2002年全國普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試
物理(上海卷)
第一卷
一.(40分)選擇題。本大題共8小題,每小題5分。每小題給出的四個(gè)答案中,至少有一個(gè)是正確的。把正確答案全選出來,并將正確答案前面的字母填寫在題后的方括號內(nèi)。每一小題全選對的得5分;選對但不全得部分分;有選錯(cuò)或不答的得0分。填寫在方括號外的字母,不作為選出的答案。
1.圖中P為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源,其放出的射線 在電 場的作用下分成a、b、c三束,以下判斷正確的是
A.a(chǎn)為α射線、b為β射線
B.a(chǎn)為β射線、b為γ射線
C.b為γ射線、C為α射線
D.b為α射線、C為γ射線
2.下列各圖中,P表示壓強(qiáng),V表示體積,T表示熱力學(xué)溫度,t表示攝氏溫度,各圖中正確描述一定質(zhì)量理想氣體等壓變化規(guī)律的是
A. B. C. D.
3.在如圖所示電路中,當(dāng)變阻器局的滑動(dòng)頭P向b端移動(dòng)時(shí)
A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
4.如圖所示,S1、S2是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波波源,振幅為 A,a、b、c三點(diǎn)分別位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc。某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn),c是兩列波的波谷相遇點(diǎn),則
A.a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2A
B.c處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為-2A
C.b處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A
D.d處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A
5.如圖所示,A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑,但用不同材料制成的圓管,豎直固定在相同高度。兩個(gè)相同的磁性小球,同時(shí)從A、B管上端的管口無初速釋放,穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面。下面對于兩管的描述中可能正確的是
A.A管是用塑料制成的,B管是用銅制成的
B.A管是用鋁制成的,B管是用膠木制成的
C.A管是用膠木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用膠木制成的,B管是用鋁制成的
6.如圖所示,在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q,在M點(diǎn)無初速釋放一帶有恒定電量的小物塊,小物塊在Q的電場中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止,則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中
A.小物塊所受電場力逐漸減小
B.小物塊具有的電勢能逐漸減小
C.M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢
D.小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
7.一航天探測器完成對月球的探測任務(wù)后,在離開月球的過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行,先加速運(yùn)動(dòng),再勻速運(yùn)動(dòng)。探測器通過噴氣而獲得推動(dòng)力。以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是
A.探測器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),沿直線向后噴氣
B.探測器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣
C.探測器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣
D.探測器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),不需要噴氣
8.太陽從東邊升起,西邊落下,是地球上的自然現(xiàn)象,但在某些條件下,在緯度較高地區(qū)上空飛行的飛機(jī)上,旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙現(xiàn)象。這些條件是
A.時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由東向西飛行,飛機(jī)的速度必須較大
B.時(shí)間必須是在清晨,飛機(jī)正在由西向東飛行,飛機(jī)的速度必須較大
C.時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由東向西飛行,飛機(jī)的速度必須較大
D.時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由西向東飛行,飛機(jī)的速度不能太大
第二卷
二、(20分)填空題。本大題共5小題,每小題4分。答案寫在題中橫線上的空白處,不要求寫出演算過程。
9.研究物理問題時(shí),常常需要忽略某些次要因素,建立理想化的物理模型。例如“質(zhì)點(diǎn)”模型忽略了物體的體積、形狀,只計(jì)其質(zhì)量。請?jiān)賹懗鰞蓚(gè)你所學(xué)過的物理模型的名稱: 和 模型。
10.完成核反應(yīng)方程:Th→Pa+ 。
衰變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic4/docfiles/down/test/doc/2/063e0bc46de3a3fbce46539cf7f65c08.zip/cooco.files/image020.gif" >的半衰期是1.2分鐘,則64克Th經(jīng)過6分鐘還有 克尚未衰變。
11.按照有關(guān)規(guī)定,工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.50瓦/米2。若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1瓦,那么在距離該通訊裝置 以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域(已知球面面積 為S=4πR2)。
12.在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中,一帶電量為1.0×10-8庫侖、質(zhì)量為2.5×10-3千克的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=0.16t-0.02t2,式中x以米為單位,t以秒為單位。從開始運(yùn)動(dòng)到5秒末物體所經(jīng)過的路程為
米,克服電場力所作的功為 焦耳。
13.磁場具有能量,磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度,其值為B2/2μ,式中B是磁感強(qiáng)度,μ是磁導(dǎo)率,在空氣中μ為一已知常數(shù)。為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強(qiáng)度B,一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P,再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離Δl,并測出拉力F,如圖所示。因?yàn)镕所作的功等于間隙中磁場的能量,所以由此可得磁感強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B= 。
三、(30分)實(shí)驗(yàn)題
14.(5分)如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,P是 附有肥皂膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后,在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是下圖中的
A B C D
15.(7分)如圖所示器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象 及到定感應(yīng)電流方向。
(1)在給出的實(shí)物圖中,用實(shí)線作為導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)儀器連成實(shí)驗(yàn)電路。
(2)將線圈L1插入L2中,會上開關(guān)。能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是
A.插入軟鐵棒。 B.拔出線圈L1。
C.使變阻器阻值變大。 D.?dāng)嚅_開關(guān)。
16.(6分)如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光脈沖測量車速和行程的裝置的示意圖,A為光源,B為光電接收器,A、B均固定在車身上,C為小車的車輪,D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號,被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號,由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n,累計(jì)脈沖數(shù)為尼N,則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)是 ;小車速度的表達(dá)式為v= ;行程的表達(dá)式為s= 。
17.(8分)有一組同學(xué)對溫度計(jì)進(jìn)行專題研究。他們通過查閱資料得知十七世紀(jì)時(shí)伽利略曾設(shè)計(jì)過一個(gè)溫度計(jì),其結(jié)構(gòu)為,一麥桿粗細(xì)的玻璃管,一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連,另一端豎直插在水槽中,并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱。根據(jù)管中水柱高度的變化可測出相應(yīng)的溫度。為了研究“伽利略溫度計(jì)”,同學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖所示的測溫裝置,圖中A為一小塑料瓶,B為一吸管,通過軟木塞與A連通,管的下端豎直插在大水槽中,使管內(nèi)外水面有一高度差h。然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究:
(1)在不同溫度下分別測出對應(yīng)的水柱高度h,記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示
溫度(℃)
17
19
21
23
25
27
h (cm)
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
△h=hn-1-h(huán)n
2.1
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算相鄰兩次測量水柱的高度差,并填入表內(nèi)的空格。由此可得結(jié)論:
①當(dāng)溫度升高時(shí),管內(nèi)水柱高度h將 (填:變大,變小,不變);
②水柱高度h隨溫度的變化而 (填:均勻,不均勻)變化;試從理論上分析并證明結(jié)論②的正確性(提示:管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)大氣壓):
。
(2)通過實(shí)驗(yàn),同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計(jì)”來測溫度,還存在一些不足之處,其中主要的不足之處有:① ;
② 。
18.(4分)已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜,電纜中通有變化的電流,在其周圍有變化的磁場,因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢來探測電纜的確切位置、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測量時(shí),在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動(dòng)勢為零,b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢不為零;當(dāng)線圈平面與地面成45°夾角時(shí),在b、d兩處測得試探線圈中的電動(dòng)勢為零。經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn),a、b、c、d恰好位于邊長為1米的正方形的四個(gè)頂角上,如圖所示。據(jù)此可以判定地下電纜在 兩點(diǎn)連線的正下方,離地表面的深度為 米。
四、(60分)計(jì)算題
19.(10分)上端開口的圓柱形氣缸豎直放置,截面積為0.2米2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。溫度為 300 K時(shí),活塞離氣缸底部的高度為0.6米;將氣體加熱到330K時(shí),活塞上升了0.05米,不計(jì)摩擦力及固體體積的變化。求物體A的體積。
20.(8分)一衛(wèi)星繞某行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知行星表面的重力加速度為g行,行星的質(zhì)量M與衛(wèi)星的質(zhì)量m之比 M/m=81,行星的半徑R行與衛(wèi)星的半徑R衛(wèi)之比R行/R衛(wèi)=3.6,行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑R行之比r/R行=60。設(shè)衛(wèi)星表面的重力加速度為g衛(wèi),則在衛(wèi)星表面有:
……
經(jīng)過計(jì)算得出:衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的重力加速度的三千六百分之一。上述結(jié)果是否正確?若正確,列式證明;若錯(cuò)誤,求出正確結(jié)果。
21.(13分)如圖所示,一自行車上連接踏腳板的連桿長R1,由踏腳板帶動(dòng)半徑為r1的大齒盤,通過鏈條與半徑為r2的后輪齒盤連接,帶動(dòng)半徑為R2的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
(1)設(shè)自行車在水平路面上勻速行過時(shí),受到的平均阻力為f,人蹬踏腳板的平均作用力為F,鏈條中的張力為T,地面對后輪的靜摩擦力為fs,通過觀察,寫出傳動(dòng)系統(tǒng)中有幾個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸,分別寫出對應(yīng)的力矩平衡表達(dá)式;
(2)設(shè)R1=20厘米,R2=33厘米,踏腳大齒盤與后輪齒盤的齒數(shù)分別為48和24,計(jì)算人蹬踏腳板的平均作用力與平均阻力之比;
(3)自行車傳動(dòng)系統(tǒng)可簡化為一個(gè)等效杠桿。以R1為一力臂,在右框中畫出這一杠桿示意圖,標(biāo)出支點(diǎn),力臂尺寸和作用力方向。
22.(3分)如圖所示,兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),距離為l=0.2米,在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R=0.5歐的電阻,在X≥0處有一與水平面垂直的均勻磁場,磁感強(qiáng)度B=0.5特斯拉。一質(zhì)量為m=o.1千克的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上,并以v0=2米/秒的初速度進(jìn)入磁場,在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下作勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a=2米/秒2、方向與初速度方向相反。設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且接觸良好。求:
(1)電流為零時(shí)金屬桿所處的位置;
(2)電流為最大值的一半時(shí)施加在金屬桿上外力F的大小和方向;
(3)保持其他條件不變,而初速度v0取不同值,求開始時(shí)F的方向與初速度v0取值的關(guān)系。
23.(16分)如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面積為A的小噴口,噴口離地的高度為h。管道中有一絕緣活塞。在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中棒b的兩端與一電壓表相連,整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時(shí),活塞向右勻速推動(dòng)液體從噴口水平射出,液體落地點(diǎn)離噴口的水平距離為S。若液體的密度為ρ,不計(jì)所有阻力,求:
(1)活塞移動(dòng)的速度;
(2)該裝置的功率;
(3)磁感強(qiáng)度B的大小;
(4)若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小,試分析其可能的原因。
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