2001年全国普通高等学校招生全国统一考试
物 理
第Ⅰ卷
一、本题共10小题;每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,先不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1. 在下列的四个方程中,X1、X2、X3和X4各代表某种粒子
① ②
③ ④
以下判断正确的是
A.X1是中子 B.X2是质子 C.X3是α粒子 D.X4是氘核
2.一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别是n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2,已知n1>n2,则
A.U1>U2 P1<P2 B.P1=P2 I1<I2 C.I1<I2 U1>U2 D.P1>P2 I1>I2
3.在x射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U。普朗克常数h,电子电量e和光速c,则可知该x射线管发出的X光的
A.最短波长为 B.最长波长为
C.最小频率为 D.最大频率为
4.如图所示,p字形发光物经透镜L在毛玻璃光屏M上成一实像,观察者处于E处,他看到屏M上的像的形状为
A.q B.p C. d D.b
5.如图所示,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc, 磁场方向垂直于纸面,是线框是一正方形导线框,边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域,以表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功。表示以同样的速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功,则
A. B.
C. D.
6.按照玻尔理论,下列关于氢原子的论述正确的是
A.第m个定态和第n个定态的轨道半径之比为
B.第m个定态和第n个定态的能量之比为
C.电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是,则其发光频率也是
D.若氢原子处于能量为E的定态,则其发光频率为
7.如图,虚线A.b和c是某静电场中的等势面,它们的电势分别为、。
一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知:
A. 粒子从K到L的过程中,电场力做负功。
B. 粒子从L到M的过程中,电场力做负功。
C. 粒子从K到L的过程中,静电势能增加。
D.粒子从L到M的过程中,动能减少。
8.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计,加速度计的构造原理的示意图如图所示:沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量 为m的 滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定端相连,滑块原来静止,弹簧处于自然长度,滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导,设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为x,则这段时间内导弹的加速度
A. 方向向左,大小为
B. 方向向右,大小为
C. 方向向左,大小为2
D.方向向右,大小为2
9.细长轻绳下端栓一小球构成单摆,在悬挂点正下方摆长处有一个能挡住摆线的钉子A,
如图所示,现将单摆向左方拉开一个小角度,然后无初速度地释放,对于以后的运动,下列说法正确的是
A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小
B.摆球在左、右两侧上升的最大高度一样
C.摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等
D.摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍。
10.如图所示,在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波,波速为3.0m/s,频率为2.5HZ,振幅为。已知t=0时刻P质点的位移为,速度沿y轴正向。Q点在P点右方处,对于Q点的质元来说
A. 在t=0时,位移为y=
B. 在t=0时,速度沿y轴负方向。
C. 在t=0.1s时,位移为y=
D.在t=0.1s时,速度沿y轴正方向。
第Ⅱ卷
二、本题共3小题;每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上。
11.某测量员是这样利用回声测距离的:他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经过1.00秒钟第一次听到回声,又经过0.50秒钟再次听到回声。已知哦声速为340m/s,则两峭壁间的距离为 。
12.如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,。AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力。现物块静止不动,则摩擦力的大小为 。
13.如图所示,,分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知之间的距离为,已知之间的距离为,且每个电荷都处于平衡状态
(1)如为负电荷,则为 电荷,为 电荷。
(2)三者电量大小之比是 : :
三、本题共3小题,共20分,把答案填在题中的横线上或按题目要求作图。
14.(5分)某同学以线状白炽灯为光源,利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后,总结出以下几点:
a.若狭缝与灯丝平行,衍射条纹与狭缝平行
b.若狭缝与灯丝垂直,衍射条纹与狭缝垂直
c.衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关
d.衍射条纹的间距与光的波长有关
以上几点中,你认为正确的是
15.(6分)一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过条点计时器的纸带从斜面上滑下,如图1所示,图2是打出的纸带的一段。
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用图2给出的数据可求出小四下滑的加速度a=
(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有
用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=
16.(9分)图1中E为电源,其电动势为ε,R1为滑线变阻器,R2为电阻箱,A为电流表,用此电路,经以下步骤可近似得A的内阻RA:①闭合K1,断开K2,调节R1使电流表读数等于其量程I0;②保持R1不变,闭合K2,调节R2,使电流表读数等于I0/2,然后读出R2的值,取RA
(1)按图1 所示电路在图2中所给的实物图中画出连接导线。
(2)真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差,即,试导出它与电动势ε,电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。
(3)若I0=10mA,真实值RA约为30Ω,要想使测量结果相对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
四、本题共6小题,75分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17.(12分)质量为M的小船以速度V0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾,现小孩a沿水平方向以速率(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以相同的速率(相对于静止水面)向后跃入水中,求小孩b跃出后小船的速度。
18.(12分)如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感强度为B,一带正电的粒子以速度V0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正方向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l,求该粒子的电量和质量之比q/m。
19.(12分)“和平号”空间站已于今年3月23日成功地坠落在太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化面销毁,剩下的残片坠入大海。此过程中,空间站原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量)
(1)试导出以下各物理量的符号表示散失能量的公式。
坠落开始时空间站的质量;
轨道离地的高度为h=146Km地球半径R=6.4×106m;
坠落窨范围内重力加速度可看作g=10m/s2;
入海残片的质量m=1.2×104Kg;
入海残片的温升高ΔT=3000K;
入海残片的入海速度为声速;
空间站材料每1千克升温1K平均所需能量C=1.0×103J;
每销毁1千克材料平均所需能量J。
(2)算出的数值。(结果保留两位有效数字)
20.(13分)如图1所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω,有一导体杆静止放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀运动,测得力F与时间t的关系如图2所示,求杆的质量m和加速度a.
21.(13分)在一密封的啤酒瓶中,下方为溶有CO2的啤酒,上方为纯CO2气体,在20℃时,溶液于啤酒中的CO2的质量为mA=1.050×10-3Kg,上方气体状态CO2质量为mB=0.137×10-3Kg,压强为P0=1个大气压,当温度升高到40℃时,啤酒中溶解的CO2的质量减少,变为,瓶中气体CO2的压强上升到P1,已知。啤酒的体积不因溶入CO2而变化,且不考虑容器体积和啤酒体积随温度变化,又知对同种气体,在体积不变的情况下P/T与m成正比,试计算P1等于多少标准大气压(结果保留两位有效数字)。
22.(13分)一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的,在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管下端未触及井底,在圆管内有一不漏气的活塞,它可沿圆管上下滑动,开始时,管内外水面相齐,且活塞恰好触及水面,如图所示,现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F,使活塞缓慢向上移动,已知管筒半径r=0.100m,井的半径R=2r,水的密度ρ=1.00×103Kg/m3,大气压强为P0=1.00×103Pa,求活塞上升H=9.00m的过程中拉力F所做的功。(井和管在水面以上及水面以下的部分足够长,不计活塞质量,不计摩擦,重力加速度g=10m/s2)。