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2011全国新课标理综物理试题及详细答案。。


2011 全国新课标理综物理试题
二、选择题:本大题共 8 小题,每小题 6 分,在每小题给出的四个选项中,有的只有一项 符合题目要求,有的有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有 选错的得 0 分。 14.为了解释地球的磁性,19 世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I 引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向

的是

15.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能 A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零,再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小 D. 先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大 16.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距 离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是 A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小 B. 蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加 C. 蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D. 蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 17.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为 1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定 电压为 220V,额定功率为 22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正 常发光。若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数,则

18.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保 持良好接触。电流 I 从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形 成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场) ,磁感应强度的大小与 I 成正比。通电

的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2 倍,理论上可采用的方法是

A.只将轨道长度 L 变为原来的 2 倍 B.只将电流 I 增加至原来的 2 倍 C.只将弹体质量减至原来的一半 D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度 L 变为原来的 2 倍,其它量不变 19.卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从 你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:月球绕地球运动 的轨道半径约为 3.8×10 m/s) A.0.1s B..25s C.0.5s D.1s 20.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c,已知质点的速率是递减 的。关于 b 点电场强度 E 的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)
5

21.如图,在光滑水平面上有一质量为 m1 的足够长的木板,其上叠放一质量为 m2 的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt(k 是常数) ,木板和木块加速度的大小分别为 a1 和 a2,下列反映 a1 和 a2 变化的图线中正确的是

22.(5 分) 为了测量一微安表头 A 的内阻,某同学设计了如图所示的电路。图中,A0 是标准电 流表,R0 和 RN 分别是滑动变阻器和电阻箱,S 和 S1 分别是单刀双掷开关和单刀开关,E 是 电池。完成下列实验步骤中的填空:

(1)将 S 拨向接点 1,接通 S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置, 记下此时_____的读数 I; (2)然后将 S 拨向接点 2,调节________,使________,记下此时 RN 的读数; (3)多次重复上述过程,计算 RN 读数的________,此即为待测微安表头内阻的测 量值。 23.(10 分) 利用图 1 所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电 门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的 滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所 用的时间 t。改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下 滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离 s,记下相应的 t 值;所得数据如下表所示。

完成下列填空和作图: (1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 v1 测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是_______;

(2)根据表中给出的数据,在图 2 给出的坐标纸上画出

图线;

(3)由所画出的

图线,得出滑块加速度的大小为 a=____________m/s (保留 2 位有

2

效数字) 。 24.(13 分) 甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔 内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间 间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一 半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。 25.(19 分) 如图,在区域 I(0≤x≤d)和区域 II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小 分别为 B 和 2B,方向相反,且都垂直于 Oxy 平面。一质量为 m、带电荷量 q(q>0)的粒 子 a 于某时刻从 y 轴上的 P 点射入区域 I,其速度方向沿 x 轴正向。已知 a 在离开区域 I 时,速度方向与 x 轴正方向的夹角为 30°;因此,另一质量和电荷量均与 a 相同的粒子 b 也从 p 点沿 x 轴正向射入区域 I,其速度大小是 a 的 1/3。不计重力和两粒子之间的相互作 用力。求 (1)粒子 a 射入区域 I 时速度的大小; (2)当 a 离开区域 II 时,a、b 两粒子的 y 坐标之差。

(二)选考题:共 45 分。请考生从给出的 3 道物理题,3 道化学题、2 道生物题中每科 任选一题作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须 与所涂提米的题号一致,在答题卡上选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做 的第一题计分。 33.【物理——选修 3-3】 (15 分)

(1) 分)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是______。 (6 (选对一个给 3 分, 选对两个给 4 分,选对 3 个给 6 分。每选错一个扣 3 分,最低得分为 0 分) A 若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变 B 若气体的内能不变,其状态也一定不变 C 若气体的温度随时间不段升高,其压强也一定不断增大 D 气体温度每升高 1K 所吸收的热量与气体经历的过程有关 E 当气体温度升高时,气体的内能一定增大 (2) (9 分)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长 l1=66cm 的水银 柱,中间封有长 l2=6.6cm 的空气柱,上部有长 l3=44cm 的水银柱,此时水银面恰好与管口 平齐。已知大气压强为 Po=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周,求 在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动 过程中没有发生漏气。 34.【物理——选修 3-4】 (1)运动周期为 T,振幅为 A,位于 x=0 点的被波源从平衡位置沿 y 轴正向开始做简洁震 动,该波源产生的一维简洁横波沿 x 轴正向传播,波速为 ? ,传播过程中无能量损失,一 段时间后,该震动传播至某质点 p,关于质点 p 振动的说法正确的是______。 A 振幅一定为 a B 周期一定为 t C 速度的最大值一定为

? ?

D 开始振动的方向沿 y 轴向上活向下取决去他离波源的距离 E 若 p 点与波源距离 s= t,则质点 p 的位移与波源的相同 (2)一半圆柱形透明物体横截面如图所示,地面 AOB 镀银, o 表示半圆截面的圆心,一束光线在横截面内从 M 点的入射角为 30 ? , 角 MOA=60 ? , 角 NOB=30 ? 。求

(1) 光线在 M 点的折射角 (2) 透明物体的折射率 35.【物理——选修 3-5】 (1)在光电效应试验中,某金属的截止频率相应的波长为 ? ,该金属的逸出功为 ______。若用波长为 ? ( ? < ? )单色光做实验,则其截止电压为______。已知电子的电 荷量,真空中的光速和布朗克常量分别为 e,c 和 h (2)如图,ABC 三个木块的质量均为 m。置于光滑的水平面上,BC 之间有一轻质弹簧,弹 簧的两端与木块接触可不固连,将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把 BC 紧连,是弹簧不能 伸展,以至于 BC 可视为一个整体,现 A 以初速 ? 0 沿 BC 的连线方向朝 B 运动,与 B 相碰并 粘合在一起,以后细线突然断开,弹簧伸展,从而使 C 与 A,B 分离,已知 C 离开弹簧后的

速度恰为 ? 0 ,求弹簧释放的势能。

2011 全国理综物理试题解析:
14、选 B。由于地磁场的北极在地球的南极附近,由安培定则可知,安培假设中环形电 流方向如 B 图所示,故 A、C、D 错,B 正确。 15、选 A、B、 D。当恒力方向与速度方向相同时,物体加速,动能一直增大,故 A 正 确。当恒力方向与速度方向相反时,物体开始减速至零,再反向加速,动能先减小再增 大,故 B 正确。当恒力与速度成小于 90°夹角时,把速度沿恒力方向和垂直方向分解,物 体做曲线运动,速度一直增大,故 C 错。当恒力与速度成大于 90°的夹角时,把速度沿恒 力方向和垂直方向分解,开始在原运动方向物体做减速运动直至速度为 0,而在垂直原运 动方向上物体速度逐渐增加,某一时刻物体速度最小,此后,物体在恒力作用下速度增 加,其动能经历一个先减小到某一数值,再逐渐增大的过程,故 D 正确。 16、选 A、B、C。运动员在下落过程中,重力做正功,重力势能减小,故 A 正确。蹦极 绳张紧后的下落过程中,弹性力向上,位移向下,弹性力做负功,弹性势能增加,故 B 正 确。选取运动员、地球和蹦绳为一系统,在蹦极过程中,只有重力和系统内弹力做功,这 个系统的机械能守恒,故 C 正确。重力势能改变的表达式为?Ep=mg?h,由于?h 是绝对的 与选取的重力势能参考零点无关,故 D 错。 17、选 A。在副线圈电路中,I2= I1=0.2A,故 B、C、D 错,A 正确 18、选 B、D。设发射速度为 v 时,对应的电流为 I,弹体的质量为 m,轨道长度为 L,当速度为 2v 时,对应的电流为 I′,弹体的质量为 m′,轨道长度为 L′,依题意有, 1 1 1 B=kI,F=BIa=kI2a,由动能定理得,FL= mv2,即 kI2aL= mv2,同理有 kI′2aL′= m′4v2, 2 2 2 I2L m′ 1 两式相比可得: 2 = ,四个选项中只有 BD 两个选项使前式成立,故 A、C 错,B、D I′ L′m 4 正确。 19 、 选 B 。 根 据 开 普 勒 第 三 定 律 可 得 :
3 3 r月 r卫 ? 2 ,则同步卫星的轨道半径为 2 T月 T卫

P U1 n1 I2 n1 =0.1A,再根据 = ,及 = ,得 U1=110V, U U2 n2 I1 n2

r卫 ? 3 (

T卫 2 r月 )r月 ,代入题设已知得,r 卫= =4.22×107m,因此同步卫星到地面的最近 T月 3 2
27

距离为 L= r 卫-r=4.22×107m-6.4× 6m=3.58× 7m,从发出信号至对方接收到信号所需最 10 10 2L 短时间?t= =2.4s,即 A、C、D 错,B 正确。 c 20、选 D。由于质点沿曲线 abc 从 a 运动到 c,且速率递减,可知速度的改变量不可 能沿切线方向,只可能沿左下方向,即加速度的方向沿此方向,也即质点受电场力方向沿 此方向,由于质点带负电,故知电场方向可能沿右上方向,故 A、B、C 错,D 正确。 21、选 A。开始运动时 F 较小,两物体之间为静摩擦力不会相对滑动,由牛顿第二定 律有,kt=(m1+m2)a,解得 a= k t,在 a—t 图象中是一条直线,设 m1 与 m 之间 2 m1+m2

的动摩擦因数为μ , m1 的最大加速度 a1 ?

? m2g
m1

, 当 F 增大到使 m2 的加速度 a2> ? g 时,

两物体开始分离,此时两物体之间为滑动摩擦力,对 m1 应用牛顿第二定律有,μm2g= m1 μm2g a1,解得 a1= 为定值,在 a—t 图象中是一条平行于水平 t 轴的直线,对 m2 应用牛顿 m1 第二定律有,kt-μm2g= m2 a2,解得 a2= k k k t-μg,由于 > ,即分离后在 a—t m2 m2 m1+m2

图象中 a2 的斜率更大,故 B、C、D 错,A 正确。 22、 (1)将 S 拨向接点 1,接通 S1,通过调节滑动变阻器 R0,使待测表头指针偏转到适 当位置,记下此时 A0(或标准电流表)的读数 I; (2)然后将 S 拨向接点 2,保持 R0 不 变,调节变阻箱 RN,使 A0(或标准电流表)的读数仍为 I,记下此时 RN 的读数,在实验 期间,用 RN 代替了 A 表,而标准表 A0 的读数不变,故此 RN 的读数就是待测表 A 的内阻; (3)为提高精确度,实验时要多次重复上述过程,计算 RN 读数的平均值,此即为待测微 安表头内阻的测量值。 答案: (1) R0 A0 (或标准电流表) (2) RN

A0 (或标准电流表)的读数仍为 I (3)平均值
1 1 23、 (1)由运动学公式 s=v0t+ at2=(v1-at)t+ at2= 2 2 1 2 s 1 s - at +v1t,形变为 =- at+v1,从此式可知, - 2 t 2 t t 图线是一条斜率为负的直线; (2)根据题目提供的 s 数据按 进行处理,把处理的数值对应描点,然后用 t 一根直线连接这些点,所得图象如图所示;

1.8-1.2 s 1 1 (3)由图线知斜率绝对值为 k= =1.0,又从 =- at+v1 知,斜率的绝对值为 a, t 2 2 0.8-0.2 故有 1 a=1.0,即 a=2.0m/s2 2 答案: (1)

s 1 1 ? ? at ? v1 或 s ? ? at2 ? v1t t 2 2

(2)见精析精讲图

(3)2.0(1.8~2.2 范围内均正确) 24、设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻 t0)的速度为 v,第一段时间间隔内行驶的路 程为 s1,加速度为 a,在第二段时间间隔内行驶的路程为 s2,由运动学公式有, v=a t0 1 s1= a t02 2 ① ② ③

1 s2=v t0+ 2a t02 2

设汽车乙在时刻 t0 的速度为 v′,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为 s1′、s2′,同 理有, v′=2a t0 1 s1′= 2a t02 2 1 s2′=v′ t0+ a t02 2 ④ ⑤ ⑥

设甲、乙两车行驶的总路程分别为 s、s′,则有 s= s1+s2 s′= s1′+s2′ ⑦ ⑧

联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶路程之比为 s 5 = s′ 7 5 答案: 7 25、 (1)设粒子 a 在 I 内做匀速圆周运动的圆心为 C(在 y 轴上) ,半径为 Ra1,粒子速 率为 va,运动轨迹与两磁场区域边界的交点为 P′,如图,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律

有, va2 qvaB=m Ra1 ① ②

由几何关系有∠PCP′=θ d Ra1= sinθ ③

式中θ =30°,由上面三式可得 va= 2dqB m ④

(2)设粒子 a 在 II 内做圆周运动的圆心为 Oa,半径为 Ra2,射出点为 Pa(图中未画出轨 迹) , ∠P′OaPa=θ′,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有, va2 q va(2B)=m Ra2 Ra1 由①⑤式得 Ra2= 2 ⑤ ⑥

C、P′、Oa 三点共线,且由⑥式知 Oa 点必位于 3 x= d 2 ⑦

的平面上,由对称性知,Pa 点与 P′的纵坐标相同,即 yPa=Ra1cosθ+h ⑧

式中,h 是 C 点的纵坐标。 设 b 在 I 中运动的轨道半径为 Rb1,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有, va m va q( )B= ( )2 3 Rb1 3 ⑨

设 a 到达 Pa 点时,b 位于 Pb 点,转过的角度为 α,如果 b 没有飞出 I,则 t θ′ = Ta2 2π t α = Tb1 2π ⑾ ⑩

式中,t 是 a 在区域 II 中运动的时间,而

2πRa2 Ta2= va 2πRb1 Tb1= va/3 由⑤⑨⑩⑾⑿⒀式得 α=30°

⑿ ⒀



由①③⑨⒁式可见,b 没有飞出 I。Pb 点的 y 坐标为 yP2=Rb1(2+cosα)+h ⒂

由①③⑧⑨⒁⒂式及题给条件得,a、b 两粒子的 y 坐标差为 2 yP2-yPa= ( 3 -2)d 3 答案: (1)

2dqB 2 3 ?2 d (2) m 3
pV =常量,当体积和压强不变时, T

?

?

33(1) 、选 A、D、E。对一定质量的理想气体,有

温度也不变,而其内能仅由温度决定,故其内能不变,因此 A 正确。在等温时,理想气体 pV 内能不变,但其状态可以变化,并遵循玻意耳定律,故 B 错。由于 =常量,当 V 与 T 成 T 正比时,p 不变,故 C 错。对气体,在等压和等容情况下,比热容不同,因此 D 正确。由 于理想气体的内能仅由温度决定,温度升高,内能增大,故 E 正确 (2) 、设玻璃管开中向上时,空气柱的压强为 p1=p0+ρ gl3 ①

式中,ρ 和 g 分别表示水银的密度和重力加速度。 玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空。设此时开口 端剩下的水银柱长度为 x,则 p2=ρgl1,p0= P2+ρgx ②

式中,p 2 为管内空气柱的压强。由玻意耳定律有 p1l2S= p2hS ③

式中,h 是此时空气柱的长度,S 为玻璃管的横截面积,由①②③式和题给条件得 h=12cm 从开始转动一周后,设空气柱的压强为 p3,则

p3=p0+ρgx 由一玻意耳定律得 p1l2S=p3h′S ⑤



式中,h′是此时空气柱的长度,由①②③⑤⑥式得, h′=9.2cm 答案:12cm 9.2 cm 34(1) 、选 A、B、E。机械波在传播过程中,把波源的信息传播出去了,即把波源的 振动周期、振幅、开始振动的方向等信息都传播出去,各质点的振动周期、振幅、开始振 动方向均与波源相同,故 D 错,A、B 正确。波的传播速度和质点的振动速度是两回事,故 C 错。当 p 点与波源距离 s=vT 时,即 p 点与波源相差一个波长,两质点的振动情况完全一 样,故 E 正确。 (2) ①如图,透明物体内部的光路为折射 MPN,Q、M 点相对于底面 EF 对称,Q、P、N 三点共线。 设在 M 点处,光的入射角为 i,折射角为 r,∠OMQ=α , ∠PNF=β ,根据题意有 α =30° 由几何关系得,∠PNO=∠PQO=r,于是 β +r=60° α +r=β 由①②③式得 r=15° ② 根据折射率公式有 sini=nsinr ④ ② ③ ①

sini sin30° 6+ 2 因此 n= = = sinr sin15° 2 答案: (1) 15
?

(2)

6+ 2 2

35(1) 、由 W=hv0=h

c c hc 1 1 hc ,又 eU=Ek,且 Ek= hv-W,v= ,所以 U= ( - )= λ0 λ e λ λ0 e

λ0-λ 。 λλ0 答案:h c hc λ0-λ λ0 e λλ0

(2) 、设碰后 A、B 和 C 的共同速度大小为 v,由动量守恒有, 3mv=mv0 ①

设 C 离开弹簧时,A、B 的速度大小为 v1,由动量守恒有, 3mv=2mv1+mv0 ②

设弹簧的弹性势能为 Ep,从细线断开到 C 与弹簧分开的过程中机械能守恒,有, 1 1 1 (3m)v2+Ep= (2m)v12+ mv02 2 2 2 由①②③式得弹簧所释放的势能为 1 Ep= m v02 3 1 答案: m v02 3 ③


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