普通高等学校招生全国统一考试物理试题.docx

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普通高等学校招生全国统一考试物理试题

2001年普通高等学校招生全国统一考试物理试题

物理

本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷共3页，第Ⅱ卷4至10页，共150分.考试时间120分钟.

第Ⅰ卷（选择题共40分）

注意事项:

1.答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔填写在答题卡上.

2.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案.不能答在试题卷上.

3.考试结束，将本试卷和答题卡一并交回.

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.在下列四个方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子.

①

x1②

x2

③

x3④

x4

以下判断中正确的是

（A）x1是中子（B）x2是质子（C）x3是α粒子（D）x4是氘核

2．一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,则正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2.已知n1>n2,则

（A）U1>U2，P1

（C）I1U2（D）P1>P2，I1>I2

3．在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，回产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。

已知阴极与阳极之间的电势差U普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出X光的

（A）最短波长为

（B）最长波长为

（C）最小频率为

（D）最大频率为

4．如图所示。

p字形发光物经透镜L在毛玻璃光屏M上成一实像，观察者处于E处。

他看到屏M上的像的形状为

（A）q（B）p

（C）d（D）b

5．如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框a’b’c’d’是一正方形导线框，a’b’边ab边平行。

若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab方向的拉出过程中外力所做的功，，以W2表示以同样的速率沿平行于bc方向的拉出过程中外力所做的功，则

（A）W1=W2（B）W2=2W1（C）W1=2W2（D）W2=4W1

6．按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是

（A）第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn和之比rm：

rn=m2：

n2

（B）第m个定态和第n个定态的能量Em和En和之比Em：

En=n2：

m2

（C）若电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率为为ν，则其发光频率也是ν

（D）若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为

7．如图，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、Ub和Uc，Ua>Ub>Uc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知，

（A）粒子从K到L的过程中，电场力做负功

（B）粒子从L到M的过程中，电场力做负功

（C）粒子从K到L的过程中，静电势能增加

（D）粒子从L到M的过程中，动能减少

8．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。

加速度计的构造原理示意图如图所示：

沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。

滑块原来静止，弹簧处于自然长度。

滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。

设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度

（A）方向向左，大小为ks/m（B）方向向右，大小为ks/m

（C）方向向左，大小为2ks/m（D）方向向右，大小为2ks/m

9．细长轻绳下端栓一小球构成单摆，在悬挂点正下方

摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示。

现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放。

对于以后的运动，下列说法中正确的是

（A）摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小

（B）摆球在左、右两侧上升的最大高度一样

（C）摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等

（D）摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍

10．如图所示，在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波，波速为3.0m/s，频率为2.5Hz，振幅为8.0×10-2m。

已知t=0时刻P点质元的位移为y=4.0×10-2m，速度沿y轴正向。

Q点在P点右方9.0×10-1m处，对于Q点的质元来说，

（A）在t=0时，位移为y=－4.0×10-2m

（B）在t=0时，速度沿y轴负方向

（C）在t=0.1s时，位移为y=－4.0×10-2m

（D）在t=0.1s时，速度沿y轴负方向

2001年普通高等学校招生全国统一考试

物理

第Ⅱ卷（非选择题共110分）

注意事项:

1.第Ⅱ卷共8页，用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷中（除题目有特殊规定外）.

2.答卷前将密封线内的项目填写清楚.

题号

二

三

四

总分

17

18

19

20

21

22

得分

二．本题共3小题;每小题5分，共15分.把答案填在题中的横线上.

11．某测量员是这样利用回声测距离的：

他站在两平行峭壁间的某一位置鸣枪，经过1.00秒钟第一次听到回声，又经过0.50秒钟再次听到回声。

已知声速为340m/s，则两峭壁间的距离为____________m。

12．如图所示，质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC=α，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力。

现物块静止不动，则摩擦力的大小为_____________________。

13．如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。

（1）如q2为正电荷，则q1为____电荷，q3为___电荷。

（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是_______：

________：

_________。

三.本题共3小题，共20分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.

14．（5分）某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点：

a．若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行

b．若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直

c．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关

d．衍射条纹的间距与光的波长有关

以上几点中，你认为正确的是___________________________。

15．（6分）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。

图2是打出纸带的一段。

（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=____________。

（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。

用测得的量及加速度a表示阻力的计算式是为f=_______________。

16.（9分）图1中E为电源，其电动势为ε，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。

用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：

①闭合K1，断开K2调节R1，使电流表的读数等于其量程I0；②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表的读数等于

，然后读出的值，取RA≈R2。

（1）按图1所示电路在图2所给出的实物图中画出连接导线。

（2）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即

。

试导出它与电源电动势ε、电流表量I0程及电流表内阻RA的关系式。

（3）若I0=10mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？

四.本题共6小题，75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.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

17．（12分）质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量皆为m的小孩a和b，分别静止在船头和船尾。

现小孩a沿水平方向以速率v（相对于静止水面）向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v（相对于静止水面）向后跃入水中，求小孩b跃出后小船的速度。

18．（12分）如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。

一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。

若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电量和质量之比

。

19．（12分）“和平号”空间站已于今年3跃23日成功坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道（可近似看作圆轨道）开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海。

此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E’通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）。

（1）试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E’D的公式。

（2）算出E’的数值（结果保留两位有效数字）。

坠落开始时空间站的质量M=1.17×105kg；

轨道离地面的高度为h=146km；

地球半径R=6.4×106m；

坠落空间范围内重力加速度可看作g=10m/s2；

入海残片的质量m=1.2×104kg；

入海残片温度升高ΔT=3000K；

入海残片的入海速度为声速v=340m/s；

空间站材料每1千克升温1K平均所需能量c=1.0×103J；

每销毁1千克材料平均所需能量μ=1.0×107J。

20．（13分）如图1所示。

一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。

现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得离F与时间t的关系如图2所示。

求杆的质量m和加速度a。

21．（13分）在一密封的啤酒瓶中，下方为溶有CO2的啤酒，上方为纯CO2气体。

在20℃时，溶于啤酒中的CO2的质量为mA=1.050×10-3kg，上方气体状态CO2的质量mB=0.137×10-3kg，压强为p0=1标准大气压。

当温度升高到40℃时，啤酒中溶解的CO2的质量有所减少，变为m’A=mA－Δm，瓶中气体CO2的压强上升到p1。

已知：

，

啤酒的体积不因溶入CO2而变化，且不考虑容器体积和啤酒体积随温度的变化。

又直对同种气体。

在体积不变的情况下

与m成正比。

试计算p1等于多少标准大气压（结果保留两位有效数字）。

22．（13分）一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水，井的侧面和底部是密闭的。

在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端未触及井底。

在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动。

开始时，管内外水面相齐，且活塞恰好接触水面，如图所示。

现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F，使活塞缓慢向上移动。

已知管筒半径r=0.100m，井的半径R=2r，水的密度ρ=1.00×103kg/m3，大气压p0=1.00×105Pa。

求活塞上升H=9.00m的过程中拉力F所做的功。

（井和管在水面以上及水面以下的部分足够长。

不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g=10m/s2。

）

2001年普通高等学校招生全国统一考试

物理试题答案及评分标准

一.答案及评分标准:

全题40分，每小题4分.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．AC2、BC3、D4、C5、B

6、AB7、AC8、D9、AB10、BC

二.答案及评分标准:

全题15分，每小题5分.答案正确的，按下列答案后面括号内的分数给分;答错的，不答的，都给0分.

11、425（5分）12、mg+Fsinα（5分）

13、

（1）负负（2分，两空都对才给这2分）

（2）

：

1：

（3分，三者之比正确才给这3分）

三.答案及评分标准:

全题20分，其中14题5分，15题6分，16题9分.答案正确的，按下列答案后面括号内的分数给分;答错的，不答的，都给0分.

14、a，c，d（答对1个给1分，答对2个给3分，答对3个给5分，有错就不给分）

15、

（1）4.00m/s2（3分，3.90～4.10m/s2之间都正确）

（2）小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。

（1分，有错就不给分）

（2分）

16、

（1）连线如图所示。

（2）由步骤①得

①

由步骤②得

②

解得

③

（3）6V

评分标准：

本题9分。

第

（1）问3分，有错就不给分；第

（2）问5分，其中①式1分，②式2分，③式2分；第（3）问1分。

四、参考解答及评分标准

17、参考解答：

设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为V，根据动量守恒定律，有

①

解得

②

评分标准：

本题12分。

①式8分，②式4分。

18、参考解答：

带正电粒子射入磁场后，由于受到洛仑兹力的作用，粒子将沿图示轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为l，射出时速度的大小仍为v0，射出方向与x轴的夹角仍为θ。

由洛仑兹力公式和牛顿运动定律可得：

式中R为圆轨道的半径。

解得

①

圆轨道的圆心位于OA的中垂线上，由集合关系可得

②

联立①、②两式，解得

③

评分标准：

本题12分。

①式4分，②式6分，③式2分。

19、参考解答：

（1）根据题给条件，从近2圆轨道到地面的空间中重力加速度g=10m/s2。

若以地面为重力势能零点，坠落过程开始空间站在近圆轨道的势能为EP=Mgh①

以v表示空间站在近圆轨道上的速度，由牛顿定律可得

②

其中r为轨道半径，若以R地表示地球半径，则r=R地+h③

由②、③式空间站在近圆轨道上的动能为

④

由①④式得，在近圆轨道上空间站的机械能

⑤

在坠落过程中，用于销毁部分所需的能量为

⑥

用于残片升温所需的能量

⑦

残片的动能为

⑧

用E’表示其他方式散失的能量，则由能量守恒得

⑨

由此可得

⑩

（2）以题给的数据代入得E’=2.9×1012J11

评分标准：

本题12分⑤式4分，⑥、⑦、⑧式各1分，⑨式2分，⑩式1分，11式2分。

20、参考解答：

导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v表示其速度，t表示时间，则有

v=at①

杆切磁感线，将产生感应电动势

②

在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流

③

杆受到安培力为f=Ibl④

根据牛顿第二定律，有F－f=ma⑤

联立以上各式，得

⑥

由图线上取两点代入⑥式，可解得a=10m/s，m=0.1kg

评分标准：

本题13分。

得出⑥式给6分，得出最后结果再给7分。

21、参考解答：

在40℃时，溶入啤酒的CO2的质量为m’A=mA－Δm①

因质量守恒，气态CO2的质量为m’B=mB+Δm②

由题设，

③

由于对同种气体，体积不变时，

与m成正比，可得

④

由以上各式解得

⑤

算得p1=1.6标准大气压⑥

评分标准：

本题13分。

②式3分，④式4分，⑤式4分，⑥2分。

22、参考解答：

从开始提升到活塞升至内外水面高度差为h0=

m的过程中，活塞始终与管内液体接触。

（再提升活塞时，活塞与水面之间将出现真空，另行讨论，）设活塞上升距离为h1，管外液面下降距离为h2，h0=h1+h2①

因液体体积不变，有

②

得

m=7.5m③

题给H=9m>h1，由此可知确实有活塞下面是真空的一段过程。

活塞移动距离从零到h1的过程中，对于水和活塞这个整体，其机械能的增量应等于除重力外其他力所做的功。

因为始终无动能，所以机械能的增量也就等于重力势能的增量，即

④

其他力有管内、外的大气压力和拉力F。

因为液体不可压缩，所以内、外大气压力做的总功

，故外力做功只是拉力F做的功，由功能关系知

W1=ΔE⑤

J⑥

活塞移动距离从h1到H的过程中，液面不变，F是恒力F=πr2p0，做功

W2=F（H－h1）=πr2p0（H－h1）=4.71×104J⑦

所求拉力F做的总功为W1+W2=1.65×104J⑧

评分标准：

本题13分③式4