2002年全国普通高等学校招生全国统一考试物 理（广东、广西、河南用）

2002年全国普通高等学校招生全国统一考试物 理（广东、广西、河南用）

‎2002年全国普通高等学校招生全国统一考试 物 理 ‎（广东、广西、河南用）‎ 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分150分，考试时间120分钟．‎ 第Ⅰ卷（选择题 共40分）‎ 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，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．‎ ‎1.下面说法中正确的是 A．光子射到金属表面时，可能有电子发出 B．光子射到金属表面时，一定有电子发出 C．电子轰击金属表面时，可能有光子发出 D．电子轰击金属表面时，一定没有光子发出 ‎2．图中ａ、ｂ、ｃ为三个物块，Ｍ、Ｎ为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图所示并处于平衡状态． ‎ A．有可能Ｎ处于拉伸状态而Ｍ处于压缩状态 B．有可能Ｎ处于压缩状态而Ｍ处于拉伸状态 C．有可能Ｎ处于不伸不缩状态而Ｍ处于拉伸状态 D．有可能Ｎ处于拉伸状态而Ｍ处于不伸不缩状态 ‎3．处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λ１、λ２、λ３的三种 单色光，且λ１＞λ２＞λ３，则照射光的波长为 A．λ１ B．λ１＋λ２＋λ３‎ C．λ２λ３／λ２＋λ３ D．λ１λ２／λ１＋λ２‎ ‎4．如图所示，在原来不带电的金属细杆ａｂ附近Ｐ处，放置一个正点电荷．达到静电平 衡后， ‎ A．ａ端的电势比ｂ端的高 B．ｂ端的电势比ｄ点的低 C．ａ端的电势不一定比ｄ点的低 D．杆内ｃ处场强的方向由ａ指向ｂ ‎5．分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法中正确的是 A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力 B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力 C．分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小 D．分子间吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小 ‎6．跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示．已知人的质 量为70ｋｇ，吊板的质量为10ｋｇ，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．取重力加速度ｇ＝10ｍ／ｓ２．当人以440Ｎ的力拉绳时，人与吊板的加速度ａ和人对吊板的压力Ｆ分别为 ‎ A．ａ＝1．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝260Ｎ B．ａ＝1．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝330Ｎ C．ａ＝3．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝110Ｎ D．ａ＝3．0ｍ／ｓ２，Ｆ＝50Ｎ ‎7．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度．‎ A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功 C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 ‎ D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 ‎8．在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场．取坐标如图所示，一带电粒子沿ｘ 轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转．不计重力的影响，电场强度Ｅ和磁感应强度Ｂ的方向可能是 ‎ A．Ｅ和Ｂ都沿ｘ轴方向 B．Ｅ沿ｙ轴正向，Ｂ沿ｚ轴正向 C．Ｅ沿ｚ轴正向，Ｂ沿ｙ轴正向 D．Ｅ、Ｂ都沿ｚ轴方向 ‎9．远距离输电线路的示意图如下图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确 的是 ‎ A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定 C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 ‎10．一列在竖直方向振动的简谐横波，波长为λ，沿正ｘ方向传播，某一时刻，在振动 位移向上且大小等于振幅一半的各点中，任取相邻的两点Ｐ１、Ｐ２，已知Ｐ１的ｘ坐标小于Ｐ２的ｘ坐标．‎ A．若＜λ／2，则Ｐ１向下运动，Ｐ２向上运动 B．若＜λ／2，则Ｐ１向上运动，Ｐ２向下运动 C．若＞λ／2，则Ｐ１向上运动，Ｐ２向下运动 D．若＞λ／2，则Ｐ１向下运动，Ｐ２向上运动 ‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共110分）‎ 二、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． ‎ ‎11．（5分）用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图所示，这时读出的数值是_________，单位是_________．‎ ‎12．（8分）现有器材：量程为10．0ｍＡ、内阻约30Ω～40Ω的电流表一个，定值电阻 Ｒ１ ＝150Ω，定值电阻Ｒ2＝100Ω，单刀单掷开关Ｓ，导线若干，要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1．5Ｖ）的电动势．‎ （1）按要求在实物图上连线．‎ （2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为Ｅ＝_________，式中各直接测得量的意义是____________________________________． ‎ ‎13．（7分）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面 的方法测量它匀速转动时的角度速． ‎ 实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片．‎ 实验步骤：‎ （1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上．‎ （2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点．‎ （3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．‎ ①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω＝_________，式中各量的意义是：______________________________________________________．‎ ②某次实验测得圆盘半径ｒ＝5．50×10－2ｍ，得到的纸带的一段如下图所示，求得角速度为_________． ‎ 三、本题共7小题，共90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．‎ ‎14．（11分）有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面 处的周期是Ｔ０．当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为Ｔ．求该气球此时离海平面的高度ｈ．把地球看作质量均匀分布的半径为Ｒ的球体．‎ ‎15．（12分）如图所示，半径为Ｒ、单位长度电阻为λ 的均匀导体圆环固定在水平面上，圆环中心为Ｏ．匀强磁场垂直水平面方向向下，磁感强度为Ｂ．平行于直径ＭＯＮ的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动．杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好，某时刻，杆的位置如图，∠ａＯｂ＝2θ，速度为ｖ，求此时刻作用在杆上安培力的大小． ‎ ‎16．（12分）如下一系列核反应是在恒星内部发生的，‎ 其中ｐ为质子，α为α粒子，ｅ＋为正电子，ν为一种中微子．已知质子的质量为ｍｐ＝1．672648×10－27ｋｇ，α粒子的质量为ｍα＝6．644929×10－27ｋｇ，正电子的质量为ｍｅ＝9．11×10－31ｋｇ，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速ｃ＝3．00×10８ｍ／ｓ．试计算该系列核反应完成后释放的能量． 17．（13分）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠 上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心Ｏ到入射光线的垂直距离为ｄ．水的折射率为ｎ． ‎ （1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图． （2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度． 18．（13分）现有ｍ＝0．90ｋｇ的硝酸甘油［Ｃ３Ｈ５（ＮＯ３）３］被密封于体积Ｖ０＝4．0‎ ‎×10－3ｍ３的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧……等气体．假设：反应中每消耗1ｋｇ的硝酸甘油释放能量Ｕ＝6．00×10６Ｊ／ｋｇ；反应产生的全部混合气体温度升高1Ｋ所需能量Ｑ＝1．00×103Ｊ／Ｋ；这些混合气体满足理想气体状态方程ｐＶ／Ｔ＝Ｃ（常量），其中常量Ｃ＝240Ｊ／Ｋ．已知在反应前硝酸甘油的温度Ｔ０＝300‎ Ｋ．若设想在化学反应发生后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度，求器壁所受的压强．‎ ‎19．（14分）下面是一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体Ａ和Ｂ经反弹后，Ｂ能上升到比初始位置高得多的地方．Ａ是某种材料做成的实心球，质量ｍ１＝0．28ｋｇ，在其顶部的凹坑中插着质量ｍ２＝0．10ｋｇ的木棍Ｂ．Ｂ只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙．将此装置从Ａ下端离地板的高度Ｈ＝1．25ｍ处由静止释放．实验中，Ａ触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍Ｂ脱离球Ａ开始上升，而球Ａ恰好停留在地板上．求木棍Ｂ上升的高度，重力加速度ｇ＝10ｍ／ｓ２． ‎ ‎20．（15分）如图（ａ）所示，Ａ、Ｂ为水平放置的平行金属板，板间距离为ｄ（ｄ远小于板的长和宽）．在两板之间有一带负电的质点Ｐ．已知若在Ａ、Ｂ间加电压Ｕo，则质点Ｐ可以静止平衡．现在Ａ、Ｂ间加上如图（ｂ）所示的随时间ｔ变化的电压ｕ．在ｔ＝0时质点Ｐ位于Ａ、Ｂ间的中点处且初速为零．已知质点Ｐ能在Ａ、Ｂ之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰，求图（ｂ）中ｕ改变的各时刻ｔ１、ｔ２、ｔ３及ｔｎ的表达式．（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次．） ‎ ‎2002年全国普通高等学校招生统一考试 物理参考答案 ‎（广东、广西、河南卷）‎ 一、‎ ‎1．AC 2．AD 3．D 4．B 5．C ‎6．B 7．BC 8．AB 9．C 10．AC 二、‎ ‎11．8．473ｍｍ 12．（1）如图所示；（2）（Ｉ１Ｉ２／（Ｉ１－Ｉ２））Ｒ２Ｉ１是外电阻为R1时的电流，Ｉ２是外电阻为Ｒ１和Ｒ２串联时的电流 ‎ ‎13．（1）（ｘ２－ｘ１）／Ｔ（ｎ－1）ｒＴ为电磁打点计时器打点的时间间隔，ｒ为圆盘的半径，ｘ２、ｘ１是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，ｎ为选定的两点间的打点数（含两点） （2）6．8ｒ／ｓ 三、14．根据单摆周期公式，有 Ｔ０＝2π，Ｔ＝2π． 其中ｌ是单摆长度，ｇ０和ｇ分别是两地点的重力加速度．根据万有引力公式，得 ｇ０＝ＧＭ／Ｒ２，ｇ＝ＧＭ／（Ｒ＋ｈ）２． 其中Ｇ是引力常量，Ｍ是地球质量．由以上各式解得 ｈ＝（（Ｔ／Ｔ０）－1）Ｒ． 15．如图所示，杆切割磁力线时，ａｂ部分产生的感应电动势 ‎ Ｅ＝ｖＢ（2Ｒｓｉｎθ）， 此时弧ａｃｂ和弧ａｄｂ的电阻分别为2λＲ（π－θ）和2λＲθ，它们并联后的电阻为 ｒ＝2λＲθ（π－θ）／π， 杆中的电流为Ｉ＝Ｅ／ｒ， 作用在杆上的安培力为Ｆ＝ＩＢ（2Ｒｓｉｎθ）， 由以上各式解得Ｆ＝（2πｖＢ２Ｒ／λ）（ｓｉｎ２θ／θ（π－θ））． 16．为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去 两侧相同的项，系列反应最终等效为 4ｐ——→α＋2ｅ＋＋2ν． 设反应后释放的能量为Ｑ，根据质能关系和能量守恒得 4ｍｐｃ２＝ｍαｃ２＋2ｍｅｃ２＋Ｑ， 代入数值可得 Ｑ＝3．95×10－12Ｊ． 17．（1）光路如图（ａ）所示． ‎ （2）以ｉ、ｒ表示入射光线的入射角、折射角，由折射定律有 ｓｉｎｉ＝ｎｓｉｎｒ， 以δ１、δ２、δ３表示每一次偏转的角度，如图（ｂ）所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知 ｓｉｎｉ＝ｄ／Ｒ， δ１＝ｉ－ｒ，δ２＝π－2ｒ，δ３＝ｉ－ｒ． 由以上各式解得 ‎ δ１＝（ｓｉｎ－１ｄ／Ｒ）－（ｓｉｎ－1ｄ／ｎＲ）． δ２＝π－2ｓｉｎ－1ｄ／ｎＲ． δ３＝（ｓｉｎ－1ｄ／Ｒ）－（ｓｉｎ－1ｄ／ｎＲ）． 18．化学反应完成后，硝酸甘油释放的总能量为 Ｗ＝ｍＵ， 设反应后气体的温度为Ｔ，根据题意，有 Ｗ＝Ｑ（Ｔ－Ｔ０）， 器壁所受的压强为 ｐ＝ＣＴ／Ｖ０， 联立以上各式并代入数据，得 ｐ＝3．4×10８ＰA． 19．根据题意，Ａ碰地板后，反弹速度的大小ｖ１等于它下落到地面时速度的大小，即 ｖ１＝， Ａ刚反弹后，速度向上，立刻与下落的Ｂ碰撞，碰前Ｂ的速度 ｖ２＝． 由题意，碰后Ａ速度为零，以ｖ２′表示Ｂ上升的速度，根据动量守恒，有 ｍ１ｖ１－ｍ２ｖ２＝ｍ２ｖ２′， 令ｈ表示Ｂ上升的高度，有 ｈ＝ｖ２′２／2ｇ． 由以上各式并代入数据，得 ｈ＝4．05ｍ． 20．设质点Ｐ的质量为ｍ，电量大小为ｑ，根据题意，当Ａ、Ｂ间的电压为Ｕ０时，有 ｑＵ０／ｄ＝ｍｇ， 当两板间的电压为2Ｕ０时，Ｐ的加速度向上，其大小为ａ，则 （ｑ2Ｕ０／ｄ）－ｍｇ＝ｍａ， 解得ａ＝ｇ． 当两板间的电压为零时，Ｐ自由下落，加速度为ｇ，方向向下． 在ｔ＝0时，两板间的电压为2Ｕ０，Ｐ自Ａ、Ｂ间的中点向上做初速度为零的匀加速运动，加速度为ｇ．设经过时间τ１，Ｐ的速度变为ｖ１‎ ‎，此时使电压变为零，让Ｐ在重力作用下做匀减速运动，再经过时间τ１′，Ｐ正好到达Ａ板且速度为零，故有 ｖ１＝ｇτ１，0＝ｖ１－ｇτ１′， （1／2）ｄ＝（1／2）ｇτ１２＋ｖ１τ１′－（1／2）ｇτ１′２， 由以上各式，得 τ１＝τ１′，τ１＝（／2）， 因为ｔ１＝τ１，得ｔ１＝（／2）． 在重力作用下，Ｐ由Ａ板处向下做匀加速运动，经过时间τ２，速度变为ｖ２，方向向下，这时加上电压使Ｐ做匀减速运动，经过时间τ２′，Ｐ到达Ｂ板且速度为零，故有 ｖ２＝ｇτ２，0＝ｖ２－ｇτ２′， ｄ＝（1／2）ｇτ２２＋ｖ２τ２′－（1／2）ｇτ２′２， 由以上各式，得τ２＝τ２′，τ２＝， 因为ｔ２＝ｔ１＋τ１′＋τ２， 得ｔ２＝（＋1）． 在电场力与重力的合力作用下，Ｐ由Ｂ板处向上做匀加速运动，经过时间τ３，速度变为ｖ３，此时使电压变为零，让Ｐ在重力作用下做匀减速运动．经过时间τ３′，Ｐ正好到达Ａ板且速度为零，故有 ｖ３＝ｇτ３，0＝ｖ３－ｇτ３′， ｄ＝（1／2）ｇτ３２＋ｖ３τ３′－（1／2）ｇτ３′２ 由上得τ３＝τ３′，τ３＝， 因为ｔ３＝ｔ２＋τ２′＋τ３， 得ｔ３＝（＋3）． 根据上面分析，因重力作用，Ｐ由Ａ板向下做匀加速运动，经过时间τ２，再加上电压，经过时间τ２′，Ｐ到达Ｂ且速度为零，因为ｔ４＝ｔ３＋τ３′＋τ２， ‎ 得ｔ４＝（＋5）． 同样分析可得 ｔｎ＝（＋2ｎ－3）．（ｎ≥2） ‎