2011宁夏高考理综试题-物理试卷及答案详解(含所有题目解析-新课标卷).doc

2011年普通高等学校招生全国统一考试试题及答案（宁夏卷）
理科综合能力测试（物理部分）
第Ⅰ卷（选择题 共120分）
本试卷共21小题，每小题6分，共126分。合题目要求的。
以下数据可供解题时参考：相对原子质量（原子量）：
H 1 C 12 B 11 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35．5 Ca 40 Cu 64

二、选择题：本大题共8小题，每小题6分，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )

解析：主要考查安培定则和地磁场分布。根据地磁场分布和安培定则判断可知正确答案是B。

15．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能
A．一直增大( )
B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
解析：主要考查力和运动关系。当恒力方向与速度在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至零，再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大。所以正确答案是ABD。
16．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小( )
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
解析：主要考查功和能的关系。运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少，A项正确。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B项正确。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，C项正确。重力势能的改变与重力势能零点选取无关，D项错误。
17．如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A．
B．
C．
D．
解析：主要考查理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系。U2=220V，根据U1：U2=n1:n2得，U1=110V。I2=P/U2=0.1A，根据I1：I2= n2：n1得I1=0.2A。所以正确答案是A。
18．电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是( )
A．只将轨道长度L变为原来的2倍
B．只将电流I增加至原来的2倍
C．只将弹体质量减至原来的一半
D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原
来的2倍，其它量不变
解析：主要考查动能定理。利用动能定理有,B=kI解得。所以正确答案是BD。
19．卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3．8×105m/s，运行周期约为27天，地球半径约为6400km，无线电信号的传播速度为）
A．0．1s B．．25s C．0．5s D．1s
解析：主要考查开普勒第三定律。月球、地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律有解得，代入数据求得m.如图所示，发出信号至对方接收到信号所需最短时间为，代入数据求得t=0.28s.所以正确答案是B。

20．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）( )

解析：主要考查电场力方向和曲线运动所受合外力与轨迹的关系。正确答案是D。

21．如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板， 其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )

解析：主要考查摩擦力和牛顿第二定律。木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力。在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律。木块和木板相对运动时， 恒定不变，。所以正确答案是A。
第Ⅱ卷
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（11题，共129分）
22．（5分）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单
刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：
（1）将S拨向接点1，接通S1，调节________,使待
测表头指针偏转到适当位置，记下此时_____的读数I；
（2）然后将S拨向接点2，调节________,使______,
记下此时RN的读数；
（3）多次重复上述过程，计算RN读数的________,此
即为待测微安表头内阻的测量值。
解析：（1）R0、标准电流表A0；（2）RN，标准电流表A0的示数为I；（3）平均值
23．（10分）利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上
运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电
门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，
当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电
门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙
所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每
次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。

s（m）
0．500
0．600
0．700
0．800
0．900
0．950
t（ms）
292．9
371．5
452．3
552．8
673．8
776．4
s/t（m/s）
1．71
1．62
1．55
1．45
1．34
1．22
完成下列填空和作图：
（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的
瞬时速度v1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______；
（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；
（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=__________m/s2（保留2位有效数字）。
解析：（1）滑块做匀加速直线运动，利用有解得
（2）

（3）由可知，斜率绝对值为即，解得a=2

24．（13分）甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
解析：设汽车甲在第一段时间间隔末（时间t0）的速度为,第一段时间间隔内行驶的路程为s1,加速度为,在第二段时间间隔内行驶的路程为s2。由运动学公式得　　　　　　　　　①　　　②　　　③
设乙车在时间t0的速度为，在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为、。同样有　 ④　　　　　⑤　　　　　⑥
设甲、乙两车行驶的总路程分别为、，则有 ⑦　　　　⑧
联立以上各式解得，甲、乙两车各自行驶的总路程之比为　⑨

25．（19分）
如图，在区域I（0≤x≤d）和区域II（d≤x≤2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q（q＞0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I，其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时，速度方向与x轴正方向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I，其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求
（1）粒子a射入区域I时速度的大小；
（2）当a离开区域II时，a、b两粒子的y坐标之差。

解析：（1）设粒子a在I内做匀速圆周运动的圆心为C（在y轴上），半径为Ra1，粒子速率为va，运动轨迹与两磁场区域边界的交点为,如图，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
　①　　由几何关系得　 ②　　 ③
式中，，由①②③式得 ④
(2)设粒子a在II内做圆周运动的圆心为Oa,半径为，射出点为（图中未画出轨迹），。由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 ⑤
由①⑤式得 ⑥　
、和三点共线，且由 ⑥式知点必位于 ⑦ 的平面上。由对称性知，点与点纵坐标相同，即 ⑧ 式中，h是C点的y坐标。
设b在I中运动的轨道半径为，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 ⑨
　 设a到达点时，b位于点，转过的角度为。如果b没有飞出I，则
⑩ 　 　
式中，t是a在区域II中运动的时间，而

由⑤⑨⑩式得
由①③⑨式可见，b没有飞出。点的y坐标为 　　　　
由①③⑧⑨式及题给条件得，a、b两粒子的y坐标之差为

(二)选考题。请考生从给出的3道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂提米的题号一致，在答题卡上选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
33.【物理——选修3-3】（15分）
（1）（6分）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是______。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）（ADE）
A 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B 若气体的内能不变，其状态也一定不变
C 若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大
D 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E当气体温度升高时，气体的内能一定增大
解析：理想气体的内能只由温度决定，由理想气体状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，温度T也不变，所以内能也一定不变，A、E选项正确。若气体的内能不变，则温度T不变，但气体的压强和体积可以改变，B项错误。若气体的温度升高，体积增大，其压强可以不变，C项错误。由热力学第一定律知，D选项正确。
（2）（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。
解析：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为 　 ① 　式中，分别表示水银的密度和重力加速度。
玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则， 　② 　式中，管内空气柱的压强。由玻意耳定律得 ③ 式中,h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm　　④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为，则 ⑤
由玻意耳定律得 　⑥ 　　式中，是此时空气柱的长度。
由①②③⑤⑥9.2cm ⑦

34.【物理——选修3-4】
（1）运动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是______。
A振幅一定为A
B周期一定为T
C速度的最大值一定为
D开始振动的方向沿y轴向上或向下取决去他离波源的距离
E若p点与波源距离s=T，则质点p的位移与波源的相同
解析：由波的形成与传播可知，正确答案是ABE。
（2） 一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，o
表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30， MOA=60，NOB=30。求（1）光线在M点的折射角（2）透明物体的折射率

解析：

35.【物理——选修3-5】
（1）在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h
（2）如图，ABC三个木块的质量均为m。置于光滑的水平面上，BC之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把BC紧连，使弹簧不能伸展，以至于BC可视为一个整体，现A以初速沿BC的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A，B分离，已知C离开弹簧后的速度恰为，求弹簧释放的势能。

解析：（1）由和得
由爱因斯坦质能方程和得
（2）设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒得 ①
设C离开弹簧时，A、B的速度大小为，由动量守恒得 ②
设弹簧的弹性势能为，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有 ③
由①②③式得弹簧所释放的势能为 ④