物理2004上海全国普通高等学校招生统一考试

物理2004上海全国普通高等学校招生统一考试

2004 上海物理试卷 一、多选题（40 分）。 1．下列说法中正确的是（AD） A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B．光的频率越高，波长越长 C．光的波长越长，光子的能量越大 D．光在真空中的传播速度为 2．下列说法中正确的是（CD） A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说 B．卢瑟福在 粒了散射实验中发现了电子 C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子 D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 3．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为 7小时 39 分，火卫二的周期为 30 小时 18 分，则两颗卫星相比（AC） A．火卫一距火星表面较近 B．火卫二的角速度 较大 C．火卫一的线速度较大 D．火卫二的向心加速度较 大 4．两圆环 A、B 置于同一水平面上，其中 A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环，当 A 以如图所 示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生了逆时针方向的感应电流，则（BC） A．A 可能带正电且转速减小 B．A 可能带正电且转速增大 C．A 可能带负电且转速减小 D．A 可能带负电且转速增大 5．物体 B 放在物体 A上，A、B 的上下表面均与斜面平行（如图），两者以相同的初速度沿 光滑固定斜面 C向上运动，在运动的过程中（C） A．A 受到 B的摩擦力沿斜面方向向上 B．A 受到 B的摩擦力沿斜面方向向下 C．A、B 之间的摩擦力为零 D．A、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、B 表面的性质 6．某静电场沿 方向的电势分布如图所示，则（AC） A．在 之间不存在沿 方向的电场 B．在 之间存在着沿 方向的匀强电场 C．在 之间存在着沿 方向的匀强电场 D．在 之间存在着沿 方向的非匀强电场 7．光滑水平面上有一边长为 l 的正方形区域，该区域有场强为 E 的匀强 电场，电场方向与正方形一边平行，一质量为 m、带电量为 q 的小球由某 一边的中点，以垂直于该边的水平初速 v0进入该正方形区域，当小球再 次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ABCD） A．0 B ． C． D． 8．滑块以初速度 v1沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为 v2，且 v1> v2， 若滑块向上运动的位移中点为 A，取斜面底端重力势能为零，则（BC） A．上升时机械能减少，下降时机械能增大 B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小 C．上升过程中动能和势能相等的位置在 A 点上方 D．上升过程中动能和势能相等的位置在 A 点上方 二、（20 分）填空题。（本大题共 5 小题，每小题 4 分，答案写在题中横线上的空白处或 指定位置，不要求写出演算过程）。 9．在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中 没 有 电 流 通 过 ， 可 能 的 原 因 是： 。 入射光频率太低（或反向电压太大） 10．在光滑水平面上的 o点系一长为 l的绝缘细线， 线的另一端系一质量为 m、带电量为 q的小球，当沿细 线方向加上场强为 E的匀强电场后，小球处于平衡状态， 现给小球一垂直于细线的初速度 v0，使小球在水平面上开始运 动，若 v0很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为 11．利用扫描隧道显微镜（STM）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的 构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的 STM 图象，通过观察、比较，可以看到这些材 料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征，则构成这些材料的原子在物质表 面排列的共同特点是 （1） ； 在确定方向上原子有规律地排列。 （2） ； 排 列 具 有 对 称 性 12．两个额定电压为 220V 的白炽灯 和 的 特性曲线如图 所示， 的额定功率约为 ；现将 和 串联后接 在 220V 的电源上，电源内阻忽略不计。此时 的实际功率 为 .99，17.5 13．A、B两波相向而行，在 t=0 时刻的波形如图所示，已知波的传 播速度为 ，图中标尺每格长度为 l，在图中画出 时的波 形。 三、（30 分）实验题。 14．（5 分）用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得 ， ， 已 知 交 流 电 频 率 是 ， 则 打 点 时 物 体 的 瞬 时 速 度 为 ，如果实验测出的重力加速度值比真实值偏小，可能的原因是 。2.10，下落 过程中存在阻力等 15．（4 分）在测定一节干电池（电动势约为 ，内组约为 ）的电动势和内阻的实验 中，变阻器和电压表各有两个供选： 电压表量程为 ， 电压表量程为 ， 变阻 器为 ， 变阻器为 . 电 压 表 应 该 选 （ 填 或 ） ， 这 是 因 为 . 变 阻 器 应 该 选 （ 填 或 ） ， 这 是 因 为 . B，A 电压表量程过大，误差较大；A，B 变阻器额定电流过小且调节不便 16．（5 分）下图为一测量灯泡发光强度的装置，AB 是一个有刻度的底座，两端装两个灯泡， 中间的光度计 C可在底座上移动，通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同。 已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比，现有一个发光强 度为 的灯泡 a和一个待测灯泡 b，分别置于底座两端（如图）.怎样测定待测灯泡 b 的发 光强度 ？ 接通电源，移动光度计使两边的照度相同，测出距离 和 ，即可得待测灯泡的发光强度 17．（6 分）一根长约 30cm、横截面积为 S=5.0×10 -6 m 2 的玻璃管下端有一个球形小容器（玻 璃厚度不计），管内有一段长约 1cm 的水银柱，现在需要用比较准 确的方法测定球形小容器的容积 V，可用的器材有：刻度尺（量程 500mm）、 温度计（测量范围 0—100℃）、玻璃容器（高约 30cm，直径约 10cm）、足够 多的沸水和冷水. （1）简要写出实验步骤及需要测量的物理量； （2）说明如何根据所测得的物理量得出实验结果。 解答：（1）将水银柱以下的玻璃管浸没在水中，改变水温，用测度计测得若干 组（或两组）不同水温（即气体温度）T 和气柱长度 x 的值。 （2）方法一：气体做等压变化， ，即 ，作 图，截距的绝地值 即为 V 方法二：测两组数据 ， ，可解得 18．（10 分）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，用实验 得到如下数据（ 和 分别表示小灯泡上的电流和电压）： 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （1）在左下框中画出实验电路图，可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范 围 ）、电源、小灯泡、开关、导线若干. （2）在右下图中画了小灯泡的 曲线. （3）将小灯泡接在电动势是 、内阻是 的电池两端，小灯泡的实际功率是多少？ (3)作出 图 线，可得小灯泡工作 电流为 0.35A，工作电 压为 0.80V，因此小灯泡实际功率为 0.28W. 四、（60 分）计算题。（第 19、20、21、22、23 题要求 写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案，而未写出主要演算过程 的，不能得分，有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位）. 19．（8 分）“真空中两个静止点电荷相距 10cm，它们之间相互作用的静电力大小为 ，当它们合在一起时，成为一个带电为 的点电荷，问原来两电荷的带电 量各为多少？”某同学求解如下： 根据电荷守恒定律： 根据库仑定律： ， 整理得 ， 解得 . 根号中的数值小于 ，经检查，运算无误，试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。 解答：题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算，由 ， 得 ① 由 此 解 得 ② ③ 20．（12 分）如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在水银槽内， 管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的 5 倍，开始时管 内空气柱长度为 6cm，管内外水银面高度差为 50cm，将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口未 离开槽中水银），使管内外水银面高度差变成 60cm.（大气压强相当于 75cmHg）求： （1）此时管内空气柱的长度； （2）水银槽内水银面下降的高度. 解答：．（1）玻璃管内的空气做等温变化 ① ② ③ （2）设水银槽内水银面下降 ，水银体积不变，即 ④ ⑤ ⑥ 21．（12 分）滑雪者从 点由静止沿斜面滑下，经一平台后水平飞离 点，地面上紧靠平 台有一个水平台阶，空间几何尺度如图所示，斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为 ， 斜面 AD 与平台 DB 由一小段光滑圆弧连接。求： （1）滑雪者离开 点时的速度大小； （2）滑雪者从 点开始做平抛运动的水平距离。 解答：（1）设滑雪者质量为 ，斜面与水平面夹角为 ，滑雪者滑行过程中克服摩擦力做 功，即 ① 由动能定理，有 ② 离 开 B 点 时 的 速 度 ③ （2）设滑雪者离开 B 点后落在台阶上 ， 可 解 得 ， ④ 此 时 必 须 满 足 ⑤ 当 ⑥ 时，滑雪者直接落到地面上 ， ， 可 解 得 ⑦ 22．（14 分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间 距为 L，左端通过导线与阻值为 R 的电阻连接；导轨上放一质量为 m 的金属杆（见下图）， 金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力 F作用在金属 杆上，杆最终将做匀速运动，当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度 v也会变化，v 和 F 的关系如下图.（取重力加速度 ） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若 ， ， ；磁感应强度 为多大？ （3）由 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 解答：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动）. （2）感应电动势 ， ① 感 应 电 流 ， ② 安培力 ③ 由曲线可在金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零. ， ④ ⑤ 由图线可以得到直线的斜率 K=2， ⑥ （3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力 f， f=2 (N) ⑦ 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数 μ=0.4 ⑧ 23．（14 分）有人设计了一种新型伸缩拉杆秤，结构如图，秤杆的一端固定一配重物并悬 一挂钩，秤杆外面套有内外两个套筒，套筒左端开槽使其可以不受秤纽阻碍而移动到挂钩所 在位置（设开槽后套筒的重心仍在其长度中点位置），秤杆与内层套筒上刻有质量刻度，空 载（挂钩上不挂物体，且套筒未拉出）时，用手提起秤纽，杆秤恰好平衡，当物体挂在挂钩 上时，往外移动内外套筒可使杆秤平衡，从内外套筒左端的位置可以读得两个读数，将这两 个读数相加，即可得到待测物体的质量，已知秤杆和两个套筒的长度均为 16cm，套筒可移 出的最大距离为 15cm，秤纽到挂钩的距离为 2cm，两个套筒的质量均为 0.1kg，取重力加速 度 .求： （1）当杆秤空载平衡时，秤杆、配重物及挂钩所受重力相对秤纽的合力矩： （2）当在秤钩上挂一物体时，将内套筒向右移动 5cm，外套筒相对内套筒向右移动 8cm，杆 秤达到平衡，物体的质量多大？ （3）若外层套筒不慎丢失，在称某一物体时，内层套筒的左端在读数为 1kg 处杆秤恰好平 衡，则该物体实际质量多大？ 解答：（1）套筒不拉出时杆秤 恰好平衡，此时两套筒的重 力相对秤纽的力矩与所求的 力矩相等，设套筒长度为 L，合力矩 ① ， ② （2）力矩平衡 ， ③ ④ ⑤ （3）正常称衡 1kg 重物时，内外两个套筒可一起向外拉出 x′， 力 矩 平 衡 ⑥ ⑦ 外层套筒丢失后称物，此时内套筒左端离秤纽距离为 . 力矩平衡 ⑧ ⑨