2011年普通高等学校招生全国统一考试理综试题 物理详解（全国卷）（解析版）

1 20112011 年湖北省高考物理科年湖北省高考物理科 A A 型试卷详解详析型试卷详解详析 选择题 本大题共 8 小题 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选项符合 题目要求 有的有多个选项符合题目要求 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 关于一定量的气体 下列叙述正确的是 A 气体吸收的热量可以完全转化为功 B 气体体积增大时 其内能一定减少 C 气体从外界吸收热量 其内能一定增加 D 外界对气体做功 气体内能可能减少 答案 AD 命题立意 本题考查热力学第一定律 热力学第二定律 以及气体内能 难度较小 解题思路 由热力学第二定律的表述之一 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功 而不 引起其他变化 知 A 选项正确 气体的内能由气体的温度和体积共同决定 气体体积增大 内能不一定 减少 故 B 项错误 由热力学第一定律 U Q W 若物体从外界吸热 即 Q 0 但同时对外做功 即 W 0 且 Q W 0 则内能减少 故 C 错 若外界对气体做功 即 W 0 但同时从外界吸热 即 Q 0 且 Q W 0 D 项正确 易错分析 考生若对热力学定律理解不透 易漏选 A 15 如图 两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流 1 I和 2 I 且 12 II a b c d 为导线某一横截面所在平面内的四 点 且 a b c 与两导线共面 b 点在两导线之间 b d 的连线 与导线所在平面垂直 磁感应强度可能为零的点是 A a 点 B b 点 C c 点 D d 点 答案 C 命题立意 本题考查考生利用安培定则判断通电直导线周围磁场及矢量运算法则的运用 难度较小 解题思路 由安培定则和平行四边形定则知 1 I 和 2 I 在 b d 两点合磁感应强度一定不为零 排除 B D 在 a c 两点的磁感应强度方向相反 又 12 II 排除 A 故选 C 易错分析 对两通电直导线周围的磁场方向判断错误 从而错选 B D 不注 意 12 II 的条件 错选 A 16 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 设水滴是球形的 图中的 圆代表水滴过球心的截面 入射光线在过此截面的平面内 a b c d 代表 四条不同颜色的出射光线 则它们可能依次是 2 A 紫光 黄光 蓝光和红光 B 紫光 蓝光 黄光和红光 C 红光 蓝光 黄光和紫光 D 红光 黄光 蓝光和紫光 答案 B 命题立意 本题以彩虹问题为依托 考查考生对折射定律的理解和对不同色光折射率的比较 难度较 小 解题思路 由于太阳光经过小水滴时 受到两次折射 一次反射 在进入小水滴后就被分解成七色光 这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角 形成七彩的虹 通过比较第一次折射可以看出 入射 角均相同 a 光的折射角 r 最小而 d 光的折射角 r 最大 根据其折射率 n sini sinr 知水对 a 光的折射率最大 而对 d 光的折射率最小 再由在同种介质中 紫光折射率最大而红光折射率最小可判断只有 B 选项正确 易错分析 部分考生不能准确做出第一次入射时界面法线 过入射点的半径 抓住入射角相同而折射 角不同 事实上 本题涉及的彩虹形成只是第一道彩虹 若光经历两次反射 两次折射 则现象与本题 不同 一部分考生未能区分两种彩虹 仅凭模糊的记忆判断 导致错解 17 通常一次闪电过程历时约 0 2 O 3s 它由若干个相继发生的闪击构成 每个闪击持续时间仅 40 80 s 电荷转移主要发生在第一个闪击过程中 在某一次闪电前云地之间的电势差约为 1 0 9 10v 云地间距离约为 l km 第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6 C 闪击持续时间约为 60 s 假定闪电前云地间的电场是均匀的 根据以上数据 下列判断正确的是 A 闪电电流的瞬时值可达到 1 5 10A B 整个闪电过程的平均功率约为 l 14 10W C 闪电前云地间的电场强度约为 l 106V m D 整个闪电过程向外释放的能量约为 6 6 10 J 答案 AC 命题立意 本题以生活中常见的闪电现象为依托 综合考查电流 电场强度 电势差 电场力做功 以及平均功率等核心知识点 对考生的建模以及对数据的分析能力较高 难度较大 解题思路 由题干知一次闪电由若干个相继发生的闪击构成 电荷转移主要发生在第一个闪电中 闪 电过程向外释放的能量约为 W Qu 6 0 9 10 J 故 D 项错误 一次闪电过程历时 0 2 O 3s 整个闪电过 程的平均功率 P 2 0 1010W 3 0 1010 W 知 B 项错误 依据 I t q q 6 C t 60 s 知电流瞬时值可达 1 5 10A A 项正确 由于闪电前云地间的电场可看做匀强电场 则根据 E U d U 1 0 9 10v d 1000m 可知 C 项正确 易错分析 不能准确分析题中所给的数据导致错解 18 已知氢原子的基态能量为 E 激发态能量 2 1 n EEn 其中 n 2 3 用 h 表示普朗克常量 c 表示 真空中的光速 能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 A 1 4 3 hc E B 1 2hc E C 1 4hc E D 1 9hc E 答案 C 命题立意 本题考查考生对氢原子能级结构 能级公式以及电离能 光子能量表达式的考查 难度较 小 3 解题思路 对于量子数 n 2 的氢原子 其电离能为 4 1 E 则由 4 1 E c h知 C 项正确 易错分析 对氢原子能级结构不清或将电离能与从基态跃迁到第一激发态所要吸收的能量混淆导致错 解 19 我国 嫦娥一号 探月卫星发射后 先在 24 小时轨道 上绕地球运行 即绕地球一圈需要 24 小时 然后 经过两次变轨依次到达 48 小时轨道 和 72 小时轨道 最后奔向月球 如果按圆形轨道计算 并忽略卫星质量的变化 则在每次变轨完成后与变轨前相比 A 卫星动能增大 引力势能减小 B 卫星动能增大 引力势能增大 C 卫星动能减小 引力势能减小 D 卫星动能减小 引力势能增大 答案 D 命题立意 本题通过 嫦娥一号 变轨问题考查万有引力定律及其应用 定性加半定量分析即可得到 答案 属于常规题 难度较小 解题思路 卫星在不同的轨道做匀速圆周运动所需要向心力由万有引力提供 2 22 Mm4 Gmr rT 有 r 大 则 T 大 而 2 2 Mmv Gm RR 得 GM v R 三者中 24 小时轨道 轨道半径最小 v 最大 动能 最大 72 小时轨道 轨道半径最大 v 最小 动能最小 在逐次变轨中 卫星动能减小 在逐渐远离 地球过程中卫星克服地球引力做功 引力势能增大 故 D 正确 易错分析 不能利用动力学规律建立方程导致错解 20 质量为 M 内壁间距为 L 的箱子静止于光滑的水平面上 箱子中间有一质量为 m 的小物块 小物块与 箱子底板间的动摩擦因数为 初始时小物块停在箱子正中间 如图所示 现给 小物块一水平向右的初速度 v 小物块与箱壁碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间 井与箱子保持相对静止 设碰撞都是弹性的 则整个过程中 系统损失的动能为 A 2 1 2 mv B 2 1 2 mM v mM C 1 2 N mgL D N mgL 答案 BD 命题立意 以两物体多次碰撞为载体 综合考查功能原理 动量守恒定律 要求考生能依据题干和选 项暗示 从两个不同角度探求系统动能的损失 难度中等 解题思路 由于水平面光滑 一方面 箱子和物块组成的系统动量守恒 二者经多次碰撞后 保持相 对静止 易判断二者具有向右的共同速度 v 根据动量守恒定律有 mv M m v 系统损失的动能为 2 2 2 1 2 1 vmMmvEk 知 B 正确 另一方面 系统损失的动能可由 Q k E 且 Q 相对 smg 由 于小物块从中间向右出发 最终又回到箱子正中间 其间共发生 N 次碰撞 则 相对 S NL 则 B 选项也正确 易错分析 由于本题是陈题翻新 一部分考生易陷入某种思维定势漏选 B 或者 D 另一方面 考生若不 仔细分析 易认为从起点开始到发生第一次碰撞相对路程为 2 1 L 则发生 N 次碰撞 相对路程为NL 2 1 错 选 C 21 一列简谐横波沿 x 轴传播 波长为 1 2m 振幅为 A 当坐标为 x 0 处质元的位移为 3 2 A 且向 y 轴负 4 方向运动时 坐标为 x 0 4m 处质元的位移为 3 2 A 当坐标为 x 0 2m 处的质元位于平衡位置且向 y 轴正 方向运动时 x 0 4m 处质元的位移和运动方向分别为 A 1 2 A 沿 y 轴正方向 B 1 2 A 沿 y 轴负方向 C 3 2 A 沿 y 轴正方向 D 3 2 A 沿 y 轴负方向 答案 C 命题立意 本题考查机械波的图像 简谐运动的特点以及简谐运动的对称性等知识 对考生作图以及 利用数学中三角函数知识处理问题的能力要求较高 在本套试卷的选择题中 难度较大 解题思路 由波长m2 1 某时刻在波的传播方向上相距 3 1 4 0 mx 坐标分别为 x 0 和 x 0 4m 的两质元位移分别为 3 2 A 和 3 2 A 画出草图 结合三角函数知识可以判定该时刻的波形图具 有唯一性 且根据坐标为 x 0 处质元向 y 轴负方向运动 可确定波的传播方向为 x 轴正方向 且此时坐 标为 x 0 2m 处的质元正位于平衡位置向 y 轴负方向运动 直到当坐标为 x 0 2m 处的质元位于平衡位置 且向 y 轴正方向运动时 其间历时 2 1 0 2 12n T nt 根据简谐运动的对称性 x 0 4m 处质元 的位移和运动方向分别为 3 2 A 沿 y 轴正方向 C 项正确 易错分析 一些考生对一些特殊角三角函数不熟 在解题中不能挖掘出题给条件对波形图的限制 从 而不能对波的传播方向进行准确判断 导致未能得到正确答案 第 卷 22 6 分 注意 在注意 在试题卷上作答无效试题卷上作答无效 在 油膜法估测油酸分子的大小 实验中 有下列实验步骤 往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水 待水面稳定后将适量的痱子粉 均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上 计算出油膜的面积 根据油酸的体 积和面积计算出油酸分子直径的大小 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下量筒内每增 加一定体积时的滴数 由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积 将玻璃板放在浅盘上 然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 完成下列填空 1 上述步骤中 正确的顺序是 填写步骤前面的数字 5 2 将 1 cm3的油酸溶于酒精 制成 300 cm3的油酸酒精溶液 测得 l cm3的油酸 酒精溶液有 50 滴 现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上 测得所形成的油膜的面积是 0 13 m2 由此估算出油酸分子的直径为 m 结果保留 l 位有效数字 易错分析 未能掌握本实验中估算油酸分子的方法或是不注意有效数字导致失分 答案 1 实验步骤为 2 根据纯油酸的体积 V 和油膜面积 S 可计算出油膜的厚度 L 把油膜厚度 L 视为油酸分子的直 径 则 d S V 每滴油酸酒精溶液的体积是 3 50 1 cm 而 1 cm3的油酸溶于酒精 制成 300 cm3的油酸酒精 溶液 则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是 V 3 50 1 300 1 cm 则根据题目要求保留 1 位有效数字可 知油酸分子的直径为 5 10 10 m 点评 本题为现行教材的必考实验之一 新课标教材则出现在选修 3 3 中 为选考实验 本实验为测 定性实验 虽然过程并不复杂 但整个实验体现出利用宏观量的测量求出微观量这一重要的物理思想 而且前后步骤很严谨 适合考查学生对实验原理理解和和对实验操作步骤的熟悉程度 难度较小 23 12 分 注意 在试题卷上作答无效注意 在试题卷上作答无效 使用多用电表测量电阻时 多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 一般 为电池 一个电阻和一表头相串联 两个表笔分别位于此串联电路的两端 现需要测 量多用电表内电池的电动势 给定的器材有 待测多用电表 量程为 60 mA 的电流 表 电阻箱 导线若干 实验时 将多用电表调至 1 挡 调好零点 电阻箱置于适 当数值 完成下列填空 1 仪器连线如图 l 所示 a 和 b 是多用电表的两个表笔 若两电表均正常工作 则表 笔 a 为 填 红 或 黑 色 2 若适当调节电阻箱后 图 1 中多用电表 电流表与电阻箱的示数分别如图 2 a b c 所示 则多用电表的读数为 电流表的读数为 mA 电 阻箱的读数为 6 3 将图 l 中多用电表的两表笔短接 此时流过多用电表的 电流为 mA 保留 3 位有效数字 4 计算得到多用电表内电池的电动势为 V 保留 3 位有效数字 易错分析 不能正确读数 不能作出欧姆档的原理电路图 导 致失分 答案 1 黑 2 14 0 53 0 4 6 3 102 4 1 54 点评 本题考查考生对常用电表 变阻箱读数 多用电表欧姆 挡的原理电路以及测电源电动势的方法 难度中等 24 15 分 注意 在试题卷上作答无效注意 在试题卷上作答无效 如图 两根足够长的金属导轨 ab cd 竖直放置 导轨间距 离为 L1电阻不计 在 导轨上端并接两个额定功率均为 P 电阻均为 R 的小灯泡 整个系统置于匀强磁场 中 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直 现将一质量为 m 电阻可以忽略的金属 棒 MN 从图示位置由静止开始释放 金属棒下落过程中保持水平 且与导轨接触良 好 已知某时刻后两灯泡保持正常发光 重力加速度为 g 求 1 磁感应强度的大小 2 灯泡正常发光时导体棒的运动速率 7 解答过程 易错分析 不能正确作出等效电路图 对譬如电路中的电流关系弄错 导致错解 点评 本题考查电磁感应与力学 电路的综合问题 属于常规题 从导体棒的运动情况来看 属于一 根导体棒的 运动 发电 电流 运动 类型 自由释放的金属棒 MN 下落过程中产生感应电动势 回路中形成电流 金属棒 MN 受到安培力作用 影响金属棒的运动 解决该类问题的关键有两个 一是要 正确作出等效电路图 二是对导体或者是闭合回路的局部进行正确的受力分析 列出动力学或者静力学 方程 25 19 分 注意 在试卷上作答无效 如图 与水平面成 45 角的平面 MN 将空间分成 I 和 II 两个区域 一质量为 m 电荷量为 q q 0 的粒 子以速度 0 v从平面 MN 上的 0 p