物 理 试 题         2011.10

注意：本试卷満分120分，考试时间100分钟。请将答案填写在答题卡上，直接写在试卷上不得分。

一、单项选择题：（本题共5小题,每小题3分,满分15分。每小题只有一个选项符合题意。）

1．关于伽利略对物理问题的研究，下列说法中正确的是

A．伽利略认为，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同

B．若使用气垫导轨进行理想斜面实验，就能使实验成功

C．理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的

D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

2．2011年10月7日-16日在日本东京举行的第43届世界体操锦标赛上，我国选手陈一冰勇夺吊环冠军，成就世锦赛四冠王。比赛中他先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到图示位置，此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为θ。已知他的体重为G，吊环和绳索的重力不计。则每条绳索的张力为 

A．        B．      C． cosθ      D． sinθ

3．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是   

A．A点的电场强度大于B点的电场强度且两点电场强度方向不同

B．B、D两点的电场强度及电势均相同

C．一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先减小后增大

D．一质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功

4．小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行。设小明与车的总质量为100kg，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍， g取l0m/s2。通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近

A．10W            B．100W        C．300W             D．500W

5．如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平行。线框A固定且通有电流I，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中

A．穿过线框B的磁通量先变小后变大

B．线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针

C．线框B所受安培力的合力为零

D．线框B的机械能一直减小

二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，满分16分。每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）

6．燃气灶的点火开关有两种：一种是电脉冲点火开关，它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压，击穿空气后点火；另一种是电子压电点火开关，它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变，相应地输出很高的电压，击穿空气后点火。下面对于这两种点火开关的理解正确的是

A．电脉冲点火开关是一种传感器

B．电子压电点火开关是一种传感器

C．压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能

D．压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能

7．2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图。当它们处于图甲所示的轨道运行时，下列说法正确的是

A．神舟八号的加速度比天宫一号的大

B．神舟八号的运行速度比天宫一号的小 

C．神舟八号的运行周期比天宫一号的长

D．神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接

8．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1。电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计。下列说法正确的是

A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流

B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0

C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3V

D．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2:1

9．如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连，整个装置均处于静止状态，已知mgsinθ >Mg。现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端，铁块加速向下运动，斜面体仍保持静止。不计滑轮摩擦及空气阻力。则与放磁铁前相比

A．细线的拉力一定增大        

B．木块所受的合力可能不变

C．斜面对木块的摩擦力可能减小 

D．斜面体相对地面有向左运动的趋势

三、简答题：（本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，满分42分。请将解答填在答题卡相应的位置。）

10．（8分）某学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，图中小车的质量用M表示，钩码的质量用m表示。要顺利完成该实验，则：

⑴还需要的测量工具有  ▲  、   ▲  。

⑵为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采

取的措施是  ▲ ；要使细线的拉力约等于钩

码的总重力，应满足的条件是  　▲ 　。

⑶在保持小车所受合外力一定的情况下，对实验得到的一系列纸带进行处理，测得小车加速度a与其质量M的数据如下表：

钩码质量m=30g

数据在图示的直角坐标系中选取合适的横坐标

及标度作出图象。

11．（10分）电动自行车的电瓶用久以后性能会下

降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。

某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下

四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们

的电动势和内阻。

⑴用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电

动势。测量电池A时，多用电表的指针如图

甲所示，其读数为  ▲  V。

⑵用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的图线，如图丙。由图线C可知电池C的电动势E=  ▲  V；内阻r=  ▲  Ω。

⑶分析图丙可知，电池  ▲  (选填“A”、“B”、“C”或“D”)较优。

12.【选做题】（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答,如都作答则按A、B两小题评分。）

A.(选修模块3－3)（12分）

⑴下列说法正确的是   ▲   

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．物体的温度升高时，其分子平均动能增大

C．分子间距离逐渐增大时，分子势能逐渐减小

D．分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小

⑵空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105 J，同时气体放出热量为5.0×104J。在此过程中，该气体的内能 ▲ (选填“增加”或“减少”)了 ▲  J。

⑶空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V=1.0×103 cm3。已知水的密度＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10-2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。试求：(结果均保留一位有效数字)

①该液化水中含有水分子的总数N；

②一个水分子的直径d。

B.(选修模块3－4)（12分）

⑴下列说法正确的是   ▲   

A．X射线的频率比无线电波的频率高

B．用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小

C．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短且矮

D．做简谐运动的单摆摆长增大为原来的2倍，其周期也增大为原来的2倍

⑵一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中

x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式

为cm。则此波沿x轴   ▲   (选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为 ▲  m/s。

⑶如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h=10cm。一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点。现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O′点最远是多少？

C.(选修模块3－5)（12分）

⑴下列说法正确的是   ▲    

A．光电效应现象揭示了光具有粒子性

B．阴极射线的本质是高频电磁波

C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说

D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构

⑵如图所示为氢原子的能级示意图。现用能量介于10eV—12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是   ▲      

A．照射光中只有一种频率的光子被吸收

B．照射光中有三种频率的光子被吸收　　

C．氢原子发射出三种不同波长的光

D．氢原子发射出六种不同波长的光

⑶室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核放出某种粒子x后变成钋核，粒子x的动能为Ek1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。试回答以下问题：

①写出上述衰变的核反应方程（请用物理学上规定的符号表示粒子x）；

②求钋核的动能Ek2。

四、计算题：（本题共3小题,满分47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。）

13．（15分）在一次消防逃生演练中，队员从倾斜直滑道AB的顶端A由静止滑下，经B点后水平滑出，最后落在水平地面的护垫上（不计护垫厚度的影响）。已知A、B离水平地面的高度分别为H=6.2m、h＝3.2m，A、B两点间的水平距离为L=4.0m，队员与滑道间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10m/s2。求： 

⑴队员到达B点的速度大小；

⑵队员落地点到B点的水平距离；

⑶队员自顶端A至落地所用的时间。 

14．（16分）两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。

⑴求ab杆下滑的最大速度vm；

⑵ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。

15．（16分）如图甲所示的控制电子运动装置由偏转电场、偏转磁场组成。偏转电场处在加有电压U、相距为d的两块水平平行放置的导体板之间，匀强磁场水平宽度一定，竖直长度足够大，其紧靠偏转电场的右边。大量电子以相同初速度连续不断地沿两板正中间虚线的方向向右射入导体板之间。当两板间没有加电压时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当两板间加上图乙所示的电压U时，所有电子均能通过电场、穿过磁场，最后打在竖直放置的荧光屏上。已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子的重力及电子间的相互作用，电压U的最大值为U0，磁场的磁感应强度大小为B、方向水平且垂直纸面向里。

（1）如果电子在t=t0时刻进入两板间，求它离开偏转电场时竖直分位移的大小。

（2）要使电子在t=0时刻进入电场并能最终垂直打在荧光屏上，匀强磁场的水平宽度l为多少？

（3）证明：在满足（2）问磁场宽度l的条件下，所有电子自进入板间到最终打在荧光屏上的总时间相同。

参及评分标准       2011.10

选择题：

11．⑴ 11.0 (2分，答“11”也给2分)     ⑵ 12， 1   (每空3分)     ⑶ C (2分)

12.【选做题】

A.(选修模块3－3)（12分）

⑴BD   (4分)

⑵ 增加，1.5×105 (每空2分)

⑶①水的摩尔体积为

V0＝＝＝1.8×10-5 m3/mol    （1分）

水分子数：N＝＝≈3×1025个  （1分）

②建立水分子的球模型有  （1分） 

得水分子直径d＝=＝4×10-10 m   （1分） 

B.(选修模块3－4)（12分）

⑴  AB  （4分）（每空2分） 

⑵ 负 （2分）  10m/s  (2分)

⑶光屏上的光点将向右移动。（1分）             

如图，设玻璃砖转过角时光点离O′点最远，记此时光点位置为A，此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为C．由折射定律有     （1分）

由几何关系知，全反射的临界角C==45°        （1分）

光点A到O′的距离cm   （1分）

C.(选修模块3－5)（12分）

(1)AD （4分） （2）BD  (4分)

（3）①（2分）

② 设粒子x的质量为m1、速度为v1，钋核的质量为m2、速度为v2

   根据动量守恒定律 有         （1分）

   钋核的动能（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．（15分）解：

（1）设滑道的长度为LAB，倾角为θ，根据动能定理  有

              （2分）

                   （2分）

（2）根据平抛运动的公式  有

，                             （2分）

得水平距离                    （2分）

（3）设在滑道上运动的时间为t1，加速度为a，根据牛顿第二定律 有

                         （2分）

得=3.6m/s2                （1分）

        根据运动学公式 有         （2分）

得t1=s=1.67s ，t2=0.80s                        （1分）

运动的总时间t= t1+ t2=2.47s                       （1分）

注：其他解法正确同样给分。

       根据运动学公式 有  得s

14．（16分）解：

⑴ 根据法拉第电磁感应定律 欧姆定律 安培力公式和牛顿第二定律 有

                           （1分）

                             （1分）

                          （1分）

                      （1分）

即

当加速度为零时，速度达最大，速度最大值（1分）

⑵根据能量守恒定律  有

                （3分）

得             （2分）

⑶ 根据电磁感应定律 有        （2分）

根据闭合电路欧姆定律 有      （1分）

感应电量         （2分）

得            （1分）

15．（16分）解：

（1）电子在t=t0时刻进入两板间，先做匀速运动，后做类平抛运动，在2t0～3t0时间内发生偏转   

                               （2分）

                     （2分）

（2）设电子从电场中射出的偏向角为θ，速度为v，则

                   （2分）

电子通过匀强磁场并能垂直打在荧光屏上，其圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律 有

                        （2分）

由几何关系得               （1分）

得 水平宽度             （1分）

（3）证明：无论何时进入两板间的电子，在两板间运动的时间均为      （1分）

射出电场时的竖直分速度均相同，                    （1分）

射出电场时速度方向与初速v0方向的夹角均相同，满足(1分）

因进入偏转磁场时电子速度大小相同，方向平行，所以电子在磁场中的轨道半径相同，都垂直打在荧光屏上                                     （1分）

根据几何关系，电子在磁场中运动轨迹所对的圆心角必为，则在磁场中运动时间

                                                     （1分）

综上所述，电子运动的总时间，即总时间相同。         下载本文