2010年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅰ）
一、选择题（在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，有选错的得0分．）
238234234
1．（6分）原子核92U经放射性衰变①变为原子90Th，继而经放射性衰变②变为原子核91Pa，再经放射性
234
衰变③变为原子核92U．放射性衰变①、②和③依次为（ ） A． α衰变、β衰变和β衰变 B． β衰变、α衰变和β衰变 C． β衰变、β衰变和α衰变 D． α衰变、β衰变和α衰变 2．（6分）如图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2．重力加速度大小为g．则有（ ）
ADB． a1=0，a2=g C． a1=g，a2=g a1=0，a2=g a1=g，a2=． ． 3．（6分）关于静电场，下列结论普遍成立的是（ ） A电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 ． B电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 ． C将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 ． D在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 ． ﹣5
g 4．（6分）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s．下列说法正确的是（ ） A电压表记录的电压为5mV B电压表记录的电压为9mV ． ． C河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高 ． ． 5．（6分）一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（ ）
A．
B． 1
C． tanθ D2tanθ ．
2
6．（6分）右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是（ ）
A当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 ． B当r等于r2时，分子间的作用力为零 ． C当r等于r1时，分子间的作用力为零 ． D在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功 ． 7．（6分）某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度．测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m．在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（ ） A5.5m B5.0m C4.5m ． ． ． D4.0m ． 8．（6分）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点． t=0时刻振子的位移x=﹣0.1m；时刻x=0.1m；t=4s
时刻x=0.1m．该振子的振幅和周期可能为（ ） AB0.2m，8s CD0.1m，8s 0.2m， 0.1m， ． ． ． ． 二、实验题（共2小题，共18分） 9．（6分）图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）．
（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10 s，则圆盘的转速为 _________ 转/s．（保留3位有效数字）
（2）若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 _________ cm．（保留3位有效数字）
10．（12分）一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程Im．
2
﹣2
3
所用器材有：量程不准的电流表A1，内阻r1=10.0Ω，量程标称为5.0mA；标准电流表A2，内阻r2=45.0Ω，量程1.0mA；标准电阻R1，阻值10.0Ω；滑动变阻器R，总电阻为300.0Ω；电源E，电动势3.0V，内阻不计；保护电阻R2；开关S；导线． 回答下列问题：
（1）在图2所示的实物图上画出连线．
（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至 _________ 端． （3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的读数为I2，则A1的量程Im= _________ ．
（4）若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出A1的示数I1= _________ ，A2的示数I2= _________ ；由读出的数据计算得Im= _________ ．（保留3位有效数字） （5）写出一条提高测量准确度的建议： _________ ．
三、解答题（共3小题，满分54分） 11．（15分）汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60s内汽车的加速度随时间变化的图如图所示，求 （1）画出汽车在0～60s内的v～t图线； （2）求在这60s内汽车行驶的路程．
12．（18分）如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L．已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧．引力常数为G． （1）求两星球做圆周运动的周期．
（2）在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1．但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周T2．已知地球和
2422
月球的质量分别为5.98×10kg 和 7.35×10kg．求T2与T1两者平方之比．（结果保留3位小数）
3
4
13．（21分）如图，在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．在t=0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内．已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上磁场．求：
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷；
（2）此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围； （3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间．
点离开
4
5
2010年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅰ）
参考答案与试题解析
一、选择题（在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，有选错的得0分．） 1．（6分） 考原子核衰变及半衰期、衰变速度． 点： 分该题考察了α、β衰变特点，只要写出衰变方程即可求解． 析： 238234234234解解：根据α、β衰变特点可知：92U经过一次α衰变变为90Th，90Th经过1次β衰变变为91Pa，234234答： 91Pa再经过一次β衰变变为92U，故BCD错误，A正确． 故选A． 点本意很简单，直接考察了α、β衰变特点，注意衰变过程中满足质量数、电荷数守恒． 评： 2．（6分） 考牛顿第二定律． 点： 专压轴题． 题： 分木板抽出前，木块1和木块2都受力平衡，根据共点力平衡条件求出各个力；木板抽出后，木板对木块2析： 的支持力突然减小为零，其余力均不变，根据牛顿第二定律可求出两个木块的加速度． 解解：在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变．对1物体受重力和支持力，mg=F，a1=0． 答： 对2物体受重力和弹簧的向下的压力，根据牛顿第二定律 a== 故选C． 点本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题，关键是区分瞬时力与延时力；弹簧的弹力通常来不及变化，评： 为延时力，轻绳的弹力为瞬时力，绳子断开即消失． 3．（6分） 考匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度；电势． 点： 分本题主要考查静电场中电场强度和电势的特点，可根据所涉及的知识逐个分析． 析： 解解：A、电势差的大小决定于电场线方向上两点间距和电场强度，所以A错误； 答： B、在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，所以B错误； C、场强为零，电势不一定为零，电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点，在这样的两个点之间移动电荷，电场力将做功，所以C错误； D、沿电场方向电势降低，而且速度最快，所以D正确； 故选D． 点本题以静电场中电场强度和电势比较容易混淆的性质为选项内容，体现对物理量基本概念和基本性质的记评： 忆、理解仍是高考命题的重点之一． 4．（6分） 考导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则． 点： 5
专题： 分析： 解答： 电磁感应与电路结合． 6
本题可等效为长度为100米，速度为2m/s的导体切割磁感线，根据右手定责可以判断两岸电势的高低，根据E=BLv可以求出两端电压． 解：海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场．根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，D正确，C错误； ﹣5﹣3根据法拉第电磁感应定律E=BLv=4.5×10×100×2=9×10V，B正确，A错误． 故选BD． 点本题考查了导体棒切割磁感线的实际应用，在平时的训练中要注意物理知识在实际生活中的应用并能处理评： 一些简单问题． 5．（6分） 考平抛运动． 点： 分物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体析： 运动来求解，两个方向上运动的时间相同． 解解：如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ， 答： 则有：tanθ=． 则下落高度与水平射程之比为===，所以B正确． 点评： 6．（6分） 考分子间的相互作用力；分子势能． 点： 专应用题． 题： 分从分子势能图象可知，当分子势能最小时，即r=r2时分子间的引力等于斥力，分子间作用力为零． 析： 当r＜r2时，分子间表现为斥力，当r＞r2时，表现为引力，所以当r由r1变到r2时分子间的作用力做正功． 故选B． 本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决． 解解：从分子势能图象可知， 答： A、当r1＜r＜r2时，分子间表现为斥力，当r＞r2时，表现为引力，故A错． B、当分子势能最小时，即r=r2时分子间的引力等于斥力，分子间作用力为零，故B对． C、当r等于r1时，分子间表现为斥力，故C错． D、当r＜r2时，分子间表现为斥力，当r＞r2时，表现为引力，所以当r由r1变到r2时分子间表现为斥力，分子间的作用力做正功，故D对． 故选BD 点本题主要考察分子势能图象的理解，知道分子势能随距离增大关系． 评： 7．（6分） 考平面镜成像． 点： 专压轴题． 题： 分正确作出光路图，利用光路可逆，通过几何关系计算出树的高度．这是解决光路图题目的一般思路． 6
7
析： 解解：设树高为H，树到镜的距离为L，如图所示，是恰好看到树时的反射光路图， 答： 由图中的三角形可得 即人离树越远，视野越开阔，看到树的全部所需镜面越小， 同理有， ． 以上两式解得：L=29.6m、H=4.5m． 所以选项ABD是错误的．选项C是正确的． 故选C． 点评： 8．（6分） 考简谐运动的振幅、周期和频率． 点： 专压轴题． 题： 分时刻x=0.1m；t=4s时刻x=0.1m．经过s又回到原位置，知析： 平面镜的反射成像，通常要正确的转化为三角形求解． 是周期的整数倍，t=0时刻振子的位移x=﹣0.1m，时刻x=0.1m，知道周期大于，从而可知道振子的周期，也可知道振幅． 是周期的整数倍，经过振子运动到对称位置，可解解：经过周期的整数倍，振子会回到原位置，知道答： 知，单摆的周期为s，则为半个周期，则振幅为0.1m． ． 可能振幅大于0.1m，则周期T=当周期为时，经过s运动到与平衡位置对称的位置，振幅可以大于0.1m．故A、B、C正确、D错误． 点评： 二、实验题（共2小题，共18分） 9．（6分） 考线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动． 点： 专压轴题． 题： 故选：ABC． 解决本题的关键知道经过周期的整数倍，振子回到原位置． 7
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分从图象中能够看出圆盘的转动周期即图象中电流的周期，根据转速与周期的关系式T=，即可求出转速，析： 反光时间即为电流的产生时间； ﹣2解解：（1）从图2显示圆盘转动一周在横轴上显示20格，由题意知道，每格表示1.00×10s，所以圆盘转答： 动的周期为0.20秒，则转速为5.00r/s； （2）反光中引起的电流图象在图2中横坐标上每次一小格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的20分之一，故圆盘上反光涂层的长度为==1.60cm； 故答案为：5.00，1.60． 点本题要注意保留3位有效数字，同时要明确圆盘的转动周期与图象中电流的周期相等，还要能灵活运用评： 转速与周期的关系公式！ 10．（12分） 考串联电路和并联电路；欧姆定律． 点： 专实验题；压轴题． 题： 分（1）由电路图可画出实物图，注意电表及滑动变阻器的接法； 析： （2）由滑动变阻器的连接方式，注意开始时应让滑动变阻器接入阻值最大； （3）由串并联电路的电流及电压规律可得出A1的最大量程； （4）根据电流表的最小分度可读出指针所指的示数； （5）根据实验中存在的误差可以提出合理化的建议． 解解：（1）实物连线图如图所示： 答： （2）要求滑动变阻器闭合开关前应接入最大电阻，故滑片应滑到b处； （3）由原理图可知，A2与R1串联后与A1并联，并联部分总电压U=I（r2+R1）=55I； 故电流表A1中的电流I1==5.5I2，此时电流表满偏，故量程为5.5I2； （4）由表可读出I1=3.00mA，I2=0.660mA，由（3）的计算可知，此时I1应为5.5×0.660mA=3.63mA； 故可知： = 解得：Im=6.05mA； （5）实验中可以多次测量取平均值；或测量时，电流表指针偏转大于满刻度的． 故答案为；（1）如图所示；（2）b；（3）5.5I2； （4）3.00； 0.660mA； 6.05； （4）多次测量取平均值． 点现在实验题的考查更注重了探究实验，在解题时注意通过审题找出实验中含有的信息，并能灵活应用所学评： 过的物理规律求解． 三、解答题（共3小题，满分54分） 11．（15分） 考匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系． 点： 8
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2分（1）由0～60s内汽车的加速度随时间变化的图象可知，0～10s内汽车做初速度等于零加速度为2m/s的析： 匀加速直线运动，10～40s内做匀速直线运动，40～60s内做加速度为=﹣1m/s2的匀加速直线运动． （2）由画出的v～t图象可知60s内的位移即为60s内图象与时间轴所围成的面积． 2解解：（1）由a﹣t图象知：0～10s内物体做初速度为零的匀加速直线运动，a1=2m/s，10s末的速度v=a1t1=20m/s； 2答： 10s～40s内物体做匀速直线运动；40s～60s内物体做匀减速直线运动，a2=﹣1m/s，60s末的速度vt=v+a2t3=0． （2）由v～t图象知，60s内的位移：． 答：（1）汽车在0～60s内的v～t图象如图所示；（2）在这60s内汽车行驶的路程为900m． 点该题要求同学们根据加速度﹣时间图象画出速度﹣时间图象，对同学们分析物体运动情况的要求较高，速评： 度﹣时间图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，与时间轴平行的直线表示匀速，图象与时间轴所围成的面积表示位移．该题难度适中． 12．（18分） 考万有引力定律及其应用． 点： 专压轴题． 题： 分这是一个双星的问题，A和B绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力， 析： A和B有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题． 解解：（1）A和B绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则A和B的向心力大小相等， 答： 且A和B和O始终共线，说明A和B有相同的角速度和周期，因此有： 22 mωr=MωR，r+R=L 联立解得：R=L，r=L 对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得：=m•L 化简得：T=2π （2）将地月看成双星，由（1）得 T1=2π 将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得：=mL 化简得：T2=2π 所以两种周期的平方比值为：===1.01 9
故答案为：（1）两星球做圆周运动的周期是2π10
； 点评： 13．（21分） 考带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；洛仑兹力． 点： 专压轴题；带电粒子在磁场中的运动专题． 题： 分（1）由几何关系可确定粒子飞出磁场所用到的时间及半径，再由洛仑兹力充当向心力关系，联立可求得析： 荷质比； （2）由几何关系可确定仍在磁场中的粒子位置，则可由几何关系得出夹角范围； （3）最后飞出的粒子转过的圆心角应为最大，由几何关系可知，其轨迹应与右边界相切，则由几何关系可确定其对应的圆心角，则可求得飞出的时间． 解解：（1）初速度与y轴方向平行的粒子在磁场中的运动轨迹如图1中的弧OP所示，其圆心为C．由几何答： 关系可知，∠POC=30°；△OCP为等腰三角形 （2）T2与T1两者平方之比为1.01． 对于双星问题，我们要抓住它的特点，即两星球的万有引力提供各自的向心力和两星球具有共同的周期． 故∠OCP= ① 此粒子飞出磁场所用的时间为 t0=② 式中T为粒子做圆周运动的周期． 设粒子运动速度的大小为v，半径为R，由几何关系可得 R=a ③ 由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有 qvB=mT= ④ ⑤ 联立②③④⑤解得 ⑥ （2）仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于120°，这样粒子角度最小时从磁场右边界穿出；角度最大时从磁场左边界穿出．依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到O点距离相同．在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O点为圆心、OP为半径的弧上．如图所示． 设此时位于P、M、N三点的粒子的初速度分别为vP、vM、vN．由对称性可知vP与OP、vM与OM、vN与ON的夹角均为． ⑦⑧ ≤θ≤ 设vM、vN与y轴正向的夹角分别为θM、θN，由几何关系有对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与y轴正方向所成的夹角θ应满足（3）在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切，其轨迹如图2所示．由几何关系可知：
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OM=OP 由对称性可知 ME=OP 11
由图可知，圆的圆心角为240°，从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间2t0； 点本题考查带电粒子在磁场中的运动，解题的关键在于确定圆心和半径，并能根据几何关系确定可能的运动评： 轨迹．
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