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1、2011年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）物理试卷一、单项选择题（每小题6 分，共 30 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1下列能揭示原子具有核式结构的实验是A光电效应实验 B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现2如图所示， A、B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B 受到的摩擦力A方向向左，大小不变B方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变D方向向右，逐渐减小3质点做直线运动的位移x与时间t的关系为25xtt（各物理量均采用国际单位），则该质点A第 1s 内的位移是5m B前 2s 内的平均速度是6m/s C任
2、意相邻的1s 内位移差都是1m D任意 1s 内的速度增量都是2m/s 4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1 所示。产生的交变电动势的图像如图2 所示，则At=0005s 时线框的磁通量变化率为零Bt=001s 时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311V D线框产生的交变电动势频率为100HZ 5板间距为d的平等板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为1U， 板间场强为1E现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为12d，其他条件不变，这时两极板间电势差2U，板间场强为2E，下列说法正确的是A2121,UUEEB21212,4UUEEC2121,
3、2UUEED21212,2UUEE6甲、乙两单色光分别通过一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为0 x，若x甲 x乙，则下列说法正确的是A甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D在同一均匀介质甲光的传播速度大于乙光7位于坐标原点处的波源A 沿 y 轴做简谐运动。 A 刚好完成一次全振动时，在介质中形成精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 简谐横
4、波的波形如图所示。B 是沿波传播方向上介质的一个质点，则A波源 A 开始振动时的运动方向沿y 轴负方向。B此后的14周期内回复力对波源A 一直做负功。C经半个周期时间质点B 将向右迁移半个波长D在一个周期时间内A 所收回复力的冲量为零8质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的A线速度GMvRB角速度wgRC运行周期2RTgD向心加速度2GmaR9 （ 18）（1）某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G，他
5、在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，则测力计的实数小于 G，由此判断此时电梯的运动状态能是。（ 2） 用 螺 旋 测 微 器 测 量 某 金 属 丝 直 径 的 结 果 如 图 所 示 。 该 金 属 丝 的 直 径 是mm。（3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测量半圆形玻璃砖的折射率，开始玻璃砖位置如图中实线所示，使大头针1P、2P圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心缓缓转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察1P、2P的像，且2P的像挡住1P的像，如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失，此时只需测量出，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的方法表
6、示出折射率n（4）某同学测量阻值约为25k 的电阻 RX ,现备有下列器材：A电流表（量程100 A, 内阻约 2k ） ；B电流表（量程500 A, 内阻约 300 ） ；C电流表（量程15V, 内阻约 100k ） ；D电流表（量程50, 内阻约 500k ） ；E直流电源（ 20V, 允许最大电流1A ） ；F滑动变阻器（最大阻值1k ，额定功率1W） ；G电键和导线若干。电流表应选 _电压表应 _ （填字母代号）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - -
7、 - - - - - 该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：_ _ 10 （16 分）如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为R，MN 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A 以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的质量与A 相同的小球B 发生碰撞， 碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N 为 2R。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；（2）小球 A 冲进轨道时速度v 的大小。11 （18 分
8、）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距离为l=0.5m，其电阻不计， 两导轨及其构成的平面均与水平面成30 角。完全相同的两金属棒ab、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T ， 棒 ab 在平行于导轨向上的力F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒 cd 恰好能够保持静止。取g=10m/s2，问（1）通过棒 cd 的电流 I 是多少，方向如何？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 -
9、 - - - - - - - - -第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - - （2）棒 ab 受到的力 F 多大？（3）棒 cd 每产生 Q=0.1J 的热量，力F 做的功 W 是多少？12 （20 分）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。（1）当今医学影像诊断设备PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11 作示踪原子。 碳 11 是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14 获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。若碳 11 的半衰期 t 为 20min ，经
10、2.0h 剩余碳 11 的质量占原来的百分之几？（结果取2 位有效数字）（2）回旋加速器的原理如图，D1和 D2是两个中空的半径为R 的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为 f 的交流电源上， 位于 D1圆心处的质子源A 能不断产生质子 （初速度可忽略，重力不计） ，它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于盒面垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中。 若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流I 与 P、B、R、 f 的关系式（忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速）。（3）试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差r
11、是装置大、减小还是不变？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 物理答案I 卷共 8 题，每题 6 分，共 48 分1C 2A 3D 4B 5C 6BD 7 ABD 8AC 卷共 4 题，共 72 分。9 （ 18 分）（1）减速上升或加速下降（2）1.706（1.7041.708 均可）（3）玻璃砖直径边绕O 点转过的角度sin1（4）B C 电流表应采用内接的方法滑动变阻器应采用分压器方式的接法10 （16 分）（1）粘合后的两球飞出
12、轨后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有2212gt解得gRt2（2）设球 A 的质量为m，碰撞前速度大小为v1把球 A 冲进轨道最低点时的重力势能为 0，由机械能守恒定律知mgRmvmv22121212设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，由动量守恒定律知212mvmv飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有tvR22综合式得gRv2211 （8 分）（1）棒 cd 受到的安培力IlBFcd棒 cd 在共点力作用下平衡，则30sinmgFcd由式，代入数据得I=1A 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - -
13、 - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 根据楞次定律可知，棒cd 中的电流方向由d 至 c （2）棒 ab 与棒 cd 受到的安培力大小相等Fab=Fcd 对棒 ab，由共点力平衡知IlBmgF30sin代入数据解得F=0.2N （3）设在时间t 内棒 cd 产生 Q=0.1J 热量，由焦耳定律知Q=I2Rt 设棒 ab 匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势E=Blv 由闭合电路欧姆定律知IRE2由运动学公式知在时间t 内，棒 ab 沿导轨的位移x=vt 力 F 做的功W=Fx 11综合上述各式，代入数据解得W=0.4J 1212
14、（20 分）（1）核反应方程为HeCHN4211611147设碳 11 原有质量为m0，经过 t1=2.0h 剩余的质量为mr，根据半衰其定义有%6 .1212120120201trmm（2）设质子质量为m，电荷量为 q，质子离子加速器时速度大小为v，由牛顿第二定律知RvmqvB2质子运动的回旋周期为qBmvRT22由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T 与频率 f的关系得Tf1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - -
15、 - - 设在 t 时间内离开加速器的质子数为N，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率tmvNP221输出时质子的等效电流tNqI由上述各式得fBRPI2若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样得分。（3）方法一设*)(Nkk为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为kr、kkkkkkrrrrrr111),(， 在相应轨道上质子对应的速度大小分别为kv、,1kvD1、D2之间的电压为U，由动能定理知22212121kkmvmvqU由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知qBmvrkk，则2)(222122kkrrmBqqU整理得)(412kkkrrqBmUr因 U、q、m、B 均为
16、定值，令,42qBmUC由上式得1kkkCrrr相邻轨道半径1kr、2kr之差121kkkrrr同理112kkkCrrr精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 因为2kkrr，比较kr、1kr得1krkr11说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差r 减小。方法二：设*()k kN为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为rk、11()kkkrrr，1kkkrrr，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为kv、1kv，
17、D1、D2之间的电压为U。由洛化兹力充当质子做圆周运动的向心力，知kkmvrqB，故11kkkkrvrv12由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量KEqU13以质子在 D2盒中运动为例，第k 次进入 D2时，被电场加速(21)k次，速度大小为(21)2kkqUvm14同理，质子第(1)k次进入 D2时，速度大小为1(21)2kkqUvm综合上述各式得12121kkrkrk整理得2212121kkrkkr22121221kkkrrkr2112(21)()kkkkrrkrr精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 同理，对于相邻轨道半径1kr、2kr，121kkkrrr，整理后有211122(21)()kkkkrrkrr由于2kkrr，比较kr、1kr得1krkr15说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差r 减小。用同样的方法也可得到质子在D1盒中运动时具有相同的结论。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -