的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过 O 点时的速率不断减小 （ C）点电荷 M、 N 的带电量同时等量地缓慢增大，则小球 P 往复运动过程中

11、周期不断减小 （ D）点电荷 M、 N 的带电量同时等量地缓慢增大，则小球 P 往复运动过程中振幅不断减小 三 （ 30 分）实验题 15 （ 4 分）如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带电（选填写“正”或“负” ） ；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率红外线（选填“大于”或“小于” ） 。 16 （ 4 分，单选题）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（ a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐） ，图

12、（ b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是 （ A）当金属丝圈旋转 30时干涉条纹同方向旋转 30 （ B）当金属丝圈旋转 45时干涉条纹同方向旋转 90 （ C）当金属丝圈旋转 60时干涉条纹同方向旋转 30 （ D）干涉条纹保持原来状态不变 17 （ 6 分）在“用单摆测重力加速度”的实验中， （ 1）某同学的操作步骤为： a取一根细线，下端系住直径为 d 的金属小球，上端固定在铁架台上 b用米尺量得细线长度 l c在摆线偏离竖直方向 5位置释放小球 d用秒表记录小球完成 n 次全振动的总时间 t，得到周期 T t/n e用公式22

13、4 lgT= 计算重力加速度 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比 （选填 “偏大” 、“相同” 或 “偏小” ） 。 （ 2 ）已知单摆在任意摆角 时的周期公式可近似为201sin2TT a=+，式中 T0为摆角趋近于 0时的周期， a 为常数。为了用图像法验证该关系式，需要测量的物理量有； 若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图像中的横轴表示。 18 （ 6 分）某同学利用图（ a）所示的电路研究灯泡 L1（ 6V， 1.5W） 、 L2（ 6V， 10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定） ，图（ b）为实物图。 （ 1）他分别将 L1、 L2接入图（ a）中的虚线框位置，移动滑动变

14、阻器的滑片 P，当电压表示数为 6V 时，发现灯泡均能正常发光。在图（ b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。 （ 2）接着他将 L1和 L2串联后接入图（ a）中的虚线框位置，移动滑 动变阻器的滑片 P，当电压表示数为 6V 时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是。 （ 3）现有如下器材：电源 E（ 6V，内阻不计） ，灯泡 L1（ 6V， 1.5W） 、 L2（ 6V， 10W） ， L3（ 6V， 10W） ，单刀双掷开关 S。在图（ c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关 S 与 1 相接时，信号灯 L1亮，右转向灯 L2亮而左转向灯 L3不亮；当

15、单刀双掷开关 S 与 2 相接时，信号灯 L1亮，左转向灯 L3亮而右转向灯 L2不亮。 19 （ 10 分）如图所示是测量通电螺线管 A 内部磁感应强度 B 及其与电流 I 关系的实验装置。将截面积为 S、匝数为 N 的小试测线圈 P 置于螺线管 A 中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计 D 相连。拨动双刀双掷换向开关 K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在 P 中产生的感应电流引起 D 的指针偏转。 （ 1）将开关合到位置 1，待螺线管 A 中的电流稳定后，再将 K 从位置 1 拨到位置 2， 测得 D 的最大偏

16、转距离为 dm， 已知冲击电流计的磁通灵敏度为 D， DmdN ，式中 为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度 B；若将 K 从位置 1 拨到位置 2 的过程所用的时间为 t，则试测线圈 P中产生的平均感应电动势 。 （ 2）调节可变电阻 R，多次改变电流并拨动 K，得到 A中电流 I 和磁感应强度 B 的数据，见右表。由此可得，螺线管 A 内部感应强度 B 和电流 I 的关系为 B。 （ 3） （多选题）为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有 （ A）适当增加试测线圈的匝数 N （ B）适当增大试测线圈的横截面积 S （ C）适当增大可变电阻 R 的阻值 （ D

17、）适当拨长拨动开关的时间 t 实验次数I（ A） B（ 10 3T）1 0.5 0.62 2 1.0 1.25 3 1.5 1.88 4 2.0 2.51 5 2.5 3.12 四 （ 60 分）计算题。本大题中第 20 题为分叉题，分 A 类、 B 类两题，考生可任选一题。若两题均做，一律按 A 类题计分。 A 类题（适合于一期课改教材的考生） 20A （ 10 分）汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在 40 90正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过 3.5atm，最低胎压不低于 1.6atm，那么在 t 20时给该轮胎充气，充

18、气后的胎压在什么范围内比较合适？（设轮胎容积不变） B 类题（适合于二期课改教材的考生） 20B （ 10 分）某小型实验水电站输出功率是 20kW，输电线路总电阻是 6。 （ 1）若采用 380V 输电，求输电线路损耗的功率。 （ 2）若改用 5000 高压输电，用户端利用 n1： n2 22： 1 的变压器降压，求用户得到的电压。 公共题（全体考必做） 21 （ 12 分）总质量为 80kg 的跳伞运动员从离地 500m 的直升机上跳下，经过 2s 拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的 v t 图，试根据图像求： （ g 取 10m/s2） （ 1） t 1s 时运动员的加速度和所受

19、阻力的大小。 （ 2）估算 14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功。 （ 3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。 22 （ 12 分）有两列简谐横波 a、 b 在同一媒质中沿 x 轴正方向传播，波速均为 v 2.5m/s。在 t 0 时，两列波的波峰正好在 x 2.5m 处重合，如图所示。 （ 1）求两列波的周期 Ta和 Tb。 （ 2）求 t 0 时，两列波的波峰重合处的所有位置。 （ 3）辨析题：分析并判断在 t 0 时是否存在两列波的波谷重合处。 某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合

20、处的所有位置。 你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置。若不正确，指出错误处并通过计算说明理由。 23 （ 12 分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在 Oxy 平面的ABCD 区域内，存在两个场强大小均为 E 的匀强电场 I 和 II，两电场的边界均是边长为L 的正方形（不计电子所受重力） 。 （ 1）在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子，求电子离开 ABCD 区域的位置。 （ 2）在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从 ABCD 区域左下角 D 处离开，求所有释放点的位置。 （ 3）若将左侧电场 II 整体水平向右移动 L/n（ n 1

21、） ，仍使电子从 ABCD 区域左下角 D处离开（ D 不随电场移动） ，求在电场 I 区域内由静止释放电子的所有位置。 24 （ 14 分）如图所示，竖直平面内有一半径为 r、内阻为 R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在 M、 N 处与相距为 2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、 NF 相接， EF 之间接有电阻 R2，已知 R1 12R， R2 4R。在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场 I 和 II，磁感应强度大小均为 B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab，从半圆环的最高点 A 处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足

22、够长。已知导体棒 ab 下落 r/2 时的速度大小为 v1，下落到 MN 处的速度大小为 v2。 （ 1）求导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时的加速度大小。 （ 2）若导体棒 ab 进入磁场 II 后棒中电流大小始终不变，求磁场 I 和 II之间的距离 h 和 R2上的电功率 P2。 （ 3）若将磁场 II 的 CD 边界略微下移，导体棒 ab 刚进入磁场 II 时速度大小为 v3，要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为 a，求所加外力 F 随时间变化的关系式。 2008 年全国普通高等学校招生统一考试 上海物理试卷答案要点 一填空题（共 20 分） 1A2 RT，2324

23、 RGT2A增大， 2.5 10 83A大， 6.9 1061BvS，AMN2B ，22T：12T3B 380 2 ， 75% 4 Mgsin，增大、减小都有可能 5 2.04， 1.5 二、选择题（共 40 分） I 6 C 7 D 8 B 9 B 10 A II 11 AB 12 BD 13 ACD 14 BCD 三、实验题（共 30 分） 15正，大于 16 D 17 （ 1）偏小 （ 2） T（或 t、 n） 、 ， T 18 （ 1）如图 b （ 2）由于 RL1比 RL2小得多，灯泡 L2分得的电压很小，虽然有电流渡过，但功率很小，不能发光。 （ 3）如图 c 19 （1）2mdN

24、D S，mdDt（ 2） 0.00125I（或 kI） （ 3） A， B 四、计算题（共 60 分） 20 A （ 10 分） 解：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。 设在 T0 293K 充气后的最小胎压为 Pmin，最大胎压为 Pmax。依题意，当 T1 233K 时胎压为 P1 1.6atm。根据查理定律 1min10PPTT= ，即min1.6233 293P= 解得： Pmin 2.01atm 当 T2 363K 时胎压为 P2 3.5atm。根据查理定律 max220PPTT= ，即max3.5363 293P= 解得： Pmax 2.83atm 20B （ 10 分） 解

25、： （ 1）输电线上的电流强度为 I320 10380PU= A 52.63A 输电线路损耗的功率为 P 损 I2R 52.632 6W 16620W 16.62kW （ 2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为 I320 105000PU=A 4A 用户端在变压器降压前获得的电压 U1 U I R（ 5000 46） V 4976V 根据 1122UnUn= 用户得到的电压为 U2211nUn122 4976V 226.18V 21 （ 12 分） 解： （ 1）从图中可以看出，在 t 2s 内运动员做匀加速运动，其加速度大小为 162tvat=m/s2=8m/s2设此过程中运动员受到的阻

26、力大小为 f，根据牛顿第二定律，有 mg f ma 得 f m(g a) 80 (10 8)N 160N （ 2）从图中估算得出运动员在 14s 内下落了 39.5 2 2m 158m 根据动能定理，有212fmgh W mv= 所以有 212fWmgh mv= （ 80 10 15812 80 62） J1.25105J （ 3） 14s 后运动员做匀速运动的时间为 500 1586tHhtv= s 57s 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t 总 t t（1457）s71s 22 （ 12 分） 解： （ 1）从图中可以看出两列波的波长分别为 a 2.5m， b 4.0m，因此它们的周

27、期分别为 2.52.5aaTv= s 1s 4.02.5bbTv= s 1.6s （ 2）两列波的最小公倍数为 S 20m 在 t 0 时，两列波的波峰重合处的所有位置为 x（ 2.5 20k） m， k 0， 1， 2， 3， （ 3）该同学的分析不正确。 要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的位置。设距离 x 2.5m 为 L 处两列波的波谷与波谷相遇，并设 L（ 2m 1）2aL（ 2n 1）2b，式中 m、 n 均为正整数 只要找到相应的 m、 n 即可 将 a 2.5m， b 4.0m 代入并整理，得 21 4.0821 2.55ab

28、mn= =由于上式中 m、 n 在整数范围内无解，所以不存在波谷与波谷重合处。 23 （ 12 分） 解： （ 1）设电子的质量为 m，电量为 e，电子在电场 I 中做匀加速直线运动，出区域 I 时的速度为 v0，此后进入电场 II 做类平抛运动，假设电子从 CD 边射出，出射点纵坐标为 y，有 2012eEL mv= 22011()222LeELyatmv= =解得 y14L，所以原假设成立，即电子离开 ABCD 区域的位置坐标为（ 2L，14L） （ 2）设释放点在电场区域 I 中，其坐标为（ x， y） ，在电场 I 中电子被加速到 v1，然后进入电场 II 做类平抛运动，并从 D 点离

29、开，有 2112eEx mv= 2211122eE Lyatmv=解得 xy24L，即在电场 I 区域内满足该方程的点即为所求位置。 （ 3）设电子从（ x， y）点释放，在电场 I 中加速到 v2，进入电场 II 后做类平抛运动，在高度为 y处离开电场 II 时的情景与（ 2）中类似，然后电子做匀速直线运动，经过 D 点，则有 2212eEx mv= ， 2221122eE Lyy atmv= =2yeELvatmv= ，2yLyvnv= 解得 21124xy Ln=+，即在电场 I 区域内满足该方程的点即为所求位置 24 （ 14 分） 解： （ 1）以导体棒为研究对象，棒在磁场 I 中切

30、割磁感线，棒中产生感应电动势，导体棒ab 从 A 下落 r/2 时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得 mg BIL ma，式中 l 3 r 1BlvIR=总式中 844844R RRRR RR总（）（ ） 4R 由以上各式可得到22134B rvagmR= （ 2）当导体棒 ab 通过磁场 II 时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即 222422ttB rv Brvmg BI r B rRR= =并并式中 12 4312 4RRR RRR并解得 22 22344tmgRmgRvB rBr=并导体棒从 MN 到 CD 做加速度为 g 的匀加速直线运动，有 2

31、222tvv gh= 得 2222449232vmgRhgBr= 此时导体棒重力的功率为 222234GtmgRPmgvB r= 根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即 12 GPPPP=+=电222234mgRB r所以，234GPP= 2222916mgRB r（ 3）设导体棒 ab 进入磁场 II 后经过时间 t 的速度大小为tv，此时安培力大小为 2243tB rvFR= 由于导体棒 ab 做匀加速直线运动，有3tvvat= + 根据牛顿第二定律，有 F mg F ma 即 2234( )3Br v atFmg maR+ = 由以上各式解得 2222 2233444()()33BrvBr BraF at v m g a t ma mgRRR=+=+