2011年新课标全国卷理科综合物理试题

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2011新课标全国卷2011年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试第Ⅰ卷（共126分）二、选择题：本大题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，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（）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．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．0.1sB．0.25sC．0.5sD．1s20．一带负电荷的质点，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）（）6 2011新课标全国卷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（）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。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）0．5000．6000．7000．8000．9000．950t（ms）292．9371．5452．3552．8673．8776．4s/t（m/s）1．711．621．551．451．341．226 2011新课标全国卷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）。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。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。（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题，3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，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题目的题号一致，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。6 2011新课标全国卷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）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（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。34．【物理——选修3-4】（1）振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，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AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上活向下取决于它离波源的距离E．若p点与波源距离s=vT，则质点p的位移与波源的相同（2）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，（图中粗线），O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点的入射，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（i）光线在M点的折射角（ii）透明物体的折射率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0，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，是弹簧不能伸展，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。2011新课标全国卷参考答案：二、选择题14．B15ABD16ABC17A18BD19B20D21A三、非选择题6 2011新课标全国卷22．（1）R0标准电流表（或A0）（2）标准电流表（或A0）的读数仍为I（3）平均值23．（1）（2）（3）2.0（或在1.8~2.2范围内）24．解：设汽车甲在第一段时间间隔末（时刻）的速度为，第一段时间间隔内行驶的路程为S1，中速度为a；在第二段时间间隔内行驶的路程为S2，由运动学公式得①②③设汽车乙在时间的速度为，在第一、二段时间间隔内和驶的路程分别为。同样有④⑤⑥设甲、乙两车行驶的总路程分别为，则有⑦⑧联立以上各式解得，甲、乙两车各自行驶的总路程之比为⑨25．解：（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②③式中，由①②③式得④（2）设粒子a在II内做圆周运动的圆心为On，半径为，射出点为（图中末画出轨迹），。由沦仑兹力公式和牛顿第二定律得⑤由①⑤式得⑥三点共线，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α。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6 2011新课标全国卷由①③⑨式可见，b没有飞出I。点的y坐标为由①③⑧⑨（14）（15）式及题给条件得，a、b两粒子的y坐标之差为33．（1）ADE（2）设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为①式中，和g分别表示水银的密度和重力加速度。玻璃管开口向下时，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，为管内空气柱的压强，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①②③⑤⑥式得⑦34．（1）ABE（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）（2）解：如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于氏面EF对称，Q、P和N三点共线。设在M点处，光的和射角为i，折射角为r，。根据题意有①由几何关系得，，于是②且③由①②③式得④（ii）解：根据折射率公式有⑤由④⑤式得⑥35．（1）（2）解：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④6