上海物理.docx
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上海物理
2001年普通高等学校招生全国统一考试
物 理（上海卷）
一、（40分）选择题.本大题共8小题，每小题5分、每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的，把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的括号内.每一小题全选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分.填写在括号外的字母，不作为选出的答案.
1.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是……………………………………………………………（ ）
A.空气阻力做正功B.重力势能增加
C.动能增加D.空气阻力做负功
2.卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有……………………………（ ）
A.原子的中心有个核，叫做原子核
B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D.带负电的电子在核外绕着核旋转
3.A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB.将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（ ）
A.电场力一直做正功B.电场力先做正功再做负功
C.电场力一直做负功D.电场力先做负功再做正功
4.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率.如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动.由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T.下列表达式中正确的是……………（ ）
A.T＝2
B.T=2
C.T=
D.T＝
5.如图所示，有两根和水平方向成
角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则…………………（ ）
A.如果B增大，vm将变大
B.如果
变大，vm将变大
C.如果R变大，vm将变大
D.如果m变小，vm将变大
6.如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通.当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放.则………………………………………………………………………（ ）
A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C.如果断开B线圈的电键S2，无延时作用
D.如果断开B线圈的电键S2，延时将变长
7.如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光.由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是…………………………………………………………（ ）
A.R1断路B.R2断路
C.R3短路D.R4短路
8.一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中………………………………………………………………（ ）
A.升降机的速度不断减小
B.升降机的加速度不断变大
C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功
D.到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值
二、（20分）填空题.本大题共5小题，每小题4分.答案写在题中横线上的空白处，不要求写出演算过程.
9.请将下面三位科学家的姓名按历史年代先后顺序排列：
、 、
，任选其中二位科学家，简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项：
， .
10.A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的 （填干涉或衍射）图象.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径.
11.一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示.如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L.设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 .（粒子的重力忽略不计）
12.如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=l，在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图 ；频率由高到低的先后顺序依次是图.
13.图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号.根据发生和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度.图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔
Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是 m，汽车的速度是 m/s.
图 B
三、（30分）实验题.本大题共5小题.第14、15小题是选择题，每小题5分，第16小题6分，第17、18小题各7分.
14.（5分）光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是（ ）
A.用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转
B.用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转
C.锌板带的是负电荷
D.使验电器指针发生偏转的是正电荷
15.（5分）某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验，操作完全正确.根据实验数据却在P-V图上画出了两条不同的双曲线.造成这种情况的可能原因是…………………………………………………（ ）
A.两次实验中空气质量不同
B.两次实验中温度不同
C.两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
D.两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
16.（6分）要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势
和内阻r（约几欧），提供下列器材：
电压表V1（量程3V，内阻1kΩ）、电压表V2（量程15V，内阻2kΩ）、电阻箱（0～9999Ω）、电键、导线若干.
某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示的电路.实验步骤如下：
（1）合上电键S，将电阻箱R阻值调到R1＝10 Ω，读得电压表的读数为U1.
（2）将电阻箱R阻值调到R2＝20 Ω，读得电压表的读数为U2，由方程组U1＝
－
r、U2＝
－
r解出
、r.
为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？
17.（7分）利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示，数据如表格所示.纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的长度，可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v平均，可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v.
（1）请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗运动的v-t图线.
（2）AD段的加速度为 m/s2,AK段的平均速度为 m/s.
卷帘运动的数据
间隔
间距（cm）
AB
5.0
BC
10.0
CD
15.0
DE
20.0
EF
20.0
FG
20.0
GH
20.0
HI
17.0
IJ
8.0
JK
4.0
18.（7分）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.
现有下列器材：
力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）.
请完成对该物体质量的测量.
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图.
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.
（3）请设想实验中可能会出现的一个问题.
四、（60分）计算题
19.（10分）
（1）1791年，米被定义为：
在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一.请由此估算地球的半径R.（答案保留二位有效数字）
（2）太阳与地球的距离为1.5×1011m，太阳光以平行光束入射到地面.地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J.设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%能量重新辐射出去.太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面.
（a）估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4
R2）
（b）太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分.太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？
请说明二个理由.
20.（10分）如图A所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处于平衡状态.现将l2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度.
（1）下面是某同学对该题的一种解法：
解：
设l1线上拉力为T1，l2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡
T1cos
＝mg， T1sin
=T2,T3=mgtg
剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度.
因为mgtg
＝ma，所以加速度a=gtg
，方向在T2反方向.
你认为这个结果正确吗？
请对该解法作出评价并说明理由.
（2）若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图B所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与
（1）完全相同，即a=gtg
，你认为这个结果正确吗？
请说明理由.
21.（12分）如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0＝300K，有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计）.两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通.（外界大气压等于76cm汞柱）求：
（1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？
（2）打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K,U形管内两边水银面的高度差各为多少？
22.（13分）半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里.半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.
（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流.
（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt=（4/
）T/s，求L1的功率.
23.（15分）如图所示，光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑相接，平板长为2L，L＝1m，其中心C固定在高为R的竖直支架上，R＝1m，支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接，因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.问：
（1）在斜面上离平板高度为h0处放置一滑块A，使其由静止滑下，滑块与平板间的动摩擦因数μ＝0.2.为使平板不翻转，h0最大为多少？
（2）如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45m，并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B，时间间隔为Δt=0.2s，则B滑块滑上平板后多少时间，平板恰好翻转.（重力加速度g取10m/s2）
参考答案
一、选择题
1.CD2.ACD3.B4.AD5.BC6.BC7.A8.CD
评分标准：
全题40分，每小题5分，全选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或全部不选的得0分.
二、填空题
9. 伽利略，牛顿，爱因斯坦.
伽利略：
望远镜的早期发明，将实验方法引进物理学等.
牛顿：
发现运动定律，万有引力定律等.
爱因斯坦：
光电效应，相对论等.
10.衍射，小于 11.
12.BDCA，DBCA 13.17，17.9
评分标准：
全题20分，每小题4分.第9小题排序正确得2分，分别写出两位科学家的贡献各得1分.第10、11、12、13小题每空格2分.
三、实验题
14.AD 15.AB
16.应选用量程为3V的电压表.
改变电阻箱阻值R，读取若干个U的值，由I=
计算出电流的值，然后作出U－I图线，得到
、r.
17.
（1）如图所示.
（2）aAD=5m/s2,vAK=1.39m/s
18.
（1）设计的电路图如图所示.
（2）测量步骤与结果：
①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零.
②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0.
③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；
评分标准：
全题30分.14、15小题每小题5分，全选对得5分，选对但不全得2分，有选错的得0分.
16小题第1空格得2分，第2空格得4分.17小题
（1）正确画出
v－t图，得3分，后面四点（H到K）连成直线不扣分.
（2）每空格各得2分.18小题
（1）正确设计出电路图得2分.
（2）正确写出测量步骤得2分，只写出部分步骤得1分；写出两个测量方程并得出结果得2分.（3）提出与本题有关的问题得1分.
四、计算题
19.解：
（1）2
R×1/4＝1.00×107
R＝6.37×106m ①
（2）（a）设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W,
W＝1.87×1024J
凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m
m=W×0.93×0.65/（2.2×106）=5.14×1017kg ②
使地球表面覆盖一层水的厚度为h
h=m/ρS地球
h=1.01×103mm③
整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103mm
（b）大气层的吸收，大气层的散射或反射，云层遮挡等.
评分标准：
全题10分.第
（1）小题3分，第
（2）小题7分.其中
（1）得出①给3分，写出R＝6.4×106m，同样给分.
（2）（a）得出②给2分，得出③给2分.
（b）写出1个原因，得1分；2个或2个以上正确的原因，得3 分；如果写出其它合理的原因，也同样给分.
20.解：
（1）错.
因为l2被剪断的瞬间，l1上的张力大小发生了变化.
（2）对.
因为l2被剪断的瞬间，弹簧l1的长度未及发生变化，T1大小和方向都不变.
评分标准：
全题10分.第
（1）小题6分，第
（2）小题4分，其中
（1）结论正确，得3分；评价和说明理由正确，得3分.
（2）结论正确，得2分；评价和说明理由正确，得2分.
21.解：
（1）开始时，pAO＝2大气压， VAO＝
打开阀门，A室气体等温变化，PA=1大气压，体积VA
PAOVAO=pAVA①
VA=
=
②
（2）从T0＝300K升到T，体积为V0，压强为PA等压过程
T＝
＝
×
=450K ③
T1=400K<450K,pA1=pA=p0,水银柱的高度差为0
从T＝450K升高到T2＝540K等容过程，
④
PA2=
=
=1.2大气压 ⑤
T2＝540K时，水银高度差为15.2cm
评分标准：
全题12分.第
（1）小题4分，第
（2）小题8分.其中
（1）得出①、②各得2分.
（2）得出③式，得3分；结果正确，得1分.
得出④、⑤式，各得1分；结果正确，得2分.
22.解：
（1）
1＝B2av=0.2×0.8×5＝0.8V ①
I1＝
1/R＝0.8/2＝0.4A ②
（2）
2＝ΔΦ/Δt＝0.5×
a2×ΔB/Δt＝0.32V ③
P1=（
2/2）2/R=1.28×10－2W ④
评分标准：
全题13分.第
（1）小题6分，第
（2）小题7分.其中
（1）正确得出①式得3分，得出②式得3分，
（2）得出③式得4分，得出④式得3分.
23.解：
（1）设A滑到a处的速度为v0＝
①
f=μN,N=mg,f=ma,
a=μg ②
滑到板上离a点的最大距离为v02＝2μgs0，
s0＝2gh0 /2μg=h0 /μ③
A在板上不翻转应满足条件：
摩擦力矩小于正压力力矩，即M摩擦≤M压力
μmgR≤mg（L－s0） ④
h0≤μ（L－μR）=0.2（1－0.2）=0.16m ⑤
（2）当h＝0.45m，vA＝
＝
＝3m/s
vA=vB=3m/s ⑥
设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t、取Δt=0.2s
sA=vA（t+Δt）－μg（t+Δt）2/2 ⑦
sB=vBt－μgt2/2 ⑦
两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是
2μmgR=mg（L－sA）+mg（L－sB）⑧
由⑦+⑦式等于⑧式，得t=0.2s
评分标准：
全题15分.第
（1）小题7分，第
（2）小题8分.其中
（1）得出①、②、③各得1分，判断M摩擦≤M压力正确得2分，④、⑤式各得1分.
（2）得出⑥式得1分，⑦式得1分，写出⑧式得3分，最后结果正确得3分.
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