2003年高考物理试题全集.doc

1 2003 年高考物理试题全集年高考物理试题全集 目 录 2003 年江苏高考物理试题年江苏高考物理试题2 2003 年上海高考物理试题年上海高考物理试题11 2003 年高考理科综合能力测试（物理部分）年高考理科综合能力测试（物理部分）21 2003 年理科综合能力测试（天津卷）年理科综合能力测试（天津卷） （物理部分）（物理部分）27 2003 年春季高考试年春季高考试理科综测试理科综测试(物理部分物理部分).28 2003 年高考（上海卷）综合能力测试试卷（理科使用）年高考（上海卷）综合能力测试试卷（理科使用）33 2003 年高考（广东、辽宁卷）综合能力测试年高考（广东、辽宁卷）综合能力测试35 2 2003 年江苏高考物理试题年江苏高考物理试题 第卷（选择题共 40 分） 一、本题共 10 小题；每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个 选项正确，有的小题由多个选项正确。全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的 得 0 分。 1.下列说法中正确的是 （A） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力 2.用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（AC） A.光电子的最大初动能不变 B.光电子的最大初动能减少 C.单位时间内产生的光电子数减少 D.可能不发生光电效应 3.如图，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间 距离的关系如图中曲线所示。F0 为斥力，F。已知此光束由红光和蓝光组成。则当光束透过 b 板后 （D） A.传播方向相对于入射光方向向左偏转角 B.传播方向相对于入射光方向向右偏转角 C.红光在蓝光的左边 D.红光在蓝光的右边 第卷（110 分） 二、本题共 3 小题，共 21 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。 11.（6 分）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且 模糊不清的波形。 若要增大显示波形的亮度，应调节_旋钮。 若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节_旋钮。 若要将波形曲线调至屏中央，应调节_与_旋钮。 答案：辉度（或写为 ） 聚焦（或写为） 垂直位移（或写为 ）水平位移（或写为）A P a b 左 右 5 12.（7 分）实验装置如图 1 所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在 木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在 木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图 2 给出了重物落地后，打点 计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数。要求写 出主要的运算过程。结果保留 2 位有效数字。 （打点计时器所用交流电频率为 50Hz，不计纸 带与木块间的拉力。取重力加速度 g=10m/s2） 打点计时器纸带 图 1 纸带运动方向 7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31 图 2单位：cm 分析与解答： 由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间 T 内的位移分别是： s17.72cm， s27.21cm， s36.71cm， s46.25cm, s55.76cm， s65.29cm， s74.81cm， s84.31cm， 以 a 表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有 s=(s5s1)+(s6s2)+(s7s3)+(s8s4)4aT2 4 1 又知 T=0.04s 解得 a=3.0m/s2 重物落地后木块只受摩擦力的作用，以 m 表示木块的质量，根据牛顿定律，有 mg=ma 解得：=0.30 13.（8 分）要测量一块多用电表直流 10mA 档的内阻 RA（约 40） 。除此多用电表外，还有下 列器材：直流电源一个（电动势 E 约为 1.5V，内阻可忽略不计） ，电阻一个（阻值 R 约为 150） ，电键一个，导线若干。 要求：写出实验步骤。给出 RA的表达式。 分析与解答： 实验步骤： 6 用多用电表的直流电压档测量电源电动势 E。 用多用电表的 档测电阻阻值 R。 将多用电表置于电流 10mA 档，与电阻 R 及电键串联后接在电源两端。合上电键，记下 多用电表读数 I。 R I E RA 三、本题共 7 小题，89 分。解答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。 14.据美联社 2002 年 10 月 7 日报道，天文学家在太阳系的 9 大行星之外，又发现了一颗比地球 小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期为 288 年。若把它和地球绕太阳公转的轨 道都看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍？（最后结果可用根式表示） 14 （12 分） 解：设太阳的质量为 M；地球的质量为 m0，绕太阳公转周期为 T0，与太阳的距离为 R0，公 转角速度为0；新行星的质量为 m，绕太阳公转周期为 T，与太阳的距离为 R，公转角速度 为。则根据万有引力定律合牛顿定律，得： 0 2 00 2 0 0 Rm R GMm 22 2 Rm R GMm 0 0 2 T 2 T 由以上各式得 3 2 00 T T R R 已知 T=288 年，T0=1 年，得 32 0 28844或 R R 15.（12 分）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速 7 下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比 于速度 v 且正比于球半径 r，即阻力 f=krv，k 是比例系数。对于常温下的空气，比例系数 k=3.410-4Ns/m2。已知水的密度=1.0103kg/m3，取重力加速度 g=10m/s2。试求半径 r=0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的终极速度 vr。 （结果取两位数字） 15. （12 分） 解：雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；空气阻力，方向向上。 当雨滴达到终极速度 vr后，加速度为零，二力平衡，用 m 表示雨滴质量，有 mg=krvr m= r3 由以上两式得终极速度 k gr v 3 4 2 r 带入数值得 vr=1.2m/s 16.（13 分）在如图所示的电路中，电源的电动势 E=3.0V，内阻 r=1.0；电阻 R1=10，R2=10，R3=30，R4=35；电容 器的电容 C=100F。电容器原来不带电。求接通电键 K 后流 过 R4=的总电量。 16 （13 分） 解：由电阻的串联公式，得闭合电路的总电阻为 Rr RRR RRR 321 321 )( 由欧姆定律得，通过电源的电流 I R E 电源的端电压 UEIr 电阻 R3 两端的电压 UU RR R 32 3 通过 R4 的总电量就是电容器的电量 QC U 由以上各式并代入数据得 Q2.0104C 17.（13 分）串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图，其 R1 R2 R3 R4 C K E，r 4 3 8 中加速管的中部 b 处有很高的正电势 U，a、c 两端均有电极接地（电势为零） 。现将速度很 低的负一价碳离子从 a 端输入，当离子到达处时，可被设在处的特殊装置将其电子剥离， 成为 n 价正离子，而不改变其速度大小。这些正 n 价碳离子从 c 端飞出后进入一与其速度方 向垂直的、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，在磁场中做半径为 R 的圆周运动。已知碳离子的 质量为 m=2.010-26kg，U=7.5105V，B=0.50T，n=2，基元电荷 e=1.610-19C，求 R。 17.（13 分） 解：设碳离子到达 b 处的速度为 v1，从 c 端射出时的速度为 v2，由能量关系得 m=eU 2 1 2 1 v m=mneU 2 1 2 2 v 2 1 2 1 v 进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得 nev2B=m R v2 2 由以上三式可得 R e nmU nB ) 1(21 由式及题给数值得 R0.75m 18.（13 分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为 r0=0.10/m，导轨的端点 P、Q 用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离 l=0.20m。有 随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度 B 与时间 t 的关系为 B=kt，比例系数 k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。 在 t=0 时刻，金属杆紧靠在 P、Q 端，在外力作用下， 杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求 在 t=6.0s 时金属杆所受的安培力。 18.（13 分） 解：以 a 表示金属杆的加速度，在 t 时刻，金属杆与初始位置的距离为 L 2 2 1 at 此时杆的速度 v=at 这时，杆与导轨构成的回路的面积 SLI P Q 1 2 9 回路中的感应电动势 ESBlv t B 而 Bkt k t B t BtttB )( 回路中的总电阻 R2Lr0 回路中的感应电流 i= 作用于的安培力 FBli R E 解得 F t r lk 0 22 2 3 代入数据为 F1.44103N 19.（13 分）图 1 所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端栓一小物块 A，上端固定在 C 点 且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为 m0的子弹 B 沿水平方向以速度 v0射入 A 内（未穿透） ，接着两者一起绕 C 点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略 的条件下测力传感器测得 绳的拉力 F 随时间 t 的变 化关系如图 2 所示。已知 子弹射入的时间极短，且 图 2 中 t=0 为 A、B 开始 以相同速度运动的时刻。根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身 性质的物理量（例如 A 的质量）及 A、B 一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结 果？ 19.（13 分） 解：由图 2 可直接看出，A、B 一起做周期性的运动 T2t0 令 m 表示 A 的质量，l 表示绳长。v1表示 B 陷入 A 内时即 t=0 时，A、B 的速度（即圆周运 动的最低点） ，v2表示运动到最高点的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动 到最高点时的拉力，根据动量守恒定律，得 m0v0=(m0+m)v1 在最低点处运用牛顿定律可得 A B v0 图 1 C F Fm Ot t0 3t0 5t0 图 2 10 F1(m+m0)g=(m+m0) l v2 1 F2(m+m0)g=(m+m0) l v2 2 根据机械能守恒可得 2l(m+m0)g=(m+m0)(m+m0) 2 1 2 1 v 2 1 2 2 v 由图 2 可知 F20 F1=Fm 由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是 m=m0 g Fm 6 l= g F vm m 2 2 0 2 0 5 36 A、B 一起运动过程中的守恒量是机械能 E，若以最低点为势能的零点，则 E(m+m0) 2 1 2 1 v 由式解得 Eg m F vm 2 0 2 0 3 11 20.（13 分）如图 1，在光滑水平长直轨道上，放着一个静止的弹簧振子，它由一轻弹簧两端 各联结一个小球构成，两小球质量相等。现突然给左端小球一个向右的速度 u0，求弹簧第一 次恢复到自然长度时，每个小球的速度。 如图 2，将 N 个这样的振子放在该轨道上。最左边的振子 1 被压缩至弹簧为某一长度后 锁定，静止在适当位置上，这时它的弹性势能为 E0。其余各振子间都有一定的距离。现解除 对振子 1 的锁定，任其自由运动，当它第一次恢复到自然长度时，刚好与振子 2 碰撞，此后， 继续发生一系列碰撞，每个振子被碰后刚好都是在弹簧第一次恢复到自然长度时与下一个振 子相碰。求所有可能的碰撞都发生后，每个振子弹性势能的最大值。已知本题中两球发生碰 撞时，速度交换，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。 11 1 2 3 4 N 左 左 右 右 图 1 图 2 20. (13 分) 解：（1）设小球质量为 m，以 u1、u2分别表示弹簧恢复到自然长度时左右两端小球的速度。 由动量守恒和能量守恒定律有 mu1+mu2=mu0 （以 向右为速度正方向） 2 0 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 mumumu 解得 u1=u0，,u2=0 或 u1=0，u2=u0 由于振子从初始状态到弹簧恢复到自然长度的过程中，弹簧一直是压缩状态，弹性力使左端 持续减速，使右端小球持续加速，因此应该取：u1=0，u2=u0 （2）以 v1、分别表示振子 1 解除锁定后弹簧恢复到自然长度时左右两小球的速度，规定向 , 1 v 右为速度的正方向。由动量守恒和能量守恒定律有 mv1+m=0 , 1 v 0 2 , 1 2 1 2 1 2 1 Emvmv 解得 v1=，或 v1，= m E0 , 1 v m E0 m E0 , 1 v m E0 在这一过程中，弹簧一直压缩状态，弹性力使左端小球向左加速，右端小球向右加速，故应 取解： v1，= m E0 , 1 v m E0 振子 1 与振子 2 碰撞后，由于交换速度，振子 1 右端小球速度变为 0，左端小球速度仍为 v1，此后两小球都向左运动。当它们向左的速度相同时，弹簧被拉伸至最长，弹性势能最大。 设此速度为 v10，根据动量守恒有 2mv10=mv1 12 用 E1表示最大弹性势能，由能量守恒有 E1 2 10 2 1 mv 2 10 2 1 mv 2 1 2 1 mv 解得 E1E0 4 1 2003 年上海高考物理试题年上海高考物理试题 一、选择题。 （共 8 小题，每小题 5 分，共 40 分。每小题给出的四个答案中，至少有一个是正 确的。 ） 1.在核反应方程的括弧中，X 所代表的粒子是 （A）(X)ONHe 17 8 14 7 4 2 A. B. C. D.H 1 1 H 2 1 e 0 1 n 1 0 2.关于机械波，下列说法正确的是 （ABC） A.在传播过程中能传递能量 B.频率由波源决定 C.能产生干涉、衍射现象 D.能在真空中传播 3.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说。从科学研究的方法 来说，这属于 （C） A.等效替代 B.控制变量 C.科学假说 D.数学归纳 4.一个质量为 0.3kg 的弹性小球，在光滑水平面上以 6m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿 相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小v 和 碰撞过程中墙对小球做功的大小 W 为 （BC） A.v=0 B.v=12m/s C.W=0 D.W=10.8J 5.一负电荷仅受电场力作用，从电场中的 A 点运动到 B 点。在此过程中该电荷做初速度为零的 匀加速直线运动，则 A、B 两点电场强度 EA、EB及该电荷在 A、B 两点的电势能A、B之 间的关系为 （AD） A.EA=EB B.EAB 6.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边 界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示， 则在移出过程中线框一边 a、b 两点间的电势差绝对值最大的是 （B） 13 a b v a b v a b v a b v A. B. C. D. 7.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 m 和 2m 的小球 A 和 B。支架的两直角边长度分 别为 2l 和 l，支架可绕固定轴 O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时 OA 边处于水 平位置，由静止释放，则 （BCD） A.A 球的最大速度为 2gl2 B.A 球的速度最大时，两小球的总重力势能最小 C.A 球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为 45 D.A、B 两球的最大速度之比 v1v2=21 8.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图 1 所示。将一块平板 玻璃放置在另一平板玻璃之上， 在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从 上往下看到的干涉条纹如图 2 所示。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在 位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应 的薄膜厚度差恒定。现若在图 1 装置中抽去一张纸片，则当光 垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 （A） A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失 B A m 2m 2l l O 两张纸片 图 1（俯视图） 图 2 14 二、填空题。 （每小题 4 分，共 12 分） 9.卢瑟福通过_实验，发现了原子中间有一个很小的核，并 由此提出了原子的核式结构模型。右面平面示意图中的四条线表示 粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条 粒子的运动轨迹。 答案： 粒子散射 10.细绳的一端在外力作用下从 t=0 时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取 15 个点，图 1 为 t=0 时刻各点所处的位置，图 2 为 t=T/4 时刻的波形图（T 为波的周期） 。在 图 3 中画出 t=3T/4 时刻 的波形图。 答案：传到 10 号点，7 号点在最高点 11.有质量的物体周围存在着引力场。万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静 电场强度的方法来定义引力场的场强。由此可得，与质量为 M 的质点相距 r 处的引力场场强 的表达式为 EG=_（万有引力恒量用 G 表示） 。 答案： 2 GM r 12.若氢原子的核外电子绕核作半径为 r 的匀速 原子核 图 1 t=0 图 2 t=T/4 图 3 t=3T/4 15 圆周运动，则其角速度=_；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的 等效电流 I=_。 （已知电子的质量为 m，电量为 e，静电力恒量用 k 表示） 答案： mr k m e mr k m e 2 , 2 13.某登山爱好者在攀登珠穆朗玛峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。这种手 表是密封的，出厂时给出的参数为：27时表内气体压强为 1105Pa；在内外压强差超过 6104Pa 时，手表表面玻璃可能爆裂。已知当时手表处的气温为-13，则手表表面玻璃爆 裂时表内气体压强的大小为_Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上 升 12m，大气压强降低 133Pa。设海平面大气压为 1105Pa，则登山运动员此时的海拔高度 约为_m。 答案： 8.7104， 6613（数值在 6550 到 6650 范围内均可） 三、实验题。 （共 30 分） 14.（5 分）如图所示，在研究平抛运动时，小球 A 沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时 撞开轻质接触式开关 S，被电磁铁吸住的小球 B 同时自由下落。改变整个装置的高度做同样 的实验，发现位于同一高度的A、B 两球总是同时落地。该实 验现象说明了A 球在离开轨道后 （C） A.水平方向的分运动是匀速直线运动 B.水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.竖直方向的分运动是自由落体运动 D.竖直方向的分运动是匀速直线运动 15.（5 分）在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的 A 单色光照射光电管式，电 流表指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射时不发生光电效应，那么 （AC） A.A 光的频率大于 B 光的频率 B.B 光的频率大于 A 光的频率 C.用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 a 流向 b A B S H 光电管 电源 G a b 16 D.用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 b 流向 a 16.（6 分）如图所示，在“有固定转动轴物体的平衡条件”实验中，调节力矩盘使其平衡，弹 簧秤的读数为 1.9（1.82.0 均可）N。此时力矩盘除受到钩码作用力 F1、F2、F3和弹簧拉力 F4外，主要还受到重力和支持力的作用。如果每个钩码的质量均为 0.1kg，盘上各圆半径分别 是 0.05m、0.10m、0.15m、0.20m（取 g=10m/s2） ，则 F2 的力矩是 0.1Ns，有同学在做实验 时，发现顺时针 力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距，检查发现读数和计算均无差错， 请指出造成这种差距的一个可能原因，并提出简单的检验方法（如图所示，将答案填在下表 空格中） ， 可能原因检验方法 例 力矩盘面没有调整到竖直用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力 矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直 答 可能原因检验方法 答轮轴摩擦力太在 安装力矩盘后，轻轻转动盘面，如果盘面转动很快 停止，说明摩擦力太大 或力矩盘重心没有在中心 安装力矩盘后，在盘的最低端做一个标志，轻轻转 动盘面，如果标志始终停在最低端，说明重心在这 个标志和中心之间 17.（7 分）有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的 压强传感器直接测得注射器内气体的压强值，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从 20.0ml 变 12.0ml。实验共测了 5 次，每次体积值直接从注射器的刻度上读得并输入计算机。同时由压 强传感器测得对应体积的压强值。实验完成后，计 算机屏幕上立刻显示出如下表中的实验结果， 压强 传感器 注射器 计算机 数据采集器械 17 序 号 V (ml) p （105Pa ） pV （105Paml） 120.01.001020.020 218.01.095219.714 316.01.231319.701 414.01.403019.642 512.01.635119.621 （1）仔细观察不难发现，pV（105Paml）一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原 因是 D A 实验时注射器活塞与筒壁的摩擦力不断增大 B.实验时环境温度增大了 C.实验时外界大气压强发生了变化 D.实验时注射器内的空气向外发生了泄漏 （2）根据你在（1）中的选择，说明为了减小误差，应采取的措施是在注射器活塞是涂增加密 封性。 18.（7 分）图 1 为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的 I-U 关系曲线 图。 为了通过测量得到图 1 所示 I-U 关系的完整曲 线，在图 2 和图 3 两个电路中应选择的是图 _；简要说明理由： _。 （电源电动势为 9V，内阻不计， 滑线变阻器的阻值为 0-100） 。 I/mA U/V 1234567 50 40 30 20 10 O 图 1 V A 图 2 V A 图 3 A R1 R2 热敏电阻 9V 图 4 18 在图 4 电路中，电源电压恒为 9V，电流表读数为 70mA，定值电阻 R1=250。由热敏电 阻的 I-U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻 R2的阻值为_。 举出一个可以应用热敏电阻的例子：_。 答案 （1）2；电压可从 0V 调到所需电压，调节范围较大。 （2）5.2；111.8（111.6112.0 均给分） （3）热敏温度计（提出其它实例，只要合理均给分） 四、 （60 分）计算题。 19.（10 分）如图所示，1、2、3 为 pV 图中一定质量理想气体的三个状态，该理想气体由状 态 1 经过过程 132 到达状态 2。试利用气体实验定律证明： 2 22 1 11 T Vp T Vp 解：设状态 3 的温度为 T 13 为等压过程 2 2 1 1 T V T V 32 为等容过程 2 2 1 1 T p T p 消去 T 即得 2 22 1 11 T Vp T Vp 20.（10 分）如图所示，一高度为 h=0.2m 的水平面在 A 点处与一倾角为=30的斜面连接， 一小球以 v0=5m/s 的速度在平面上向右运动。求小球 从 A 点运动到地面所需的时间（平面与斜面均光滑， 取 g=10m/s2） 。某同学对此题的解法为： 小球沿斜面运动，则，由此可求得落地时间 t。 tgtv h sin 2 1 sin 0 问：你同意上述解法吗？若同意，求出所需时间； 若不同意则说明理由并求出你认为正确的结果。 A h v0 19 20 （10 分） 解：不同意。小球应在 A 点离开平面做平抛运动，而不是沿斜面下滑。 正确做法为： 落地点与 A 点的水平距离 m1 2 00 g h vtvs 而斜面底宽 l=hcot=0.35m sl 小球离开 A 点后不会落到斜面，因此落地时间即为平抛运动时间，=0.2s g h t 2 21.（12 分）质量为 m 的飞机以水平速度 v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度 保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由 其它力的合力提供，不含升力） 。今测得当飞机在水平方向的 位移为 l 时，它的上升高度为 h。求：飞机受到的升力大小； 从起飞到上升至 h 高度的过程中升力所做的功及在高度 h 处飞机的动能。 21 （12 分） 解：（1）飞机水平速度不变 l=v0t 1 y 方向加速度恒定 h= 2 2 1 at 2 消去 t 即得 a = 2 0 2 2 v l h 3 由牛顿第二定律得 Fmg+ma=(1+) 02 2 2 v gl h 4 （2）升力做功 W=Fh=mgh(1+) 02 2 2 v gl h 5 在 h 处 vt=at= ah2 l hv02 6 Ek= )( 2 1 22 0t vvm) 4 1 ( 2 1 2 2 2 0 l h mv 7 22.（14 分）如图所示，OACO 为置于水平面 y x l h o 20 内的光滑闭合金属导轨，O、C 处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示） ， R1=4、R2=8（导轨其它部分电阻不计） 。导轨 OAC 的形状满足 （单位： xy 3 sin2 m） 。磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力 F 作 用下，以恒定的速率 v=5.0m/s 水平向右在导轨上从 O 点滑动到 C 点，棒与导轨接触良好且始 终保持与 OC 导轨垂直，不计棒的电阻。求：外力 F 的最大值；金属棒在导轨上运动时电 阻丝 R1上消耗的最大功率；在滑动过程中通过金属棒的电流 I 与时间 t 的关系。 22 （14 分） .解：（1）金属棒匀速运动 F外F安 BLv I=/R总 F外BIL v R LB 总 22 Lmax=2sin=2(m) 2 R总8/3() 21 21 RR RR Fmax=0.22225.03/8=0.3(N) （2）P12/R1B2L2v2/R1=0.22225.02/4=1(W) （3）金属棒与导轨接触点的长度随时间变化 L2sin(x) (m) 3 且 x=vt, =BLv, I=（A） R总 35 2sin()sin() 343 Bv vtt R 总 23.（14 分）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它 的上下底面是面积 A=0.04m2的金属板，间距 L=0.05m，当连 接到 U=2500V 的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生 一个匀强电场，如图所示。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒 U S 接地 + L 21 密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒 1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电 量为 q=+1.010-17C，质量为 m=2.010-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力， 并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上电键后：经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？除 尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？ 23.（14 分） 解：（1）当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附，烟尘颗粒受到的电 场力 F=qU/L （1） L= （2） mL qUt at 22 1 2 2 t=0.02 (s) （3）L qU m2 （2）W=NALqU （4） 2 1 =2.5104 （J） （5） （3）设烟尘颗粒下落距离为 x Ek= （6）)()( 2 1 2 xLNAx L qU xLNAmv 当 x=时，Ek 达最大， 2 L x= 2 1 2 1 at t1=0.014 (s) （7） L qU m a x 2 2003 年高考理科综合能力测试（物理部分）年高考理科综合能力测试（物理部分） 第卷 15. 如图所示，三个完全相同的金属小球 a、b、c 位于等边三角形 的三个顶点上。a 和 c 带正电，b 带负电，a 所带电量的大小比 a b c F2 F1 F4 F3 22 b 的小。已知 c 受到 a 和 b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是 B A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 16.下面列出的是一些核反应方程 D XP30 14 30 15 YBHBe 10 5 2 1 9 4 ZLiHeHe 7 3 4 2 4 2 其中 A. X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子 B. X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子 C. X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子 D. X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子 17. 一束单色光从空气射入玻璃中，则其 C A. 频率不变，波长变长 B. 频率变大，波长不变 C. 频率不变，波长变短 D. 频率变小，波长不变 18. 简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是 D A. 振幅越大，则波传播的速度越快 B. 振幅越大，则波传播的速度越慢 C. 在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长 D. 振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短 19. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球 心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨过碗口上，线的两端 分别系有质量为 m1和 m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量 为 m1的小球与 O 点的连线与水平线的夹角为 =60。两小球的 质量比为 A 2 1 m m A. B. C. D. 3 3 3 2 2 3 2 2 20. 如图所示，固定容器及可动活塞 P 都是绝热的，中间有一导热的固定隔板 B，B 的两边 分别盛有气体甲和乙。现将活塞缓慢地向 B 移 m1 m2 O 23 动一段距离，已知气体的温度随内能的增加而升高，则在移动 P 的过程中 C A. 外力对乙做功；甲的内能不变 B. 外力对乙做功；乙的内能不变 C. 乙传递热量给甲；乙的内能增加 D. 乙的内能增加；甲的内能不变 21. 图中虚线所示为静电场的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势 面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a、b 点的动能分别为 26eV 和 5eV。当这一点电荷运动到某一位置， 其电势能变为8eV 时，它的动能应为 C A. 8eV B. 13eV C. 20eV D. 34eV 22. K 介子衰变的方程为 K 0 其中 K 介子和 介子带负电的基元电荷，0介子不带电。一个 K 介子 沿垂直于磁 场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 AP，衰变后产生 介子的轨迹为圆弧 PB，两 轨迹在 P 点相切，它们的半径和之比为 21。0介 K R R 子的轨迹未画出。由此可知 介了的动量与 0的动量大小 之比为C A. 11 B. 12 C. 13 D. 16 第卷 23.（15 分）用伏安法测量电阻阻值 R，并求出电阻率 。 给定电压表（内阻约为 50k） 、电流表（内阻约为 40） 、滑动变阻器、电源、电键、待测 电阻（约为 250）及导线若干。 （1）画出测量 R 的电路图。 （2）图 1 中的 6 个点表示实验中测得的 6 组电流 I、电压 U 的值，试写出根 1234 b a A P B K P B 甲乙 24 据此图求 R 的步骤： _ _ _。 求出的电阻值 R=_。 （保留 3 位有效数字） 0123456789 0 0123456 (cm) 1 10 0123456789 0 0123456 (cm) 45 890 U/V I/mA 0 5 10 15 20 25 5 4 3 2 1 25 （3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为 50 分度的卡尺测量其长度与直径， 结果分别如图 2、图 3 所示。由图可知其长度为_，直径为_。 （4）由以上数据可求出 =_。 （保留 3 位有效数字） 答案： （1） （2）作 UI 直线，舍去左起第二点，其余 5 个点尽量靠近直线均匀分布在直线两 侧。 求该直线的斜率 K，则 R=K。 229（221237 均为正确） 。 （3）0.800cm 0.194cm （4）8.46102m 24.（15 分）中子星是恒星演化过程的一种结 V A A V 26 果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为 T=s。问该中子星的最小密 30 1 度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因旋转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。 （引 力常数 G=6.671011m3/kgs2） 解：考虑中子星赤道处一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体一起旋转 所需的向心力时，中子星才会瓦解。 设中子星的密度为 ，质量为 M，半径为 R，自转角速度为 ，位于赤道处的小物质质量 为 m，则： Rm R GMm 2 2 T 2 M= 3 3 4 R 由以上各式得： 2 3 GT 代入数据得：1.271014kg/m3 25.（20 分）曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机，图 1 为其结构示意图。图中 N、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定在转轴上的矩形线框，转轴过 bc 的中点、与 ab 边平 行，它的一端有一半径 r01.0cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图 2 所 示。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动。设线框由 N=800 匝导线组成，每匝线圈的面积 S=20cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感强度 B=0.010T，自行车车轮的半径 R1=35cm，小齿轮的半径 R2=4.0cm，大齿轮的半径 R3=10.0cm（见图 2） 。现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发 电机输出电压的有效值 U=3.2V？（假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动） NS a c d b 摩擦小轮 图 1 大齿轮 链条 小齿轮 车轮 小发电 机 摩擦小 轮 图 2 27 解：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正 弦交流电动势，其最大值 m=NBS 0 式中 0为线框转动的角速度，即摩擦轮转动的角速度。 发电机两端电压的有效值 U=m 2 2 设自行车车轮的角速度为 1，由于自行车车轮摩擦小轮之间无相对滑动，有 R11=R00 小齿轮转动的角速度与自行车转动的角速度相同，也为 1。设大齿轮的角速度为 ，有 R3=r1 由以上各式得 = 13 02 2 RR rR NBS U 代入数据得 =3.2rad/s 34.（22 分）一传送带装置示意图，其中传送带经过 AB 区域时是水平的，经过 BC 区域时变为 圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出） ，经过 CD 区域时是倾斜的，AB 和 CD 都与 BC 相切。现将大量的质量均为 m 的小货箱一个一个在 A 处放到传送带上，放置时初速度为零， 经传送带运送到 D 处，D 和 A 的高度差为 h。稳定工作时传送带速度不变，CD 段上各箱 等距排列，相邻两箱的距离为 L。每个箱子在 A 处投放后，在到达 B 之前已经相对于传送 带静止，且以后也不再滑动（忽略经 BC 段的微小滑动） 。已知在一段相当长的时间 T 内， 共运送小货箱的数目 N 个。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴 处的摩擦。求电动机的平均功率。P 28 B L L A C D 解：以地面为参考系（下同） ，设传送带的运动速度为 v0，在水平段运输的过程中，小货箱先 在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，设这段路程为 s，所用的时间为 t，加速度为 a， 则对小货箱有 s=at2 2 1 v0=at 在这段时间内，传送带运动的路程为 s0=v0t 由以上各式得 s0=2s 用 f 表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为 A=fs=m 2 1 2 0 v 传送带克服小箱对它的摩擦力做功 A0=fs0=2m 2 1 2 0 v 两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量 Q=m 2 1 2 0 v 可见，在小箱加速运动过程中，小获得的动能与发热量相等。 T 时间内，电动机输出的功为 W=T P 此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即 W=Nm+Nmgh+NQ 2 1 2 0 v 已知相邻两小箱的距离为 L，所以 v0T=NL 29 联立式，得 = P 2 22 gh T LN T Nm 2003 年理科综合能力测试（天津卷）（物理部分）年理科综合能力测试（天津卷）（物理部分） 21.如图，当电键 K 断开时，用光子能量为 2.5eV 的一束光照射阴极 P， 发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表 读数小于 0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60V 时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为 （A） A.1.9eV B.0.6eV C.2.5eV D.3.1eV 25.(18 分)两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度 B0.50T 的匀强磁场与导轨 所在平面垂直，导轨的电阻很小