2011年浙江省高考物理试卷

2011年浙江省高考物理试卷一、选择题（每小题6分，共48分）1（6分）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（）A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利2（6分）关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A射线是由氦原子核衰变产生B射线是由原子核外电子电离产生C射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D通过化学反应不能改变物质的放射性3（6分）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314t（V）的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）A2.0VB9.0VC12.7VD144.0V4（6分）“B超”可用于探测人体内脏的病变状况如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为（式中1是入射角，2是折射角，1，2 为别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同已知2=0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（）ABCD5（6分）关于波动，下列说法正确的是（）A各种波均会发生偏振现象B用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警6（6分）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1总质量为m1随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（）AX星球的质量为M=BX星球表面的重力加速度为gX=C登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1 7（6分）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度d的缝射出的粒子，下列说法正确的是（）A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大二、实验题（每题10分，共20分）8（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从如图中选取实验器材，其名称是 （漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用 。9（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图1所示的实验电路M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点在实验过程中，电流表读数始终为I=1.25A，电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：x/mm6007008009001000120014001600180020002100220023002400U/V3.954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75（1）在图2中绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；（2）求出金属丝的电阻率，并进行比较三、计算题（10题16分，11题20分，12题22分，共58分）10（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热。11（20分）有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kw当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为v2=72km/h此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引，五分之四用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变求（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；（2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电；（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L12（22分）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连质量为m、电荷量为q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集通过调整两板间距d可以改变收集效率当d=d0时为81%（即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集）不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用（1）求收集效率为100%时，两板间距的最大值dm；（2）求收集率与两板间距d的函数关系；（3）若单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量与两板间距d的函数关系，并绘出图线2011年浙江省高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每小题6分，共48分）1（6分）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（）A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利【分析】作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失在作用力一样的情况下，由牛顿第二定律可知，质量大的，加速度小，运动的慢【解答】解：A、甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，故A错误；B、甲对绳的拉力与乙对绳的拉力的一对平衡力，故B错误；C、若甲的质量比乙大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故C正确；D、收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，故D错误。故选：C。【点评】胜负的关键在于看谁的速度大，是谁先到达分界线，由于力的大小一样，又没有摩擦力，就只与质量有关了2（6分）关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A射线是由氦原子核衰变产生B射线是由原子核外电子电离产生C射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D通过化学反应不能改变物质的放射性【分析】本题考查三种射线的来源：射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放放射性元素的放射性是原子核自身决定的【解答】解：A、射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来。故A错误。B、射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子。故B错误。C、射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放。故C错误。D、放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性。故D正确。故选：D。【点评】本题考查的内容比较简单，只要多看多记就能解决故要加强知识的积累3（6分）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314t（V）的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）A2.0VB9.0VC12.7VD144.0V【分析】交流电压表指示的是电压的有效值，故应求副线圈输出电压的有效值，所以应知道原线圈的输入电压的有效值，而知道了原线圈的输入电压的瞬时值，即可知道其最大值，最大值等于有效值的倍【解答】解：根据u=51sin314t（V）可知交流电的最大值为Um=51V则其有效值U1=V由图可知线圈n1是原线圈，线圈n2是副线圈，如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有U1：U2=n1：n2可得U2=9（V）因为交流电压表指示的是有效值，故如果是理想变压器则B正确，但实际变压器存在露磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故实际副线圈的输出电压小于9v，故A正确。故选：A。【点评】该知识点题目比较简单，且题目单一，只要知道了输入电压和输出电压的关系本题即可顺利解出，但本题考虑了实际情况，所以容易出错4（6分）“B超”可用于探测人体内脏的病变状况如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为（式中1是入射角，2是折射角，1，2 为别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同已知2=0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（）ABCD【分析】本题实质上考查了光的折射、反射的应用，根据题意正确画出超声波折射的线路图，依据几何关系以及折射定律即可求解【解答】解：已知入射角为i，设折射角为r，根据题意有：、，而v2=0.9v1，解得：，故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查角度新颖，有创新性，解答这类问题的关键是正确画出“光路图”，然后根据几何关系求解5（6分）关于波动，下列说法正确的是（）A各种波均会发生偏振现象B用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警【分析】只有横波会发生偏振现象；白光在衍射和干涉实验中都会显现出彩色条纹；在声波传播过程中，各质点在自已的平衡位置附近振动，并不随声波而传播；地震波中同时有横波和纵波，而纵波的速度大于横波的速度【解答】解：A、只有横波才能发生偏振现象，故A错误；B、用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；C、声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；D、已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确。故选：BD。【点评】本题考查波的基础知识，难度不大，这些知识需要学生记住6（6分）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1总质量为m1随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（）AX星球的质量为M=BX星球表面的重力加速度为gX=C登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1 【分析】研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期再通过不同的轨道半径进行比较【解答】解：A、研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：得出：M=，故A正确。B、根据圆周运动知识，a=只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，故B错误。C、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：在半径为r的圆轨道上运动：=m得出：v=，表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径。所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=，故C错误。D、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：在半径为r的圆轨道上运动：=m得出：T=2表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径。所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为：=，所以T2=T1，故D正确。故选：AD。【点评】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用7（6分）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度d的缝射出的粒子，下列说法正确的是（）A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大【分析】由题意可知粒子的运动方向，则可知粒子的带电情况；由几何关系可知粒子的半径大小范围，则可求得最大速度；由洛仑兹力充当向心力可求得粒子的最大速度及最小速度的表达式，则可知如何增大两速度的差值【解答】解：由左手定则可判断粒子带负电，故A错误；由题意知：粒子的最大半径、粒子的最小半径，根据，可得、，则，故可知B、C正确，D错误。故选：BC。【点评】本题中的几何关系是关键，应通过分析题意找出粒子何时具有最大速度，再由物理规律即可求解二、实验题（每题10分，共20分）8（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从如图中选取实验器材，其名称是学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码（漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小。【分析】想选对器材必须对实验的原理、过程操作十分熟悉，欲完成该试验需要一套打点计时器工作，那么电源不能少；还要改变小车的质量，故钩码要用；改变拉力需砝码；纸带上的数据处理要用到刻度尺。【解答】解：为完成该实验，学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、砝码不能少。学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；砝码用以改变小车的质量；钩码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。故答案为：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码； 学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间 砝码用以改变小车的质量；钩码用以改变小车受到的拉力的大小【点评】本题考查验证牛顿第二定律的试验装置以及各个器材的作用，加速度的测量是关键，所以打点计时器纸带数据处理要清楚，故刻度尺不能忘记。这是一道全面考查验证牛顿第二定律的好题。9（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图1所示的实验电路M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点在实验过程中，电流表读数始终为I=1.25A，电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：x/mm6007008009001000120014001600180020002100220023002400U/V3.954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75（1）在图2中绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；（2）求出金属丝的电阻率，并进行比较【分析】根据R= 测电阻率，就要测出电阻、导体的长度和横截面积，电阻可结合欧姆定律R=进行求解【解答】解：（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线（2）根据电阻定律可得通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率【点评】理解影响电阻大小的因素本题是一道创新题，能考查学生的实验创新能力，是一道好题三、计算题（10题16分，11题20分，12题22分，共58分）10（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热。【分析】导体棒在没有磁场区域，由于摩擦阻力做匀减速运动，由牛顿第二定律求出加速度，然后确定4s棒的运动情况。回路中前2S内没有磁通量变化，后2S内磁通量均匀变小，产生的电动势不变，则电流恒定，故由焦耳定律可求出产生的热量。【解答】解：（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有mg=mavt=v0+atx=v0t+at2代入数据解得：t=1s，x=0.5m，导体棒没有进入磁场区域。导体棒在1s末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x=0.5m（2）前2s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E=0，I=0后2s回路产生的电动势为=0.1V；回路的总长度为5m，因此回路的总电阻为R=5=0.5电流为=0.2A；根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向（3）前2s电流为零，后2s有恒定电流，焦耳热为Q=I2Rt=0.220.52=0.04J。答：（1）导体棒在1s末已经停止运动，以后一直保持静止；（2）计算4s内回路中电流的大小0.2A，电流方向是顺时针方向；（3）4s内回路产生的焦耳热0.04J。【点评】法拉第电磁感应定律求感应电动势，由闭合电路殴姆定律可列出电动势与电流的关系。楞次定律是判定感应电流方向，焦耳定律可求出电阻的发热量。11（20分）有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kw当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为v2=72km/h此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引，五分之四用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变求（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；（2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电；（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L【分析】（1）由瞬时功率公式可以得到匀速运动时的牵引力的大小，牵引力和阻力相等，可以得到阻力的大小；（2）对汽车的减速运动过程运用动能定理，可以求得此时发动机的功率，再由电能的转化关系，可以求得转化的电能；（3）运用能量守恒定律可以求得匀速运动的距离【解答】解：（1）由瞬时功率公式有：P=F牵v当汽车匀速运动时，由共点力平衡条件有： F牵F阻=0代入数据解得：F牵=F阻=2000N；（2）对汽车的减速运动过程，运用动能定理有： PtF阻L=mV22mV12代入数据解得：Pt=1.575105J电源获得的电能为： E电=0.5Pt=6.3104J（3）依题意，汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻=2000N对这一过程运用能量守恒定律有： E电=FL=F阻L代入数据解得：L=31.5m答：（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小是2000N；（2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电是6.3104J；（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L是31.5m【点评】题目中的第一问是平时较常见的类型，第二问比较新颖，但是根据能量转化的关系，也是比较容易解出来的，关键还是看学生对基本方法的掌握12（22分）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料图乙是装置的截面图，上、