2003年全国普通高等学校招生全国统一考试物理（广东卷）

2003年全国普通高等学校招生全国统一考试物理（广东卷）

‎2003年全国普通高等学校招生全国统一考试 物理（广东卷）‎ 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．下列说法中正确的是 A．质子与中子的质量不等，但质量数相等 B．两个质子间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同 D．除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力 ‎2．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则 A．光电子的最大初动能不变 B．光电子的最大初动能减少 C．单位时间内产生的光电子数减少 D．可能不发生光电效应 ‎3．相距很远的两个分子，以一定的初速度相向运动，直到距离最小。在这个过程中，两分子间的分子势能 A．一直增大 B．一直减小 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大 ‎4．铀裂变的产物之一氪90（Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（Zr），这些衰变是 A．1次a衰变，6次b衰变 B．4 次b衰变 C．2次a衰变 D．2次a衰变，2次b衰变 ‎5．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平　　行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.‎ A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场 ‎ 的电场强度减小 B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大 C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大 ‎6．一定质量的理想气体，‎ A．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度 B．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 C．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度 D．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能 ‎7．一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4cm，振子的平衡位置位于x轴上的0点，图1中的a、b、c、d为四个不同的振动状态；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向，图2给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象。‎ A．若规定状态a时t＝0，则图象为① B．若规定状态b时t＝0，则图象为②‎ C．若规定状态c时t＝0，则图象为③ D．若规定状态d时t＝0，则图象为④‎ ‎8．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气　　射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射解为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则 A．光束1转过15° B．光束1转过30°‎ C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°‎ ‎9．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为En＝，式中n＝1，2，3……表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是 A．A 　 B．A 　 C．A 　 D．A ‎10．如图，a和b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为j，一细光束以入射角q从P点射入，q＞j .已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后，‎ A．传播方向相对于入射光方向向左偏转j角 B．传播方向相对于入射光方向向右偏转j角 C．红光在蓝光的左边 D．红光在蓝光的右边 第Ⅱ卷（非选择题 共110分）‎ 二、本题共3小题，共21分.‎ ‎11．（6分）下图为—正在测量中的多用电表表盘。‎ ‎（1）如果是用直流10V档测量电压，则读数为 V。‎ ‎（2）如果是用×100W档测量电阻，则读数为 W。‎ ‎（3）如果是用直流5mA档测量电流，则读数为 mA。‎ ‎12．（7分）实验装置如图1所示；一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数m。要求写出主要的运算过程，结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g＝10m/s2）‎ ‎13．（8分）要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA（约为40W），除此多用电表外，还有下列器材：直流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150W），电键一个，导线若干。‎ 要求（1）写出实验步骤；（2）给出RA的表达式.‎ 三、本题共7小题，89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. 有效值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.‎ ‎14．（12分）据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年. 若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍。（最后结果可用根式表示）‎ ‎15．（12分）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度. 已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v，且正比于球半径r，即阻力f＝krv，k是比例系数。对于常温下的空气，比例系为k＝3.4×10－4Ns/m2。已知水的密度r＝1.0×103kg/m3，取重力加速度g＝10m/s2。试求半径r＝0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vT。（结果取两位数字）‎ ‎16．（13分）在如图所示的电路中，电源的电动势ε＝3.0V，　内阻r＝1.0W，电阻R1＝10W，R2＝10W，R3＝30W，R4＝35W；电容器的电容C＝mF，电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量。‎ ‎17．（13分）串列加速器是用来产生高能离子的装置.图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小，这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量m＝2.0×10－26kg，U＝7.5×105V，B＝0.5T，n＝2，基元电荷e＝1.6×10－19C，求R.‎ ‎18．（13分）在图1所示区域（图中直角坐标系Oxy的1、3象限）内有匀强磁场，磁感强度方向垂直于图面向里，大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.‎ ‎（1）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f。‎ ‎（2）在图2上画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图像（规定与图1中线框的位置相应的时刻为t＝0）‎ ‎19．（13分）图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短，且图2中t＝0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？‎ ‎ ‎ ‎20．（13分）（1）如图1，在光滑水平长直轨道上，放着一个静止的弹簧振子，它由一轻弹簧两端各联结一个小球构成，两小球质量相等。现突然给左端小球一个向右的速度μ0，求弹簧第一次恢复到自然长度时，每个小球的速度。‎ ‎（2）如图2，将N个这样的振子放在该轨道上，最左边的振子1被压缩至弹簧为某一长度后锁定，静止在适当位置上，这时它的弹性势能为E0。其余各振子间都有一定的距离，现解除对振子1的锁定，任其自由运动，当它第一次恢复到自然长度时，刚好与振子2碰撞，此后，继续发生一系列碰撞，每个振子被碰后刚好都是在弹簧第一次恢复到自然长度时与下一个振子相碰.求所有可能的碰撞都发生后，每个振子弹性势能的最大值。已知本题中两球发生碰撞时，速度交换，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。‎ ‎ ‎ ‎2003年全国普通高等学校招生统一考试（广东卷）‎ 物理参考答案 一、全题40分，每小题4，每小题全选对的给4分，选不全的给2分，有选错的给0分，不答的给0分.‎ ‎1．A 2．AC 3．D 4．B 5．BC ‎ ‎6．CD 7．AD 8．BC 9．C 10．D 二、全题21分，其中11题6分，12题7分，13题8分.‎ ‎11．（1）6.5 （2）8.0×102 （3）3.25‎ ‎12．由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：‎ ‎ ‎ 以a 表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有 ‎ ‎ 重物落地后木块只受摩擦力的作用，以表示木块的质量，根据牛顿定律，有 ‎13．（1）实验步骤：①用多用电表的直流电压档测量电源电动势E. ‎ ‎ ②用多用电表的档测电阻阻值R. ‎ ‎ ③将多用电表置于直流10mA档，与电阻R及电键串联后接在电源两端，合上电键，记下多用电表读数I. ‎ ‎（2）‎ 三、参考解答：‎ ‎14．（12分）设太阳的质量为M；地球的质量为绕太阳公转的周期为T0，太阳的距离为R0，公转角速度为；新行星的质量为，绕太阳公转的周期为T，与太阳的距离为R，公转角速度为，根据万有引力定律和牛顿定律，得 由以上各式得 已知 T＝288年，T0＝1年 得）‎ ‎15．（12分）雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；空气阻力，方向向上，当雨滴达到终极速度后，加速度为零，二力平衡，用表示雨滴质量，有 ‎ ① ‎ ‎ ② ‎ ‎ 由①②得终极速度③‎ ‎ 代入数值得＝1.2m/s .‎ ‎16．（13分）由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为 ‎ 由欧姆定律得，通过电源的电流 ‎ 电源的端电压 电阻R3两端的电压 ‎ 通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU′‎ ‎ 由以上各式并代入数据解得 ‎17．（13分）设碳离子到达处时的速度为，从端射出时的速度为，由能量关系得 ‎ ① ‎ ‎ ②‎ 进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得 ‎ ③ ‎ 由以上三式可得 ④‎ 由④式及题给数值可解得 ‎18．（13分）‎ ‎（1）在从图1中位置开始（t＝0转过60°的过程中，经Δt，转角Δq＝ωΔt，回路的磁通增量为 由法拉第电磁感应定律，感应电动势为 因匀速转动，这就是最大的感应电动势。由欧姆定律可求得 I0＝‎ 前半圈和后半圈I（t）相同，故感应电流频率等于旋转频率的2倍，‎ f＝‎ ‎（2）图线如图所示 ‎19．（13分）由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动的周期 ‎ T＝2t0 ①‎ ‎ 令表示A的质量，表示绳长.表示B陷入A内时即时A、B的速度（即圆周运动最低点的速度），表示运动到最高点时的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动到最高点时绳的拉力，根据动量守恒定律，得 ‎ ②‎ 在最低点和最高点处运用牛顿定律可得 ‎ ③‎ ‎ ④ ‎ 根据机械能守恒定律可得 ‎ ⑤‎ 由图2可知 ‎ ‎ ⑥ ‎ ‎ ⑦ ‎ 由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是 ‎ ⑧ ‎ ‎ ⑨‎ A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则 ‎ ⑩ ‎ 由②⑧⑩式解得 ⑾‎ ‎20．（13分）（1）设每个小球质量为，以、分别表示弹簧恢复到自然长度时左右两端小球的速度. 由动量守恒和能量守恒定律有 ‎ ‎（以向右为速度正方向） ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ 由于振子从初始状态到弹簧恢复到自然长度的过程中，弹簧一直是压缩状态，弹性力使左端小球持续减速，使右端小球持续加速，因此应该取解：‎ ‎（2）以v1、v1´分别表示振子1解除锁定后弹簧恢复到自然长度时左右两小球的速度，规定向右为速度的正方向，由动量守恒和能量守恒定律，‎ mv1＋mv1´＝0 ‎ ‎ ‎ 解得 ， ， ‎ 在这一过程中，弹簧一直是压缩状态，弹性力使左端小球向左加速，右端小球向右加速，故应取解：‎ ‎， ‎ 振子1与振子2碰撞后，由于交换速度，振子1右端小球速度变为0，左端小球速度仍为，此后两小球都向左运动，当它们向左的速度相同时，弹簧被拉伸至最长，弹性势能最大，设此速度为，根据动量守恒定律：‎ 用E1表示最大弹性势能，由能量守恒有 解得 ‎ 振子2 被碰撞后瞬间，左端小球速度为右端小球速度为0. 以后弹簧被压缩，当弹簧再恢复到自然长度时，根据（1）题结果，左端小球速度v2=0，右端小球速度，与振子3碰撞，由于交换速度，振子2右端小球速度变为0，振子2静止，弹簧为自然长度，弹性势能为E2=0.‎ 同样分析可得 ‎ E2=E3= ……EN-1=0‎ 振子N被碰撞后瞬间，左端小球速度 ，右端小球速度为0，弹簧处于自然长度.此后两小球都向右运动，弹簧被压缩，当它们向右的速度相同时，弹簧被压缩至最短，弹性势能最大. 此速度为vN0，根据动量守恒定律，‎ ‎2mvN0=mv´N-1‎ 用EN表示最大弹性势能，根据能量守恒，有 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎