2001年上海高考

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1.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是(         )

(A)空气阻力做正功    (B)重力势能增加

(C)动能增加    (D)空气阻力做负功

【答案】

CD

 

2.卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有(        )

(A)原子的中心有个核,叫做原子核

(B)原子的正电荷均匀分布在整个原子中

(C)原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

(D)带负电的电子在核外绕着核旋转

【答案】

ACD

 

3.A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷,A、 B、C、D四点在同一直线上,且AC=CD=DB。将一正电荷从C点沿直线移到D点,则(        )

(A)电场力一直做正功    (B)电场力先做正功再做负功

(C)电场力一直做负功    (D)电场力先做负功再做正功

【答案】

B

 

4.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率,如果超过了该速率,星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是(      )

(A)T=2π\(\sqrt {\frac{{{R^3}}}{{GM}}} \)    (B)T=2π\(\sqrt {\frac{{3{R^3}}}{{GM}}} \)

(C)T=\(\sqrt {\frac{\pi }{{G\rho }}} \)    (D)T=\(\sqrt {\frac{{3\pi }}{{G\rho }}} \)

【答案】

AD

 

5.414-sh200105.png如图所示,有两根和竖直方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vmax,则(        )

(A)如果B增大,vmax将变大

(B)如果α变小,vmax将变大

(C)如果R变大,vmax将变大

(D)如果m变小,vmax将变大

【答案】

BC

 

6.415-sh200106.png如图所示是一种延时开关,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通。当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放。则(          )

(A)由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用

(B)由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用

(C)如果断开B线圈的电键S2,无延时作用

(D)如果断开B线圈的电键S2,延时将变长

【答案】

BC

 

7.416-sh200107.png如图所示的电路中,闭合电键,灯L1、L2正常发光,由于电路出现故障,突然发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是(          )

(A)R1断路    (B)R2断路

(C)R3短路    (D)R4短路

【答案】

A

 

8.一升降机在箱底装有若干个弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中,(        )

(A)升降机的速度不断减小

(B)升降机的加速度不断变大

(C)先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功

(D)到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值

【答案】

CD

【解析】

 

9.请将右面三位科学家的姓名按历史年代先后顺序排列:_________、__________、_________。任选其中二位科学家,简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项:_______________________,_______________________。

418-sh200109.jpg

【答案】

伽利略,牛顿,爱因斯坦。

伽利略:望远镜的早期发明,将实验方法引进物理学等;

牛顿:发现运动定律,万有引力定律等;

爱因斯坦:光电效应,相对论等。

 

10.419-sh200110.png(a)、(b)两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象,其中图A是光的________(填干涉或衍射)图象。由此可以判断出图(a)所对应的圆孔的孔径________(填大于或小于)图(b)所对应的圆孔的孔径。

【答案】

衍射,小于

 

11.420-sh200111.png一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图所示,如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d,板长为L,设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为___________(粒子的重力忽略不计)

【答案】

q2U2L2/2md2v02

 

12.如图所示,有四列简谐波同时沿 x 轴正方向传播,波速分别是 v、2v、3v 和 4v,a、b 是 x 轴上所给定的两点,且 ab = l。在 t 时刻 a、b 两点间四列波的波形分别如图所示,则由该时刻起 a 点出现波峰的先后顺序依次是图__________;频率由高到低的先后顺序依次是图____________。

421-sh200112.png

【答案】

BDCA,DBCA

【解析】

 

13.右图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号。根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。下图中p1p2是测速仪发出的超声波信号n1n2分别是p1p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,p1p2之间的时间间隔Δt=1.0s,超声波在空气中传播的速度是v=340m/s,若汽车是匀速运动的,则根据图可知,汽车在接收到p1p2两个信号之间的时间内前进的距离是______m,汽车的速度是______m/s。

【答案】

17,17.9

 

14.423-sh200114.png光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是(          )

(A)用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转

(B)用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转

(C)锌板带的是负电荷

(D)使验电器指针发生偏转的是正电荷

【答案】

AD

 

15.某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验,操作完全正确。根据实验数据却在pV图上画出了两条不同双曲线。造成这种情况的可能原因是(         )

(A)两次实验中空气质量不同

(B)两次实验中温度不同

(C)两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压的数据不同

(D)两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体的数据不同

【答案】

AB

 

16.425-sh200116.png要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势ε和内阻r(约几欧),提供下列器材:电压表V(量程3V,内阻1kΩ)、电压表V2(量程15V,内阻2kΩ)、电阻箱(0~9999Ω)、电键、导线若干。

某同学用量程为15 V的电压表连接成如图所示的电路,实验步骤如下:

(1)合上电键S,将电阻箱R阻值调到R1=10Ω,读得电压表的读数为U1

(2)将电阻箱R阻值调到R2=20Ω,读得电压表的读数为U2

由方程组U1ε-\(\frac{{{U_1}}}{{{R_1}}}\)rU2=ε-\(\frac{{{U_2}}}{{{R_2}}}\)r,解出εr

为了减少实验误差,上述实验在选择器材和实验步骤中,应做哪些改进?

【答案】

应选用量程为3V的电压表。改变电阻箱阻值R,读取若干个U的值,由IU/R计算出电流的值,然后作出UI图线,得到εr

 

17.利用打点计时器研究一个约1.4 m高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如下图所示,数据如表格所示。纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10 s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v平均。可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v

(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t图像。

卷帘运动数据

间隔

间距(cm)

AB

5.0

BC

10.0

CD

15.0

DE

20.0

EF

20.0

FG

20.0

GH

20.0

IH

17.0

IJ

8.0

JK

4.0

(2)AD段的加速度为______m/s2,AK段的平均速度为______m/s。

【答案】

利用打点计时器研究一个约1.4 m高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如下图所示,数据如表格所示。纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10 s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v平均。可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v

(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t图像。

卷帘运动数据

间隔

间距(cm)

AB

5.0

BC

10.0

CD

15.0

DE

20.0

EF

20.0

FG

20.0

GH

20.0

IH

17.0

IJ

8.0

JK

4.0

(2)AD段的加速度为______m/s2,AK段的平均速度为______m/s。

【解析】

 

18.427-sh200118.png某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为 k),如图所示。测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压 U。现有下列器材:力电转换器、质量为 m0 的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量。

(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。

(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量 m

(3)请设想实验中可能会出现的一个问题。

【答案】

(1)设计的电路图如图所示。

(2)测量步骤与结果:

①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;

②将砝码放在转换器上,记下输出电压 U0

③将待测物放在转换器上,记下输出电压 U1

U0 = km0g,得 k = \(\frac{{{U_0}}}{{{m_0}g}}\)

测得 U = kmg,所以 m = \(\frac{U}{{{U_0}}}\) m0

(3)① 因电源电压不够而输出电压调不到零;

② 待测物体质量超出转换器量程。

【解析】

 

19.1791年,米被定义为:在经过巴黎的子午线上,取从赤道到北极长度的一千万分之一。

(1)请由此估算地求的半径R。(答案保留二位有效数字)

(2)太阳与地球的距离为1.5×1011m,太阳光以平行光束入射到地面。地球表面2/3的面积被水面所覆盖,太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量 W约为1.87×1024J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%,而且将吸收到的35%能量重新辐射出去。太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量),而后凝结成雨滴降落到地面。

(a)估算整个地球表面的年平均降雨量(以毫米表示,球面积为4πR2)。

(b)太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面,W只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面,这是为什么?请说明二个理由。

【答案】

(1)2πR×1/4=1.00×107

R=6.37×106 m ①

(2)(a)设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W,W=1.87×1024J 凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m

m=W×0.93×0.65/(2.2×106)=5.14×1017kg ②

使地球表面覆盖一层水的厚度为h

h=m/ρs地球 h=1.01×103mm ③

整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103mm

(b)大气层的吸收,大气层的散射或反射,云层遮挡等。

评分标准:全题10分。第(1)小题3分,第(2)小题7分。其中(1)得出①给 3分,写出R=6.4×106m,同样给分。

(2)(a)得出②给2分,得出③给2分。

(b)写出1个原因,得1分;2个或2个以上正确的原因,得3分;如果写出其它合理的原因,也同样给分。

 

20.如图a所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θl2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。

(1)下面是某同学对该题的一种解法:

解:设l1线上拉力为T1l2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡 T1cosθmgT1sinθT2T2=mgtgθ 剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度。因为mgtgθma,所以加速度agtgθ,方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。

(2)若将图a中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图b所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即agtgθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。

【答案】

(1)不正确,因为当l2被剪断的瞬间,l1上的张力T1即刻发生了变化,所以T1与重力mg的合力就不再等于mgtgθ,所以加速度agtgθ

【解析】

 

21.429-sh200121.png如图所示,一定量气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300K有一光滑导热活塞 C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通。(外界大气压等于76cmHg)求:

(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?

(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K,U形管内两边水银面的高度差各为多少?

【答案】

(1)开始时,pA0=2大气压,VA0=V0/3

打开阀门,A室气体等温变化,pA=l大气压,体积VA

pA0VA0=pAVA

(2)从T0=300K升到T,体积为V0,压强为PA,等压过程

T1=400K<450K,pA1=pA=p0,水银柱的高度差为0

从T=450K升高到T2=540K等容过程,

 ④

=1.2大气压 ⑤

T2=540K时,水银高度差为15.2cm

评分标准:全题12分。

第(1)小题4分,第(2)小题8分。其中(1)得出①、②各得2分。

(2)得出③式,得3分;结果正确,得三分。得出④、⑤式,各得1分;结果正确,得2分。

 

22.431-sh200122.png半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计

(1)若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流。

(2)撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=4/π(T/s),求L1的功率。

【答案】

(1)ε1=0.8V

I1=0.4A

(2)P1=1.28×10-2W

【解析】

(1)ε1=B2av=0.2×0.8×5=0.8V

I1=ε1/R=0.8/2=0.4A

(2)ε2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V

P1=(ε2/2)2/R=1.28×10-2W

评分标准:全题13分。第(1)小题6分,第(2)小题7分。其中(1)正确得出①式得3分,得出②式得3分;(2)得出③式4分,得出④式得3分。

 

23.如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平极光滑相接,平板长为2LL=1m,其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1m,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。问:

(1)在外面上离平板高度为h0处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的动摩擦因数μ=0.2,为使平板不翻转,h0最大为多少?

(2)如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45 m,并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B,时间间隔为Δt=0.2s,则B滑块滑上平板后多少时间,平板恰好翻转。(重力加速度g取10m/s2

【答案】

(1)h0≤0.16 m

(2)t=0.2s

【解析】

(1)设A滑到a处的速度为v0= ①

fμN,N=mg,f=ma, a=μg ②

滑到板上离a点的最大距离为v02=2μgs0

s0=2gh0/2μg=h0/μ ③

A在板上不翻转应满足条件:摩擦力矩小于正压力力矩,即M摩擦≤M压力

μmgR≤mg(L-s0) ④

h0≤μ(L-Ur)=0.2(1-0.2)=0.16 m ⑤

(2)当h=0.45m,vA= = =3m/s

vA=vB=3m/s ⑥

设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t,取Δt=0.2s

sA=vA(t+Δt)-μg(t+Δt)2/2  ⑦’

sB=vBt-μgt2/2 ⑦

两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是

2μmgR=mg(L-sA)+mg(L-sB) ⑧

由⑦+⑦’式等于⑧式,得t=0.2s

评分标准:全题15分。第(1)小题7分,第(2)小题8分。其中(1)得出①、②、③各得1分,判断M摩擦≤M压力正确得2分,④、⑤式各得1分。

(2)得出⑤式得1分,①式得1分,写出③式得3分,最后结果正确得3分。

 

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