2003年全国普通高等学校招生全国统一考试物理（上海卷）

2003年全国普通高等学校招生全国统一考试物理（上海卷）

‎2003年全国普通高等学校招生全国统一考试物理（上海卷）‎ 考生注意：‎ ‎1． 答卷前，考生务必将姓名、准考证号、校验码等填写清楚。‎ ‎2． 本试卷共8页，满分150分。考试时间120分钟。考生应用钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上。‎ ‎3． 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。有数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ 第Ⅰ卷（共60分）‎ 一、（40分）选择题，本大题共8小题，每小题5分，每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的。把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内。每一小题全选对的得5分，选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分。填写在方括号外的字母，不作为选出的答案。‎ ‎1．在核反应方程的括弧中，X所代表的粒子 A． B． C． D．‎ ‎2．关于机械波，下列说法正确的是 A．在传播过程中能传递能量 B．频率由波源决定 C．能产生干涉，衍射现象 D．能在真空中传播 ‎3．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于 A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳 ‎4．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为 A．△v＝0 B．△v＝12m/s C．W＝0 D．W＝10.8J ‎5．一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B 点，在此过程中该电荷作初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷的A、B两点的电势能εA、、εB之间的关系为 A．EA＝EB． B．EA＜EB． C．εA＝εB． D．εA＞εB ‎6．粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是 ‎7．一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则 A．A球的最大速度为2‎ B．A球速度最大时，两小球的总重力势能最小 C．A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°‎ D．A、B两球的最大速度之比 ‎8．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示，‎ 将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹 入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空 气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹 如图2所示。干涉条纹有如下特点：‎ （1） 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；‎ ‎（2）任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失 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．卢瑟福通过 实验，发现了原子中间有 一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。‎ 右面平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，‎ 在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。‎ ‎10．细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐振动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，图1为t＝0时刻各点所处的位置，图2为t＝T/4时刻的波形图（T为波的周期）。在图3中画出t＝3T/4时刻的波形图。‎ ‎11．有质量的物体周围存在着引力场。万在引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场场强的方法来定义引力场的场强。由此可得，与质量为M的质点相距r处的引力场场强的表达式为EG＝ （万有引力恒量用G表示）。‎ ‎12．若氢原子的核外电子绕核作半径为r的匀速圆周运动，则其角速度ω＝ ；‎ 电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I＝ 。（已知电子的质量为m，电量为e，静电力恒量用k表示）‎ ‎13．某登山爱好者在攀登珠穆朗峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1×105Pa；在内外压强差超过6×104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂。已知当时手表处的气温为－13℃，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为 Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上升12m，大气压强降低133Pa，设海平面大气压为1×105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为 m。‎ 三、（30分）实验题。其中第14、15小题和第17小题（1）为选择题，选出全部正确答案，选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分。‎ ‎14．（5分）如图所示，在研究平抛运动时，小球A 沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后 A．水平方向的分运动是匀速直线运动。‎ B．水平方向的分运动是匀加速直线运动。‎ C．竖直方向的分运动是自由落体运动。‎ D．竖直方向的分运动是匀速直线运动。‎ ‎15．（5分）在右图所求的光电管的实验中，发现用一定频率的A 单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，‎ 而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么 A．A光的频率大于B光的频率。‎ B．B光的频率大于A光的频率。‎ C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b。‎ D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a。‎ ‎16．（6分）如图所示，在“有固定转动轴物体的平衡条件 实验中，调节力矩盘使其平衡，弹簧秤的 读数为 N，此时力矩盘除受到钩码作用力 F1、F2、F3和弹簧拉力F4外，主要还受 ‎ 力和 力的作用，如果每个钩码的质量均为 ‎0.1kg，盘上各圆的半径分别是0.05m、0.10m、0.15m、0.20m（取g＝10m/s2），‎ 则F2的力矩是 N·m。有同学在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距。检查发现读数和计算均无差错，请指出造成这种差距的一个可能原因，并提出简单的检验方法（如例所示，将答案填在下表空格中）。‎ 可能原因 检验方法 例 力矩盘面没有调到竖直 用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直。‎ 答 ‎17．（7分）有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”‎ 实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值。‎ 缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0ml变为12.0ml。实验共测了5次，每次体积值直接从注射器的刻度 上读出并输入计算机，同时由压强传感器 测得对应体积的压强值。实验完成后，‎ 计算机屏幕上立刻显示出如下表中所示的实验 结果。‎ 序号 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）仔细观察不难发现，pV（×105Pa·ml）一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原因是 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大。‎ B．实验时环境温度增大了。‎ C．实验时外界大气压强发生了变化。‎ D．实验时注射器内的空气向外发生了泄漏。‎ ‎（2）根据你在（1）中的选择，说明为了减小误差，应采取的措施是： ‎ ‎18．（7分）图1为某一热敏电阻（电阻值随温度 的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。‎ （1） 为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整 曲线，在图2图3两个电路中应选择的是图 ；‎ 简要说明理由： ‎ ‎（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0－100Ω）。‎ ‎（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 V；电阻R2的阻值为 Ω。‎ ‎（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：‎ ‎ 。‎ 四、（60分）计算题。‎ ‎19．（10分）如图所示，1、2、3为p—V图中一定量理想气体的 三个状态，该理想气体由状态1经过程1—3—2到达状态 ‎2。试利用气体实验定律证明：‎ ‎20．（10分）如图所示，一高度为h＝0.2m的水平面在A点处与一 倾角为θ＝30°的斜面连接，一小球以v0＝5m/s的速度在平面上向右运动。‎ 求小球从A点运动到地面所需的时间（平面与 斜面均光滑，取g＝10m/s2）。某同学对此题的 解法为：小球沿斜面运动，‎ 则由此可求得落地 的时间t。‎ 问：你同意上述解法吗？若同意，求出所需的时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。‎ ‎21．（12分）质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐 上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力 和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力提供，不含 重力）。今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高 度为h，求：（1）飞机受到的升力大小；（2）从起飞到上升至h高度的过程中升力所作 的功及在高度h处飞机的动能。‎ ‎22．（14分）如图所示，OACO为置于水平面内的光 滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中 粗线表法），R1＝4Ω、R2＝8Ω（导轨其它部分电阻 不计）。导轨OAC的形状满足方程 ‎（单位：m）。磁感强度B＝0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒 在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C 点，棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨 垂直，不计棒的电阻。‎ 求：（1）外力F的最大值；‎ （２） 属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；‎ ‎（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。‎ ‎23．（14分）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A＝0.04m2的金属板，间距L＝0.05m，当连接到U＝2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示，现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设 这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q＝+1.0×10－17C，质量为m＝2.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。‎ 求合上电键后：‎ ‎（1）经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？‎ （1） 除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？‎ ‎（3）经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？‎ ‎2003年全国普通高等学校招生统一考试（上海卷）‎ 物理参考答案 一、选择题 ‎1．A 2．ABC 3．C 4．BC 5．AD 6．B 7．BCD 8．A 二、填空题 ‎9．α粒子散射，见图（1） 10．见图（2）‎ ‎11． 12． ‎ ‎13．8.7×104，6613（数值在6550到6650范围内均可）‎ 三、实验题 ‎14．C 15．AC 16．1.9（1.8~2.0均可），重，支持，0.1 ‎ 可能原因 检验方法 答 转轴摩擦力太大 安装力矩盘后，轻轻转动盘面，如果盘面转动很快停止，说明摩擦太大。‎ 或 力矩盘重心 没有在中心 安装力矩盘后，在盘的最低端做一个标志，轻轻转动盘面，如果标志始终停留在最低端，说明重心在这个标志和中心之间。‎ ‎17．（1）D （2）在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性 ‎18．（1）2；图2电路电压可从0V调到所需电压，调节范围较大。（或图3电路不能测得0V附近的数据）‎ ‎（2）5.2；111.8（111.6－112.0均给分） （3）热敏温度计（提出其他实例，只要合理均给分）‎ 四、计算题 ‎19．设状态3的温度为T 1—3为等压过程 ①‎ ‎3—2为等容过程 ②‎ 消去T即得 ③‎ ‎20．不同意。小球应在A点离开平面做平抛运动，而不是沿斜面下滑。正确做法为：落地点与A点的水平距离 ① ‎ 斜面底宽 ② ‎ 小球离开A点后不会落到斜面，因此落地时间即为平抛运动时间。‎ ‎∴ ③‎ ‎21．（1）飞机水平速度不变 ① y方向加速度恒定 ②‎ 消去t即得 ③‎ 由牛顿第二定律 ④‎ ‎（2）升力做功 ⑤‎ 在h处 ⑥‎ ‎∴ ⑦‎ ‎22．（1）金属棒匀速运动 ①‎ I＝ε/R总 ②‎ F外＝BIL＝B2L2v/R总 ③‎ ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ ‎∴ ⑥‎ ‎（2） ⑦‎ ‎（3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化 且 ，‎ ‎∴ ⑧‎ ‎23．（1）当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附烟尘颗粒受到的电场力 F＝qU/L ① ② ∴ ③‎ ‎2） ④ ＝2.5×10－4（J） ⑤‎ ‎（3）设烟尘颗粒下落距离为x ⑥‎ 当时 EK达最大， ⑦‎