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

2、20、 21、 22、 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

3、该行星的线速度大小为；太阳的质量可表示为 。 2A如图所示，把电量为 5 10 9 C 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 U A 15V， B 点的电势 U B 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 27 kg， 1MeV=1 10 6 eV） B 类题（适合于二期课改教材的考生） 1B体

4、积为 V 的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为 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 N A ，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 T 1 和 T 2 ，经过 t T 1 T 2 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 m A ： m B 。 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 10 3 kg 的集装箱时， 测

5、得电动机的电流为 20A，电动机的工作效率为。 （ g 取 10m/s 2 ） 公共题（全体考生必做） 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 29 30 mm，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

6、度至少 为 m，斜面的倾角约为度。 （ g 取 10m/s 2 ） 二、 （ 40 分）选择题。本大题分单项选择题和多项选择题，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 30 15 14 PSi+x （ B）

7、238 234 92 92 UTh+x 表：伽利略手稿中的数据 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1192 49 7 1600 64 8 2104 （ C） 27 1 27 13 0 12 Al+ n Mg+x （ D） 27 4 30 13 2 15 Al+ 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

8、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， E k 代表动能， E p 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

9、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/s 2 。 5s 内物体的 （ A）路程为 65m （ B）位移大小为 25m，方向向上 （ 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

10、 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

11、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

12、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（ 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

13、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 2 2 4 l g T = 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 2 0 1sin 2 TT a =+ ，式中 T 0 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

14、示。 18 （ 6 分）某同学利用图（ a）所示的电路研究灯泡 L 1 （ 6V， 1.5W） 、 L 2 （ 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 L 1 、 L 2 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 L 1 和 L 2 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

15、 E（ 6V，内阻不计） ，灯泡 L 1 （ 6V， 1.5W） 、 L 2 （ 6V， 10W） ， L 3 （ 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 L 1 亮，右转向灯 L 2 亮而左转向灯 L 3 不亮；当单刀双 掷开关 S 与 2 相接时，信号灯 L 1 亮，左转向灯 L 3 亮而右转向灯 L 2 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

16、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 的最大偏转距离为 d m ， 已知冲击电流计的磁通灵敏度为 D ， D m d N ，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

17、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）适当拨长拨动开关的时间 t 实验 次数 I（ A） B（ 10 3 T） 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，

18、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

19、。 （ 2）若改用 5000 高压输电，用户端利用 n 1 ： n 2 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/s 2 ） （ 1） t 1s 时运动员的加速度和所受阻力的大小。 （ 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

20、 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 T a 和 T b 。 （ 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 Ox

21、y 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） ，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

22、R 1 、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 R 2 ，已知 R 1 12R， R 2 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 够长。已知导体棒 ab 下落 r/2 时的速度大小为 v 1 ，下落到 MN 处的速度大 小为 v 2 。 （ 1）求导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时的加速

23、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 R 2 上的电功率 P 2 。 （ 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 v 3 ，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） 1A 2 R T ， 23 2 4 R GT 2A增大， 2.5 10 8 3A大， 6.9 10 6 1B v S ， A M N 2B ， 2 2 T

24、： 1 2 T 3B 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 R L1 比 R L2 小得多，灯泡 L 2 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） 2 m d ND S ， m d Dt （ 2） 0.00125I（或 k

25、I） （ 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 T 0 293K 充气后的最小胎压为 P min ，最大胎压为 P max 。依题意，当 T 1 233K 时胎压 为 P 1 1.6atm。根据查理定律 1min 10 PP TT = ，即 min 1.6 233 293 P = 解得： P min 2.01atm 当 T 2 363K 时胎压为 P 2 3.5atm。根据查理定律 max2 20 PP TT = ，即 max 3.5 363 293 P = 解得： P max 2.83atm 20B （ 10

26、 分） 解： （ 1）输电线上的电流强度为 I 3 20 10 380 P U = A 52.63A 输电线路损耗的功率为 P 损 I 2 R 52.63 2 6W 16620W 16.62kW （ 2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为 I 3 20 10 5000 P U = A 4A 用户端在变压器降压前获得的电压 U 1 U I R（ 5000 46） V 4976V 根据 11 22 Un Un = 用户得到的电压为 U 2 2 1 1 n U n 1 22 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

27、度大小为 16 2 t v a t =m/s 2 =8m/s 2 设此过程中运动员受到的阻力大小为 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 2 1 2 f mgh W mv= 所以有 2 1 2 f Wmgh mv= （ 80 10 158 1 2 80 6 2 ） J1.2510 5 J （ 3） 14s 后运动员做匀速运动的时间为 500 158 6 t Hh t v = s 57s 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t 总 t t（

28、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，因此它们的周期分别为 2.5 2.5 a a T v = s 1s 4.0 2.5 b b T v = 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） 2 a

29、L（ 2n 1） 2 b ，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 4.08 21 2.55 a b m n = = 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 v 0 ，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 2 0 1 2 eEL mv= 2 2 0 11 () 222 LeEL yat mv = = 解得 y 1 4

30、 L，所以原假设成立，即电子离开 ABCD 区域的位置坐标为（ 2L， 1 4 L） （ 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 v 1 ，然后进入 电场 II 做类平抛运动，并从 D 点离开，有 2 1 1 2 eEx mv= 2 2 1 11 22 eE L yat mv = 解得 xy 2 4 L ，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 v 2 ，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

31、，则 有 2 2 1 2 eEx mv= ， 2 2 2 11 22 eE L yy at mv = = 2 y eEL vat mv = ， 2 y L yv nv = 解得 2 11 24 xy L n =+ ，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 1 Blv I R = 总 式中 844 844 R RR R R RR 总 （） （ ） 4R

32、 由以上各式可得到 22 1 3 4 B rv ag mR = （ 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 22 24 22 tt B rv Brv mg BI r B r RR = = 并并 式中 12 4 3 12 4 RR R R RR 并 解得 22 22 3 44 t mgR mgR v B rBr = 并 导体棒从 MN 到 CD 做加速度为 g 的匀加速直线运动，有 22 2 2 t vv gh= 得 222 2 44 9 232 vmgR h gBr = 此时导体棒重力的功率为 22 22 3 4 Gt mgR Pmgv B r

33、= 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 G PPPP=+= 电 22 22 3 4 mgR B r 所以， 2 3 4 G PP= 22 22 9 16 mgR B r （ 3）设导体棒 ab 进入磁场 II 后经过时间 t 的速度大小为 t v，此时安培力大小为 22 4 3 t B rv F R = 由于导体棒 ab 做匀加速直线运动，有 3t vvat= + 根据牛顿第二定律，有 F mg F ma 即 22 3 4( ) 3 Br v at Fmg ma R + + = 由以上各式解得 2222 22 3 3 444 ()() 33 BrvBr Bra F at v m g a t ma mg RRR =+=+