2003年全國(guó)普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試(上海卷)
物理
第Ⅰ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(lái),并將正確答案前面的字母填寫在題后的方括號(hào)內(nèi)。每一小題全選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全,得部分分;有選錯(cuò)或不答的,得0分。填寫在方括號(hào)外的字母,不作為選出的答案。
1.在核反應(yīng)方程的括弧中,X所代表的粒子
A. B. C. D.
2.關(guān)于機(jī)械波,下列說(shuō)法正確的是
A.在傳播過(guò)程中能傳遞能量 B.頻率由波源決定
C.能產(chǎn)生干涉,衍射現(xiàn)象 D.能在真空中傳播
3.愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,猜測(cè)光具有粒子性,從而提出光子說(shuō),從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō),這屬于
A.等效替代 B.控制變量 C.科學(xué)假說(shuō) D.?dāng)?shù)學(xué)歸納
4.一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的彈性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同,則碰撞前后小球速度變化量的大小△v和碰撞過(guò)程中墻對(duì)小球做功的大小W為
A.△v=0 B.△v=12m/s C.W=0 D.W=10.8J
5.一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在此過(guò)程中該電荷作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB及該電荷的A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能εA、、εB之間的關(guān)系為
A.EA=EB. B.EA<EB. C.εA=εB. D.εA>εB
6.粗細(xì)均習(xí)的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行。現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng),如圖所示,則在移出過(guò)程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是
7.一質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B。支架的兩直角邊長(zhǎng)度分別為2l和l,支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示。開始時(shí)OA邊處于水平位置,由靜止釋放,則
A.A球的最大速度為2
B.A球速度最大時(shí),兩小球的總重力勢(shì)能最小
C.A球速度最大時(shí),兩直角邊與豎直方向的夾角為45°
D.A、B兩球的最大速度之比
8.劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如圖1所示,將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后,從上往下看到的干涉條紋如圖2所示。干涉條紋有如下特點(diǎn):
(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;
(2)任意相鄰明條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定,F(xiàn)若在圖1裝置中抽去一張紙片,則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后,從上往下觀察到的干涉條紋
A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失
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或指定位置,不要求寫出演算過(guò)程。
9.盧瑟福通過(guò) 實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了原子中間有一個(gè)很小的核,并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。右面平面示意圖中的四條線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的可能軌跡,在圖中完成中間兩條α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。
10.細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時(shí)刻開始做簡(jiǎn)諧振動(dòng),激發(fā)出一列簡(jiǎn)諧橫波。在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn),圖1為t=0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置,圖2為t=T/4時(shí)刻的波形圖(T為波的周期)。在圖3中畫出t=3T/4時(shí)刻的波形圖。
11.有質(zhì)量的物體周圍存在著引力場(chǎng)。萬(wàn)在引力和庫(kù)侖力有類似的規(guī)律,因此我們可以用定義靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方法來(lái)定義引力場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。由此可得,與質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)相距r處的引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式為EG= (萬(wàn)有引力恒量用G表示)。
12.若氫原子的核外電子繞核作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則其角速度ω= ;
電子繞核的運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流,則電子運(yùn)動(dòng)的等效電流I= 。(已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,靜電力恒量用k表示)
13.某登山愛(ài)好者在攀登珠穆朗峰的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)他攜帶的手表表面玻璃發(fā)生了爆裂。這種手表是密封的,出廠時(shí)給出的參數(shù)為:27℃時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1×105Pa;在內(nèi)外壓強(qiáng)差超過(guò)6×104Pa時(shí),手表表面玻璃可能爆裂。已知當(dāng)時(shí)手表處的氣溫為-13℃,則手表表面玻璃爆裂時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大小為 Pa;已知外界大氣壓強(qiáng)隨高度變化而變化,高度每上升12m,大氣壓強(qiáng)降低133Pa,設(shè)海平面大氣壓為1×105Pa,則登山運(yùn)動(dòng)員此時(shí)的海拔高度約為 m。
三、(30分)實(shí)驗(yàn)題。其中第14、15小題和第17小題(1)為選擇題,選出全部正確答案,選對(duì)但不全,得部分分;有選錯(cuò)或不答的,得0分。
14.(5分)如圖所示,在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),小球A沿軌道滑下,離開軌道末端(末端水平)時(shí)撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S,被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落。改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時(shí)落地,該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了A球在離開軌道后
A.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
B.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
C.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。
D.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
15.(5分)在右圖所求的光電管的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),那么
A.A光的頻率大于B光的頻率。
B.B光的頻率大于A光的頻率。
C.用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表G的電流方向是a流向b。
D.用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表G的電流方向是b流向a。
16.(6分)如圖所示,在“有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)力矩盤使其平衡,彈簧秤的讀數(shù)為 N,此時(shí)力矩盤除受到鉤碼作用力F1、F2、F3和彈簧拉力F4外,主要還受力和 力的作用,如果每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為0.1kg,盤上各圓的半徑分別是0.05m、0.10m、0.15m、0.20m(取g=10m/s2),則F2的力矩是 N?m。有同學(xué)在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)順時(shí)針力矩之和與逆時(shí)針力矩之和存在較大差距。檢查發(fā)現(xiàn)讀數(shù)和計(jì)算均無(wú)差錯(cuò),請(qǐng)指出造成這種差距的一個(gè)可能原因,并提出簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)方法(如例所示,將答案填在下表空格中)。
可能原因
檢驗(yàn)方法
例
力矩盤面沒(méi)有調(diào)到豎直
用一根細(xì)線掛一鉤碼靠近力矩盤面,如果細(xì)線與力矩盤面間存在一個(gè)小的夾角,說(shuō)明力矩盤不豎直。
答
17.(7分)有同學(xué)在做“研究溫度不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),用連接計(jì)算機(jī)的壓強(qiáng)傳感器直接測(cè)得注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)值。緩慢推動(dòng)活塞,使注射器內(nèi)空氣柱從初始體積20.0ml變?yōu)?2.0ml。實(shí)驗(yàn)共測(cè)了5次,每次體積值直接從注射器的刻度上讀出并輸入計(jì)算機(jī),同時(shí)由壓強(qiáng)傳感器測(cè)得對(duì)應(yīng)體積的壓強(qiáng)值。實(shí)驗(yàn)完成后,計(jì)算機(jī)屏幕上立刻顯示出如下表中所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
序號(hào)
V (ml)
P (×105Pa)
PV (×105Pa?ml)
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
(1)仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),pV(×105Pa?ml)一欄中的數(shù)值越來(lái)越小,造成這一現(xiàn)象的可能原因是
A.實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大。
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度增大了。
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生了變化。
D.實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器內(nèi)的空氣向外發(fā)生了泄漏。
(2)根據(jù)你在(1)中的選擇,說(shuō)明為了減小誤差,應(yīng)采取的措施是:
18.(7分)圖1為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對(duì)溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。
(1) 為了通過(guò)測(cè)量得到圖1所示I-U關(guān)系的完整曲線,在圖2圖3兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖 ;簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:
(電源電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻不計(jì),滑線變阻器的阻值為0-100Ω)。
(2)在圖4電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻R1=250Ω。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為 V;電阻R2的阻值為 Ω。
(3)舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子:
。
四、(60分)計(jì)算題。
19.(10分)如圖所示,1、2、3為p-V圖中一定量理想氣體的三個(gè)狀態(tài),該理想氣體由狀態(tài)1經(jīng)過(guò)程1-3-2到達(dá)狀態(tài)2。試?yán)脷怏w實(shí)驗(yàn)定律證明:
20.(10分)如圖所示,一高度為h=0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一 傾角為θ=30°的斜面連接,一小球以v0=5m/s的速度在平面上向右運(yùn)動(dòng)。求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間(平面與斜面均光滑,取g=10m/s2)。
某同學(xué)對(duì)此題的解法為:小球沿斜面運(yùn)動(dòng),
則由此可求得落地的時(shí)間t。
問(wèn):你同意上述解法嗎?若同意,求出所需的時(shí)間;若不同意,則說(shuō)明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。
21.(12分)質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升,若飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保持不變,同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其它力的合力提供,不含重力)。今測(cè)得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時(shí),它的上升高度為h,
求:(1)飛機(jī)受到的升力大;
(2)從起飛到上升至h高度的過(guò)程中升力所作的功及在高度h處飛機(jī)的動(dòng)能。
22.(14分)如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌,O、C處分別接有短電阻絲(圖中粗線表法),R1=4Ω、R2=8Ω(導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì))。導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程(單位:m)。磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn),棒與導(dǎo)思接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直,不計(jì)棒的電阻。
求:(1)外力F的最大值;
(2)屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的最大功率;
(3)在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間t的關(guān)系。
23.(14分)為研究靜電除塵,有人設(shè)計(jì)了一個(gè)盒狀容器,容器側(cè)面是絕緣的透明有機(jī)玻璃,它的上下底面是面積A=0.04m2的金屬板,間距L=0.05m,當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時(shí),能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),每立方米有煙塵顆粒1013個(gè),假設(shè)
這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài),每個(gè)顆粒帶電量為q=+1.0×10-17C,質(zhì)量為m=2.0×10-15kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力。
求合上電鍵后:
(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間煙塵顆?梢员蝗课?
(2)除塵過(guò)程中電場(chǎng)對(duì)煙塵顆粒共做了多少功?
(3)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能達(dá)到最大?
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