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2011年普通高等学校招生全国统一考试理综试题(重庆物理部分)


2011 年普通高等学校招生全国统一考试
理综试题(重庆物理部分)
二、选择题(本部分包括 8 小题,每小题 6 分,共 48 分,每小题只有一个选项符合题意) 14.某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经 2s 听到石头落地声, 由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度 g 取 10m/s2) A.10m B. 20m C. 30m

D. 40m 答案:B 解析:石头做自由落体运动,根据位移公式 h ?

1 2 gt ? 0.5 ?10 ? 4 ? 20 m。答案 B。 2

15.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成。开箱时,密闭于气 缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如题 15 图所示。在此过程中,若缸内气体与外界无热 交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体 A. 对外做正功,分子的平均动能减小 B. 对外做正功,内能增大 C. 对外做负功,分子的平均动能增大 D. 对外做负功,内能减小

答案 A 解析密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功 W<0,缸内气体与外界无热交换说明 Q=0, 忽略气体分子间相互作用,说明内能是所有分子动能的总和。根据热力学第一定律△ U=W+Q,可知内能减小,分子平均动能减小,温度降低。所以只有 A 正确。 16.核电站核泄漏的污染物中含有碘 131 和铯 137。碘 131 的半衰期约为 8 天,会释放 β 射 线;铯 137 是铯 133 的同位素,半衰期约为 30 年,发生衰变期时会辐射 γ 射线。下列说法 正确的是 A.碘 131 释放的 β 射线由氦核组成 B.铯 137 衰变时辐射出的 γ 光子能量小于可见光光子能量 C.与铯 137 相比,碘 131 衰变更慢。 D.与铯 133 和铯 137 含有相同的质子数 答案:D 解析:β 射线是高速电子流,α 射线才是由氦核组成,A 错误;γ 光子在所有电磁波中频率 最高,能量最大,B 错误;半衰期越小衰变越快,应该是碘 131 衰变更快,C 错误;与铯 133 和铯 137 是同位素,质子数相同中子数不同,D 正确。 17.介质中坐标原点 O 处的波源在 t=0 时刻开始振动,产生的简谐波沿 x 轴正向传播,t0 时
1

刻传到 L 处,波形如题 17 图所示。下列能描述 x0 处质点振动的图象是

答案:C 解析:从波形图可以看出,t0 时刻传到 L=3λ 处,说明 t0=3T。简谐波沿 x 轴正向传播,则在 t0 时刻 x=质点的运动方向和波源在 t=0 时刻的运动方向相同是沿 y 轴的负方向的, 即每一个 质点的起振方向都是沿 y 轴的负方向的,则 C D 可能正确。由于 λ<x0<5λ/4,说明在 T<t <5 T /4 的时间内 x0 处质点没有振动,所以在 t0 时刻 x0 处质点的振动时间是 3T -5 T /4<t0-t <3 T -T,即 7 T /4<t0-t<2T,即振动图像中 t0 时刻前有少于 2 个多于 7/4 个的完整图形, 所以 C 正确。 18.在一次讨论中, 老师问道: “假如水中相同深度处有 a、b、c 三种不同颜色的单色点光 源, 有人在水面上方同等条件下观测发现,b 在水下的像最深,c 照亮水面的面积比 a 的大。 关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下: ①c 光的频率最大 ②a 光的传播速度最小 ③b 光的折射率最大 ④a 光的波长比 b 光的短 根据老师的假定,以上回答正确的是 A.①② B. ①③ C.②④ D.③④ 答案:C 解析:根据视深公式 h? ?

h 说明频率最小的光,水对它的折射率最小,在水下的像最深, n R 1 ,又 sin C ? ,c 照亮水面的面积比 a 的大, h n

所以 b 的折射率最小,频率最小,波长最大,传播速度最大,③错误,④正确;照亮水面的 圆面积的半径 R 与临界角 C 满足 tan C ?

则 c 的临界角大,水对 c 的折射率小,所以 a 的折射率最大,a 的频率最大,a 的传播速度 最小,①错误,②正确。所以正确的说法是②和④,选择 C。 19.如题 19 图所示,电量为+q 和-q 的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强 度为零的点有 A. 体中心、各面中心和各边中点
2

B. 体中心和各边中点 C. 各面中心和各边中点 D. 体中心和各面中心

答案:D 解析: 两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零。 两个等量同种正电荷在其连线的 中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向。 两个等量同种负电荷在其连线的中垂线 上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向。 在正方体的上面中心, 上面的四个电荷分成两组产 生的场强都是零, 下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向, 所以正方体的上面中心处 的合场强为零, 同理所有各面中心处的合场强都为零。 在体中心, 可以将八个电荷分成四组, 产生的合场强为零。而在各边中心,场强无法抵消,合场强不为零。正确答案是 D。 20.在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有两个错误电路,如题 20 图所示。 电源内阻不计,导线连接良好,若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合 S,在向右端滑动触 头过程中,会分别出现如下四种现象: a.电珠 L 不亮;电流表示数几乎为零 b.电珠 L 亮度增加;电流表示数增大 c 电珠 L 开始 不亮;后来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断 d.电珠 L 不亮;电流表从示数增大到线圈烧断 与上述 a b c d 四种现象对应的电路序号为 A. ③①②④ B. ③④②① C. ③①④② D. ②①④③
[来源:Z§ xx§ k.Com]

答案:A
3

解析:在①中伏特表和安培表的连接是错误的,将滑动变阻器的触头置于左端,闭合 S 后 电珠 L 不亮,在向右端滑动触头过程中,电珠 L 逐渐变亮,由于总电阻减小,干路电流增 大,电流表示数增大,是 b;在②中安培表连接错误,应该连接在干路上,开始时滑动变阻 器的电阻最大,通过电珠的电流太小,电珠 L 不亮,在向右端滑动触头过程中,电珠后来 忽然发光,由于大部分电流流过电流表造成电流表从示数不为零到线圈烧断,是 c;在③中 伏特表和安培表应该互换位置,由于伏特表串联造成电珠 L 不亮,电流表示数几乎为零, 是 a;在④中安培表使电珠短路,电珠 L 始终不亮,电流表从示数增大到线圈烧断,是 d。 即①②③④分别对应 bcad。正确的是 A。 21.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过 N 年,该行星会运行到日地连线的 延长线上,如题 21 图所示。该行星与地球的公转半径比为 A. (

N ?1 2 )3 N

B. (

N 2 )3 N ?1

C. (

N ?1 3 )2 N

D. (

N 3 )2 N ?1

[来源:

答案:B 解析:由图可知行星的轨道半径大周期长。每过 N 年,该行星会运行到日地连线的延长线 上, 说明从最初在日地连线的延长线上开始, 每一年地球都在行星的前面比行星多转圆周的 N 分之一,N 年后地球转了 N 圈,比行星多转 1 圈,即行星转了 N-1 圈从而再次在日地连
3 2 r地 T地 N ? 线的延长线上。 所以行星的周期是 年,根据开普勒第三定律有 3 则答案是 B。 2 N ?1 r行 T行

第二卷
22. (19 分) (1)某电动机的三组线圈①、②、③阻值相同,均为几欧姆,接法可能是题 22 图 1 中甲、 乙两种之一,A、B 和 C 是外接头。现有一组线圈断路,维修人员通过多用电表测量外接头 之间的电阻来判断故障,若测 A 和 B 之间、B 和 C 之间、A 和 C 之间的电阻时,多用电表 指针偏转分别如题 22 图 2 (a) (b) 、 (c) 、 所示, 则测量中使用的欧姆档的倍率是 (填 ? 1 、 ?10 、 ? 100 或 ?1k ) ,三组线圈的接法是 (填甲或乙) ,断路线圈是 (填①、②或③) 。

4

(2)某同学设计了如题 22 图 3 所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、 滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动 摩擦因数 μ。滑块和托盘上分别放有若干 砝码,滑块质量为 M,滑块上砝码总质量为 m′,托盘和盘中砝码的总质量为 m。实验中, 滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度 g 取 10m/s2。 ①为测量滑块的加速度 a ,须测出它在 A、B 间运动的 与 ,计算 a 的运动 学公式是 ;

②根据牛顿运动定律得到 a 与 m 的关系为:

a?

?1 ? ? ? g m ? ? g M ? ? m? ? m?

他想通过多次改变 m ,测出相应的 a 值,并利用上式来计算 ? 。若要求 a 是 m 的一次函数, 必须使上式中的 保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置 于 ; ③实验得到 a 与 m 的关系如题 22 图 4 所示,由此可知 μ= (取两位有效数字)

5

答案:(1)×1 ,乙 ,③(2) m ? m ? ,滑块上; (3)0.23(0.21~0.25) 解析:(1)由于所测电阻均为几欧姆,串联后还是几欧姆,所以欧姆档的倍率选择×1;所 测值分别是 4Ω 、4Ω 和 8Ω ,说明接法是乙,断路的是③。因为采用甲接法时测量值应该有 两个是无穷大,一个是 8Ω 。 ( 2 )①滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动,根据 s ?

1 2 at 得 2

a?

2s ,所以需要测量的是位移和时间。 t2

②根据整体法有

mg ? ? ( M ? m?) g mg ? ? ( M ? m ? m?) g ? ?mg (1 ? ? ) g ? ? m ? ?g ,若要求 M ? m ? m? M ? m ? m? M ? m ? m? (1 ? ? ) g 不变, 即使 m ? m ? 不变, 在增大 m 时等量减小 m′, a 是 m 的一次函数必须使 M ? m ? m? a?
所以实验中应将从托盘中取出的砝码置于滑块上。 (3)将

a ? ?g a 2 ? ?g (1 ? ? ) g 取为 k,有 k ? 1 ,在图像上取两点将坐标代入解得 ? M ? m ? m? m1 m2

? ? 0.23(在 0.21 到 0.25 之间是正确的)
23. (16 分) 有人设计了一种可测速的跑步机, 测速原理如题 23 图所示, 该机底面固定有间距为 L 、 长度为 d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为 B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场, 且接有电压表和电阻 R ,绝缘橡胶带上镀有间距为 d 的平行细金属条,磁场中始终仅有一根 金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻,若橡胶带匀速运动时,电压表读数为 U ,求: (1)橡胶带匀速运动的速率; (2)电阻 R 消耗的电功率; (3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。
[来

6

U BLUd U2 答案:(1) v ? (2) P ? (3) W ? BL R R
解析:(1)设电动势为 E,橡胶带运动速率为 v。由: E ? BLv , E ? U ,得: v ? (2)设电功率为 P, P ?

U BL

U2 R

(3)设电流强度为 I,安培力为 F,克服安培力做的功为 W。

I?

U BLUd , F ? BIL , W ? Fd ,得: W ? R R

24. (18 分) 如题 24 图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为 m,人在极端 的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离 L 时与第二辆车相碰,两车以 共同速度继续运动了距离 L 时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离 L 时停止。车 运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的 k 倍, 重力加速度为 g,若车与车之间仅在碰撞时发 生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力,求:

(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功; (2)人给第一辆车水平冲量的大小; (3)第一次与第二次碰撞系统功能损失之比。 答案:(1) W ? ?6kmgL (2) I ? 2m 7kgL (3) ?E k1 / ?E k 2 =13/3 解 析 : ( 1 ) 设 运 动 过 程 中 摩 擦 阻 力 做 的 总 功 为 W , 则

W ? ?k m ? g 2L k m ? g 3k L m ? g ?L 6k m g L
7

(2)设第一车初速度为 u0,第一次碰前速度为 v1,碰后共同速度为 u1;第二次碰前速度为 v2,碰后共同速度为 u2;人给第一车的水平冲量大小为 I。 由: ? kmgL ?

1 2 1 1 1 2 2 2 mv1 ? mu 0 , ? 2kmgL ? (2m)v 2 ? (2m)u1 2 2 2 2 1 2 ? 3kmgL ? 0 ? (3m)u 2 , mv 1 ? 2mu 1 2

2mv2 ? 3mu2 ,得: I ? mu0 ? 0 ? 2m 7kgL
(3)设两次碰撞中系统动能损失分别为 ?E k1 和 ?E k 2 由 ?E k 1 ? 25. (19 分) 某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动,如题 25 图所示,材料表面上 方矩形区域 PP'N'N 充满竖直向下的匀强电场,宽为 d;矩形 区域 NN'M'M 充满垂直纸面向 里的匀强磁场,磁感应强度为 B,长为 3s,宽为 s;NN'为磁场与电场之间的薄隔离层。一 个电荷量为 e、 质量为 m、 初速为零的电子, 从 P 点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场, 电子每次穿越隔离层,运动方向不变,其动能损失是每次穿越前动能的 10%,最后电子仅 能从磁场边界 M'N'飞出。不计电子所受重力。 (1)求电子第二次与第一次圆周运动半径之比; (2)求电场强度的取值范围; (3)A 是 M′N′的中点,若要使电子在 A、M′间垂直于 A、M′飞出,求电子在磁场区域 中运动的时间。

13 3 kmgL , ?E k 2 ? kmgL ,得: ?E k1 / ?E k 2 =13/3 2 2

答案:(1) R1∶R2 ? 0.9 (2)

5?m B 2 es 2 5B 2 es 2 <E≤ (3) t ? 2eB 9m d 80m d

解析:(1)设圆周运动的半径分别为 R1、R2、?Rn、Rn+1?,第一和第二次圆周运动速率 分别为 v1 和 v2,动能分别为 Ek1 和 Ek2 由: Ek 2 ? 0.81Ek1 , R1 ? 得: R1∶R2 ? 0.9 (2)设电场强度为 E,第一次到达隔离层前的速率为 v′
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m v1 m v2 1 1 2 2 , R2 ? , E k 1 ? mv 1 , E k 2 ? mv 2 2 2 Be Be

由: eEd ?

1 1 1 5B 2 es 2 mv ? 2 , 0.9 ? mv ? 2 ? mv 12 ,R1≤s,得: E≤ 2 2 2 9m d

又由: Rn ? 0.9 n?1 R1 , 2R1 (1 ? 0.9 ? 0.9 2 ? ? ? 0.9n ? ?) ? 3s ,得:E >

B 2 es 2 80m d

电场强度的取值范围为

B 2 es 2 5B 2 es 2 <E≤ 9m d 80m d

(3)设电子在匀强磁场中,圆周运动的周期为,运动的半圆周个数为 n,运动总时间为 t 由题意,有:

2 R1 (1 ? 0.9 n ) s ? Rn?1 ? 3s ,R1≤s, Rn?1 ? 0.9 n R1 , Rn?1 ≥ 2 1 ? 0.9
2?m 5?m ,得: t ? eB 2eB

得:n=2,由: T ?

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