2011 年普通高等学校招生全国统一考试(福建卷) 理科综合能力测试 物理试题 在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求。 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 3的球体)表面附近圆形轨道运行的周期 T,已知引力常数 G,半径为 R 的球体体积公式V R3 ,4则可估算月球的 A.密度 B.质量 C.半径 D.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,折射光在白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=20 ,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 A.输入电压 u 的表达式 u=20 B.只断开 S1 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 2sin(50 )V 第 1 页 共 8 页 116. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率 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 图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2 1 ,则 2 时刻,小物块离 A 处的距离达到最大 2 时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大 2 时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 2 时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 vt 运行。初速度大小为 v2 的小物块从与传送带 v-t> v A. B. ttC. 0~ D. 0~ tt17. 如图,足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成 角(0< <90°),其中 MN 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,帮的速度大小为 v ,则金属棒 ab 在这一过程中 1A.F 运动的平均速度大小为 2qR B.平滑位移大小为 BL C.产生的焦二热为 qBL B2L2 D.受到的最大安培力大小为 sin R18.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 轮转动时与绳滑轮有一定大小,质量为 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 的拉力大小分别为1 和 2 ,已知下列四个关于 1 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 m1 和 m2 的物体 A 和 B 。若滑 mA和BTTT(m 2m)m1g m 2(m1 m2 ) (m 2m)m2 g m 4(m1 m2 ) A. T B. T 11(m 4m)m1g m 2(m1 m2 ) (m 4m)m2 g m 4(m1 m2 ) C. T D. T 11第 2 页 共 8 页 219.(18 分) (1)(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。 。(填选项前的字母) ②小组成员在试验过程中有如下说法,其中正确的是 A.把单摆从平衡位置拉开 30 度的摆角,并在释放摆球的同时开始计时 tB.测量摆球通过最低点 100 次的时间 t,则单摆周期为 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 (2)(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在小电珠介入电路前,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 C.欧姆× 100 B.直流电流 5Ma D.欧姆× 1 ②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中 R 为华东变阻器(阻值范围 0~20 ,额定电流 V○ 1.0A),L 为待测小电珠, 为电压表(量程6V,内阻 20k A○ ), 为电流表(量程0.6A,内阻 1),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,华东变阻器的画片 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 流表的示数总是凋而不零,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 第 3 页 共 8 页 3而____________。(填“不变”、“增大”或“减小”) 20.(15 分) 反射式调管是常用的微波器械之一,它利用电子团在电场中的震荡来产生微波,其震荡原理与下 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 2.0103 N/C 和 E2 4.0103 N/C,方向如图所示,带电微粒质量 m 1.01020 kg ,带电 量q 1.0109 C ,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: (1)B 点到虚线 MN 的距离 d2 ;(2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间t 。 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,在弹簧上段放置一粒鱼饵, 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 )已知地面欲睡面相距 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 2饵,鱼饵的质量在 m 到 m 之间变化,且均能落到水面。持续投放 3足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积 S 是多少? 第 4 页 共 8 页 422.(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 q(q>0)的粒子从坐标原点 O 处,以初速度 v0 沿 x 轴正方向射人,粒子的运动轨迹见图甲,不计粒子的质量。 (1) 求该粒子运动到y=h 时的速度大小 v; (2) 现只改变人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 2rn qB (y-t 关系)是简谐运动,且都有相同的周期T 。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 A,并写出 y-t 的函数表达式。 选考部分 28.[物理选修 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) (1)如图所示,曲线 ,纵轴表示温度 A.晶体和非晶体均存在固定的熔点 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tT0从图中可以确定的是_______。(填选项前的字母) T0B.曲线 C.曲线 MM的的bc 段表示固液共存状态 ab 段、曲线 cd 段、曲线 NN的的ef 段均表示固态 fg 段均表示液态 D.曲线 M的(2)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 C.温度升高,密度增大 B.温度降低,密度减小 D.温度升高,密度减小 第 5 页 共 8 页 529. [物理选修 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) (1)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 图中可以确定的是________。(填选项前的字母) A.逸出功与 有关B. km 于入射光强度成正比 C. 时,会逸出光电子 D.图中直线的斜率与普朗克常量有关 Ekm 与入射光频率 的关系如图所示,其中 0 为极限频率。从 E< 0(2)在光滑水平面上,一质量为 m,速度大小为 速度方向与碰撞前相反。则碰撞后 B 球的速度大小可呢个是__________。(题选项前的字母) A. 0.6B. 0.4C. 0.3D. 0.2 v 的 A 球与质量为 2m 静止的 B 球碰撞后,A 球的 vvvv第 6 页 共 8 页 6参考答案 13 A14 C15 D16 B17 B18 C19 答案:(1)①0.97(0.96 0.98均可) ②C (2)① D ②Ⅰ.左;Ⅱ. 1 点至 5 点(或 5 点至 1 点);Ⅲ.增大 20 解析:(1)带电微粒由 A 运动到 B 的过程中,由动能定理有 |q|E1d1-|q|E2d2=0 d2=E1d1/E2=0.50cm ①由①式解得 ②(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 ③④设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为 t1、t2,由运动学公式有 2d1=a1t1 /2 ⑤⑥⑦2d2=a2t2 /2 又t=t1+t2 由②③④⑤⑥⑦式解得 t=1.5×10-8s 21 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 v12 mg = m ①R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 1Ep = mg(1.5R + R) +mv12 ③2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 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 14.5R = gt2 ⑤2×1=v1t+R x1=4R ⑥由⑤⑥式解得 ⑦23当鱼饵的质量为 m 时,设其到达管口 C 时速度大小为 v2,由机械能守恒定律有 21 2 Ep = mg(1.5R + R) +( m)v22 2 3 ⑧⑨3由④⑧式解得 v2 = 2gR 第 7 页 共 8 页 723质量为 m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 133 S = (πx22 -πx12 ) =πR2 (或8.25πR2 ) 4422 解析:(1)由于洛伦兹力不做功,只有电场力做功,由动能定理有 11-qEh = mv2 – mv02 ①222qEh 由①式解得 v = v02 – ②m(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 S=v1T ③④又2πm 式中 T = qB 2πmE qB2 由③④式解得 S = ⑤Ⅱ.设粒子在 y 轴方向上的最大位移为 ym(图丙曲线的最高点处),对应的粒子运动速度大小为 v2 (方向沿 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 qv0B-qE=-(qv2B-qE) ⑥11由动能定理有 又-qEym = mv22 – mv02 ⑦221Ay = ym ⑧2mE由⑥⑦⑧式解得 Ay = (v0 – ) qB B可写出图丙曲线的简谐运动 y-t 函数表达式为 my = EqB (v0 – )(1-cost) qB Bm28 答案:(1)B(2)D 29 答案:(1)D(2)A 第 8 页 共 8 页 8
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