2004年全国统一高考物理试卷（Ⅱ）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的（ ）
A．2200
B．2000
C．1200
D．2400

2. 难度：中等

下面是四种与光有关的事实：
①用光导纤维传播信号
②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
③一束白光通过三棱镜形成彩色光带
④水面上的油膜呈现彩色
其中，与光的干涉有关的是（ ）
A．①④
B．②④
C．①③
D．②③

3. 难度：中等

一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态和初态相比，（ ）
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定

4. 难度：中等

如图，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m．t=0时a点为波峰，b点为波谷；t=0.5s时a点为波谷，b点为波峰．则下列判断中正确的是（ ）
A．波一定沿x轴正方向传播
B．波长可能是8m
C．周期可能是0.5s
D．波速一定是24m/s

5. 难度：中等

如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，他们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中的弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以l₁、l₂、l₃、l₄依次表示四个弹簧的伸长量．则有（ ）

A．l₂＞l₁
B．l₄＞l₁
C．l₁＞l₃
D．l₂=l₄

6. 难度：中等

一直升飞机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B．直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示．如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）
A．ε=πfl²B，且a点电势低于b点电势
B．ε=2πfl²B，且a点电势低于b点电势
C．ε=πfl²B，且a点电势高于b点电势
D．ε=2πfl²B，且a点电势高于b点电势

7. 难度：中等

如图，一绝缘细杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示．开始时，细杆与电场方向垂直，即在图中Ⅰ所示的位置；接着使细杆绕其中心转过90°，到达图中Ⅱ所示的位置；最后，使细杆移到图中Ⅲ所示的位置．以W₁表示细杆由位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中电场力对两小球所做的功，W₂表示细杆由位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中电场力对两小球所做的功，则有（ ）

A．W₁=0，W₂≠0
B．W₁=0，W₂=0
C．W₁≠0，W₂=0
D．W₁≠0，W₂≠0

8. 难度：中等

放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s²．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（ ）

A．m=0.5kg，μ=0.4
B．m=1.5kg，μ=
C．m=0.5kg，μ=0.2
D．m=1kg，μ=0.2

二、解答题

9. 难度：中等

用以下器材测量一待测电阻R_x的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；
电压表V₁，量程为1.5V，内阻r₁=750Ω；
电压表V₂，量程为5V，内阻r₂=2500Ω；
滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；
单刀单掷开关K，导线若干．
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻R_x的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）．
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线．
（3）若电压表V₁的读数用U₁表示，电压表V₂的读数用U₂表示，则由已知量和测得量表示R_x的公式为R_x=______．

10. 难度：中等

一水平放置的水管，距地面高h=l.8m，管内横截面积S=2.0cm²．有水从管口处以不变的速度v=2.0m/s源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速度都相同，并假设水流在空中不散开．取重力加速度g=10m/s²，不计空气阻力．求水流稳定后在空中有多少立方米的水．

11. 难度：中等

如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外．一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P₁时速率为v，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的 P₂点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的P₃点．不计重力．求
（l）电场强度的大小．
（2）粒子到达P₂时速度的大小和方向．
（3）磁感应强度的大小．

12. 难度：中等

柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物．在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动．现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：
柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图1）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上．同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短．随后，桩在泥土中向下移动一距离l．已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩幅之间的距离也为h（如图2）．已知m=1.0×10³kg，M=2.0×10³kg，h=2.0m，l=0.20m，重力加速度g=10m/s²，混合物的质量不计．设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小．