2001年全国统一高考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

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，然后无初速度地释放，对于以后的运动，下列说法正确的是（ ）
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．摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍

2. 难度：中等

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质点的位移为y=4.0×10^-2m，速度沿y轴正向．Q点在P点右方处，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轴正方向

二、填空题

3. 难度：中等

某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，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．已知哦声速为340m/s，则两峭壁间的距离为    m．

4. 难度：中等

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    ．

5. 难度：中等

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，已知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为负电荷，则q₁为    电荷，q₃为    电荷．
（2）q₁，q₂，q₃三者电量大小之比是    ：    ：    ．

三、解答题

6. 难度：中等

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______．

7. 难度：中等

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，如图甲所示．图乙是打出的纸带的一段．

（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图乙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表示阻力的计算式为f=______．

8. 难度：中等

如图1中E为电源，其电动势为ε，R₁为滑线变阻器，R₂为电阻箱，A为电流表，用此电路，经以下步骤可近似得A的内阻R_A：①闭合
K₁，断开K₂，调节R₁使电流表读数等于其量程I；②保持R₁不变，闭合K₂，调节R₂，使电流表读数等于I/2，然后读出R₂的值，取R_A≈R₂

（1）按图1 所示电路在图2中所给的实物图中画出连接导线．
（2）真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即，试导出它与电动势ε，电流表量程I及电流表内阻R_A的关系式．
（3）若I=10mA，真实值R_A约为30Ω，要想使测量结果相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？

9. 难度：中等

质量为M的小船以速度V行驶，船上有两个质量皆为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾．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．

10. 难度：中等

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，磁感强度为B．一带正电的粒子以速度v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．

11. 难度：中等

“和平号”空间站已于今年3月23日成功地坠落在太平洋海域，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，最后汽化面销毁，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）试导出以下各物理量的符号表示散失能量E^′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；
轨道离地的高度为h=146Km地球半径R=6.4×10⁶m；
坠落窨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；
入海残片的温升高△T=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．

12. 难度：中等

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，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度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，测得力F与时间t的关系如图2所示．求杆的质量m和加速度a．

13. 难度：中等

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m_A=1.050×10^-3kg，上方气体状态CO₂的质量为m_B=0.137×10^-3kg，压强为p=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^′=m_A-△m，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，且不考虑容器体积的啤酒体积随温度的变化．又知对同种气体，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学）．

14. 难度：中等

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ρ=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都足够长．不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g=10m/s²．）

四、选择题

15. 难度：中等

在下列四个方程中，x₁，x₂，x₃和x₄各代表某种粒子，判断正确的是（ ）
①₉₂²³⁵U+¹n→₃₈⁹⁵U+₅₄¹³⁸Xe+3x₁
②₁²H+x₂→₂³He+¹n
③₉₂²³⁸U→₉₀²³⁴Th+x₃
④₁₂²⁴Mg+₂⁴He→₁₃²⁷Al+x₄．
A．x₁是中子
B．x₂是质子
C．x₃是α粒子
D．x₄是氚核

16. 难度：中等

一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n₁和n₂，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＜P₂
B．P₁=P₂，I₁＜I₂
C．I₁＜I₂，U₁＞U₂
D．P₁＞P₂，I₁＞I₂

17. 难度：中等

在x射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U．普朗克常数h，电子电量e和光速c，则可知该x射线管发出的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

18. 难度：中等

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

19. 难度：中等

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′边与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的方向拉出过程中外力所做的功，W₂表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则（ ）

A．W₁=W₂
B．W₂=2W₁
C．W₁=2W₂
D．W₂=4W₁

20. 难度：中等

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r_m和r_n之比为r_m：r_n=m²：n²
B．第m个定态和第n个定态的能量E_m和E_n之比为E_m：E_n=n²：m²
C．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是v，则其发光频率也是v
D．若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为v=

21. 难度：中等

如图，虚线A．b和c是某静电场中的等势面，它们的电势分别为U_a、U_b和U_c．U_a＞U_b＞U_c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

22. 难度：中等

惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计．加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的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