‎2011年高考理综物理（福建卷）‎ 9页

2011年高考理综物理（福建卷） 13．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号”在月球（可视为 密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常量为G，半径为R的球体体积公 式 ，则可估算月球的( ) A．密度 B．质量 C．半径 D．自转周期 13．A【解析】“嫦娥二号”在近月表面做周期已知的匀速圆周运动，有 。由于月球半径R未知，所以无法估算质量M，但结合球体体积公式可估算密度（与 成正比），A正确。不能将“嫦娥二号”的周期与月球的自转周期混淆，无法求出月球的自转周 期。 14．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖， 在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白 光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光 的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( ) A．减弱，紫光 B．减弱，红光 C．增强，紫光 D．增强,红光 14．C【解析】同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。 七色光中紫光折射率最大，由n＝ 1 sinC 可知紫光的临界角最小，所以入射点由A向B缓慢移动的过程中，最先发生全反射的是紫光， 折射光减弱，反射增强，故C正确。 15．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相 同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系 如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是( ) 3 3 4 RV π= 2 2 2 4MmG m RR T π= ⋅ 3 M R A B C P QO 甲 u ～ R 1 2 S1 n1 n2 L1 L2 S2 u/V t/sO 乙 0.02 20 -20 0.01 A．输入电压u的表达式u=20sin(50πt)V B．只断开S2后，L1、L2均正常发光 C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W 15．D【解析】读图知周期T = 0.02 s，所以u = V。原本L2正常发光，只断开S2后，电压被两灯泡均分，肯定不会再正常发光。只断开S2后， 两灯泡串联，负载电阻增大，输出功率减小，输入功率等于输出功率，所以也减小。由变压器 的变压比 可得副线圈输出电压为4 V，S1换接到2后，R消耗的功率P = W = 0.8 W。D正确。 16．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与 传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在 传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示。已知v2>v1，则( ) A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C．0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0~t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 16．B【解析】小物块对地速度为零时，即t1时刻，向左离开A处最远；t2时刻小物块相对传送 带静止，所以从开始到此刻，它相对传送带滑动的距离最大；0 ~ t2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变；t2时刻以后相对传 送带静止，不再受摩擦力作用。B正确。 17．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0 <θ <90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻 不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路 的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程 中( ) A．运动的平均速度大小为 B．下滑位移大小为 C．产生的焦耳热为qBLv 20 2 sin(100 )tπ 1 1 2 2 U n U n = 2 24 20 U R = v2 1 qR BL b θ θ Q a P B N M M M 乙 tO v2 -v1 v t1 t2 t3 A 甲 v2 v1 D．受到的最大安培力大小为 17．B【解析】分析棒的受力有mgsinθ－ = ma，可见棒做加速度减小的加速运动，只有在匀变速运动中平均速度才等于初末速度的平均 值，A错。设沿斜面下滑的位移为s，则电荷量q = ，解得位移s = ，B正确。根据能量守恒，产生的焦耳热等于棒机械能的减少量，Q = mgssinθ－ 。棒受到的最大安培力为 。 18．如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B 。若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴 之间的磨擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2。已知下列四个关于T1的表达式中有一个 是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( ) A． B． C. D. 18．C【解析】由于滑轮转动时与绳之间无相对滑动，所以滑轮转动时，可假设两物体的 加速度大小均为a，对A，若T1－m1g = m1a，则对B应有m2g－T2 = m2a；上面两分别解出加速度的表达式为a = 和a = ，所以有 ，即有 ，根据题目所给选项可设T1 = ，则根据A、B地位对等关系应有T2 = ，将T1、T2的值代入 可解得x = 2y。由此可判断A错C正确。若将T1设为 ，则结合 可看出A、B的地位关系不再具有对等性，等式不可能成立，BD错。特殊值法最快！！！！ θsin 22 R vLB R vLB 22 R BsL RtRttI =∆Φ=∆⋅⋅∆ ∆Φ=∆⋅ 1 BL qR 2 2 1 mv R vLB 22 ( ) ( )21 12 1 2 2 mmm gmmmT ++ += ( ) ( )21 21 1 4 2 mmm gmmmT ++ += ( ) ( )21 12 1 2 4 mmm gmmmT ++ += ( ) ( )21 21 1 4 4 mmm gmmmT ++ += gm T − 1 1 2 2 m Tg − gm T m T 2 2 2 1 1 =+ gmmTmTm 212112 2=+ )( )( 21 12 mmym gmxmm ++ + )( )( 12 21 mmym gmxmm ++ + gmmTmTm 212112 2=+ )( )( 21 21 mmym gmxmm ++ + gmmTmTm 212112 2=+ m A B m1 m2 T1 T2 19．（18分） ⑴（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中： ①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为c m。 ②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是。（填选项前的字 母） A．把单摆从平衡位置拉开30º的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t/100 C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小 ⑵（12分）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中： ①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻， 则应将选择开关旋至____档进行测量。（填选项前的字母） A．直流电压10V B．直流电流5mA C．欧姆× 100 D．欧姆× 1 ②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻 值范围0~20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，○V 为电压表（量程6V，内阻20kΩ），○A 为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不 计），S为开关。 Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最____端；（填“左”或“右”） Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表 和电流表的示数总是调不到零，其原因是_____点至_____点的导线没 有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格 中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线） Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电 珠的电阻值随工作电压的增大而______。（填“不变”、“增大”或“减小 ”） 19．（1）①0.97（0.96、0.98均可）②C （2）①D②Ⅰ．左；Ⅱ． 1 点至 5 点（或 5 点至 1 点）；Ⅲ．增大 【解析】（1）①主尺刻度加游标尺刻度的总和等于最后读数，0.9 cm+ mm = 0.97 cm，不需要估读。②为减小计时误差，应从摆球速度最大的最低点瞬间计时，A错。通过最低 点100次的过程中，经历的时间是50个周期，B错。应选用密度较大球以减小空气阻力的影响 10 17× 0 5 10 1 20 cm V A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 S E R P L 甲 I O U 乙 ，D错。悬线的长度加摆球的半径才等于摆长，由单摆周期公式T = 可知摆长记录偏大后，测定的重力加速度也偏大，C正确。 （2）①根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12 Ω，测电阻选欧姆挡并选×1挡。 ②开关闭合前，应保证灯泡电压不能太大，要有实验安全意识，调滑片在最左端使灯泡电压从 零开始实验。电表示数总调不到零，是由于电源总是对电表供电，滑动变阻器串联在了电路中 ，1点和5点间没有接好，连成了限流式接法，这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安 特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所以随着电压的增大，曲线斜率减小，电阻增大。 20．（15分）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生 微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀 强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知 电场强度的大小分别是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C，方向如图所示。带电微粒质量m=1.0× 10-20kg，带电量q=-1.0×10- 9C，A点距虚线MN的距离d1=1.0cm，不计带电微粒的重力， 忽略相对论效应。求： ⑴B点到虚线MN的距离d2； ⑵带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。 20．（1）0.50 cm（2）1.5×10-8 s 【解析】（1）带电微粒由A运动B的过程中，由动能定理有| q|E1d1－|q|E2d2 = 0 解得　d2 = = 0.50 cm （2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有 |q|E1 = ma1|q|E2 = ma2 设微粒在虚线MN两侧的时间大小分别为t1、t2，由运动学公式有 d1 = d2 = 又t = t1+t2 解得　t = 1.5×10-8 s 21．图示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半 部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧 g rl +π2 1 2 1 dE E 2 112 1 ta 2 222 1 ta N M A B d1 E1 d2 E2 弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧 长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质 量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失 ，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g.求： (1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1； (2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep； (3) 已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内来回缓慢转动 ，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在2 3 m到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是 多少？ 解析：(1)质量为m的鱼饵到在管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则 mg＝mv21 R……①由①式解得v1＝ gR……② (2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定 律有 Ep＝mg(1.5R＋R)＋1 2mv21 ……③由②③式解得Ep＝3mgR……④ (3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼 饵离开管口后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO′的水平距 离为x1，由平抛运动规律有 4.5R＝1 2 gt2……⑤x1＝v1t＋R……⑥由⑤⑥式解得x1＝4R……⑦ 当鱼饵的质量为2 3m时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有 Ep＝2 3mg(1.5R＋R)＋1 2(2 3m )v22……⑧由④⑧式解得v2＝2 gR……⑨ 质量为2 3m的鱼饵落到水面上时，设离OO′的水平距离为x2，则x2＝v2t＋R……⑩ 由⑤⑨⑩式解得x2＝7R 鱼饵能够落到水面的最大面积S:S＝1 4(πx22－πx21)＝33 4 πR2(或8.25πR2) 22．（20分）如图甲，在x O O′ C B A R 2R 1.5R 0.5R >0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xOy平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E ，磁感应强度大小为B。一质量为m，带电量为q（q>0）的粒子从坐标原点O处，以初速度v0沿 x轴正方向射入，粒子的运动轨迹见图甲，不计粒子的重力。 ⑴求该粒子运动到y=h时的速度大小v； ⑵现只改变入射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y- x曲线）不同，但具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向上的运动（ y-t关系）是简谐运动，且都有相同的周期 。 Ⅰ．求粒子在一个周期T内，沿x轴方向前进的距离s； Ⅱ．当入射粒子的初速度大小为v0时，其y- t图像如图丙所示，求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅Ay，并写出y-t的函数表达式。 22．此题考查：动能定理、洛仑兹力、带电粒子在复合场中的运动等。 【解析】（1）由于洛仑兹力不做功，只有电场力做功，由动能定理有 ……①由①式解得　v = ……② （2）Ⅰ．由图乙可知，所有粒子在一个周期T内沿x轴方向前进的距离相同，即都等于恰 好沿x轴方向匀速运动的粒子在T时间内前进的距离。设粒子恰好沿x轴方向匀速运动的速度大 小为v1，则qv1B = qE……③又　s = v1T……④式中T = 解得： ……⑤ Ⅱ．设粒子在y方向上的最大位移为ym（图丙曲线的最高处），对应的粒子运动速度大小 为v2（沿x轴），因为粒子在y方向上的运动为简谐运动，因而在y = 0和y = ym处粒子所受的合外力大小相等，方向相反，则 ……⑥ 由动能定理有 ……⑦又　Ay = ……⑧ qB mT π2= 2 0 2 2 1 2 1 mvmvqEh −=− m qEhv 22 0 − qB mπ2 2 2 mEs qB π= )( 20 qEBqvqEBqv −−=− 2 0 2 2m 2 1 2 1 mvmvqEy −=− m2 1 y y x h B E v0 y xO S S O y t 甲 乙 丙 由⑥⑦⑧式解得　Ay = 可写出图丙曲线满足的简谐运动y-t函数表达式为y = 28．[3-3]（本题共有两个小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意） ⑴如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t ，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是_______。（填选项前的字母） A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0 B．曲线M的bc段表示固液共存状态 C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态 ⑵一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气 体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的_______。（填选项前的字母） A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小 C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小 28．（1）B（2）D 【解析】（1）看能否得出结论：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共 存态时吸热且温度不变，而非晶体则没有。B正确。 （2）理想气体从外界吸热大于对外做功，所以内能增大，温度是理想气体内能的标志，温度 一定升高；对外做功，体积膨胀，质量不变，密度要减小。D正确。 29. [3-5]（本题共有两个小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意） ⑴爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。 某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从 图中可以确定的是______。（填选项前的字母） A．逸出功与ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．ν<ν0时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 ⑵在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速 度方向与碰撞前相反。则碰撞后B球的速度大小可能是__________。（题选项前的字母） A．0.6 B．0.4 C．0.3 D． 0.2 29．（1）D（2）A 【解析】（1）光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm = hv－W，结合图象易判断D正确。 （2）由碰撞中的动量守恒得mv = )( 0 B EvqB m − )cos1)(( 0 tm qB B EvqB m −− T O T0 t a b c d e f g M N O νν0 Ekm 2mvB－mvA，vA＞0，则vB＞0.5v，故小于0.5v的值不可能有，A正确。 参考答案 13．A 14．C 15．D 16．B 17．B 18．C（提示：可用排除法，设m1=m2，应该有T1=m1g） 19．⑴①0.97（0.96~0.98均可）②C ⑵①D ②Ⅰ左Ⅱ1点至5点Ⅲ增大 20．⑴0.50cm ⑵1.5×10-8s 21．⑴ ⑵Ep=3mgR ⑶ 22．⑴ (提示：该过程对粒子用动能定理，只有电场力做功) ⑵Ⅰ． （提示：取恰好沿x轴匀速运动的粒子计算，由qE=qvB，得 ，而s=vT） Ⅱ． （提示：在轨迹的最高点和最低点，沿y方向的合力都应等于简谐运动的回复力，设粒子在最 高点和最低点的速度大小分别为v、v0，有qE+qvB=qv0B- qE；粒子从最高点到最低点过程只有电场力做功，沿y方向的位移大小为2Ay，因此有 ，解方程组可得Ay；由数学知识，y-t表达式为 ） 28．⑴B ⑵D 29．⑴D ⑵A（提示：设A返回的速度大小为v1，B速度大小为v2，由动量守恒，mv=2mv2- mv1，得 ） gRv =1 2 4 33 RS π= m qEhvv 22 0 −= 2 2 qB mES π= B Ev = ( ) 2 0 qB EBvmAy −= ( )      −−= tm qB qB EBvmy cos1 2 0 22 0 2 1 2 12 mvmvAqE y −=⋅      −= tTAy y π2cos1 vvvv 5.02 1 2 >+=