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- 2021-05-13 发布
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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
A
B
C
P
Q
O
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
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
u~
n1
n2
S1
S2
1
2
R
L1
L2
甲
乙
u/V
t/s
O
20
-20
0.01
0.02
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
v1
v2
A
甲
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
v
t
O
v2
-v1
乙
t1
t3
t2
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
a
b
N
Q
M
P
B
θ
θ
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 D.受到的最大安培力大小为
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
m
m1
m2
A
B
T1
T2
A. B.
C. D.
19.(18分)
0
5
10
1
2
0
cm
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 cm。
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:
V
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
S
E
R
P
L
甲
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,为电压表(量程6V,内阻20kΩ),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”)
I
O
U
乙
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”)
E1
E2
A
B
d1
d2
M
N
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。
O
O′
C
B
A
R
2R
1.5R
0.5R
21.(19分)如图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:
⑴质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;
⑵弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
⑶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90º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2m/3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?
22.(20分)如图甲,在x >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。
y
x
O
h
B
E
v0
y
x
O
S
S
O
y
t
甲
乙
丙
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)
T
O
T0
t
a
b
c
d
e
f
g
M
N
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
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)
O
ν
ν0
Ekm
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
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.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=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.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.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. 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. 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。
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,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.(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. (1)(2)3mgR(3)【解析】(1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供,则mg =
解得 v1 =
(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)+
解得 EP = 3mgR
(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C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 = ,x1 = v1t+R,解得 x1 = 4R
当鱼饵的质量为时,设其到达管口C时速度大小为v2,由机械能定律有
EP =
解得 v2 =
质量为的鱼饵落到水面上时,设离OO′的水平距离为x2,则x2 = v2t+R
解得 x2 = 7R
鱼饵能够落到水面的最大面积S = ≈ 8.25πR3
22.(1)(2)Ⅰ.Ⅱ.
【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 s = 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 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.(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.(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 = 2mvB-mvA,vA>0,则vB>0.5v,故小于0.5v的值不可能有,A正确。