2011年高考物理（卷）
13嫦娥二号是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得嫦娥二号在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常G，半径为R的球体体积公式，则可估算月球的A．密度B质量C．半径D自转周期
。由于月球半径R未知，所以无法估算质量M，但结合球体体积公式可估算密度（与成正比），A正确。不能将“嫦娥二号”的周期与月球的自转周期混淆，无法求出月球的自转周期。
14．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是
A减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强,红光可知紫光的临界角最小，所以入射点由A向B缓慢移动的过程中，最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，反射增强，故C正确。
15．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=5∶1，电阻R=20，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是
A．输入电压u的表达式sin(50πt)V
B．只断开S后，L1、L2均正常发光
C只断开S2后，原线圈的输入功率增大
D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
V。原本L2正常发光，只断开S2后，电压被两灯泡均分，肯定不会再正常发光。只断开S2后，两灯泡串联，负载电阻增大，输出功率减小，输入功率等于输出功率，所以也减小。由变压器的变压比可得副线圈输出电压为4V，S1换接到2后，R消耗的功率P=W=0.8W。D正确。
16．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的（以地面为参考系）如图乙所示。已知，则
A时刻，小物块离A处的距离达到最大
B时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用17．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0θ<90°)，其中MN平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为R，当流过棒某一横截面的电量为q时，的速度大小为，则金属棒在这一过程中
A运动的平均速度大小为
B滑位移大小为
C产生的为
D．受到的最大安培力大小为
θ－=ma，可见棒做加速度减小的加速运动，只有在匀变速运动中平均速度才等于初末速度的平均值，A错。设沿斜面下滑的位移为s，则电荷量q=，解得位移s=，B正确。根据能量守恒，产生的焦耳热等于棒机械能的减少量，Q=mgssinθ－。棒受到的最大安培力为。
18．如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为和的物体和。若滑轮有一定大小，质量为且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的磨擦。设细绳对和的拉力大小分别为和已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析判断正确的表达式是
A
B．
C.
D.
18．C【解析】由于滑轮转动时与绳之间无相对滑动，所以滑轮转动时，可假设两物体的加速度大小均为a，对A，若T1－m1g=m1a，则对B应有m2g－T2=m2a；上面两分别解出加速度的表达式为a=和a=，所以有，即有，根据题目所给选项可设T1=，则根据A、B地位对等关系应有T2=，将T1、T2的值代入可解得x=2y。由此可判断A错C正确。若将T1设为，则结合可看出A、B的地位关系不再具有对等性，等式不可能成立，BD错。
19．（18分）
⑴（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：
①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm。
②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是。（填选项前的字母）
A把单摆从平衡位置拉开30o的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
（12分）某同学在探究规格为6V，3W的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至____档进行测量。（填选项前的字母）
A直流电压10VB直流电流5C．欧姆×?100D欧姆×?1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为变阻器阻值范围0~20额定电流1.0A），L为待测小电珠，为电压表（量程6V，内阻20k），为电流表（量程0.6A，内阻1）为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。
Ⅰ在实验过程中，开关S闭合前变阻器的片P应置于最____端；（填“左”或“右”）
Ⅱ在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是不零，其原因是_____点至_____点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）
Ⅲ该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______。（填不变、增大或减小）mm=0.97cm，不需要估读。②为减小计时误差，应从摆球速度最大的最低点瞬间计时，A错。通过最低点100次的过程中，经历的时间是50个周期，B错。应选用密度较大球以减小空气阻力的影响，D错。悬线的长度加摆球的半径才等于摆长，由单摆周期公式T=可知摆长记录偏大后，测定的重力加速度也偏大，C正确。
（2）①根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12Ω，测电阻选欧姆挡并选×1挡。
②开关闭合前，应保证灯泡电压不能太大，要有实验安全意识，调滑片在最左端使灯泡电压从零开始实验。电表示数总调不到零，是由于电源总是对电表供电，滑动变阻器串联在了电路中，1点和5点间没有接好，连成了限流式接法，这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所以随着电压的增大，曲线斜率减小，电阻增大。
20．（15分）反射式调管是常用的微波器之一，它利用电子团在电场中的来产生微波，其原理与下述过程类似。如图所示，在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是和，方向如图所示带电微粒质量，带电量A点距虚线的距离，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：
B点到虚线的距离；
带电微粒从A点运动到B点所经历的时间。
=0.50cm
（2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有
|q|E1=ma1
|q|E2=ma2
设微粒在虚线MN两侧的时间大小分别为t1、t2，由运动学公式有
d1=
d2=
又t=t1+t2
解得t=1.5×10-8s
21．（19分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：
质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep已知地面面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在o角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？（2）3mgR（3）
【解析】（1）质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则mg=
解得v1=
（2）弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有EP=mg(1.5R+R)+
解得EP=3mgR
（3）不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO′的水平距离为x1，由平抛运动规律有
，x1=v1t+R，解得x1=4R
当鱼饵的质量为时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能定律有
EP=
解得v2=
质量为的鱼饵落到水面上时，设离OO′的水平距离为x2，则x2=v2t+R
解得x2=7R
鱼饵能够落到水面的最大面积S=≈8.25πR322．（20分）如图甲，在x0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xy平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B一质量为q（q>0）的粒子从坐标原点O处，以初速度v0沿x轴正方向射，粒子的运动轨迹见图甲，不计粒子的。
求该粒子运动到y=h时的速度大小v现只改变射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y-x曲线）不同，但具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向上的运动（y-t关系）是简谐运动，且都有相同的周期。
Ⅰ求粒子在一个周期内，沿轴方向前进的距离；
Ⅱ当入射粒子的初速度大小为v0时，其y-t图像如图丙所示，求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅A并写出y-t的函数表达式。
①
由①式解得v= ②
（2）Ⅰ．由图乙可知，所有粒子在一个周期T内沿x轴方向前进的距离相同，即都等于恰好沿x轴方向匀速运动的粒子在T时间内前进的距离。设粒子恰好沿x轴方向匀速运动的速度大小为v1，则
qv1B=qE ③
又s=v1T ④
式中T=
解得s= ⑤
Ⅱ．设粒子在y方向上的最大位移为ym（图丙曲线的最高处），对应的粒子运动速度大小为v2（沿x轴），因为粒子在y方向上的运动为简谐运动，因而在y=0和y=ym处粒子所受的合外力大小相等，方向相反，则
⑥
由动能定理有⑦
又Ay= ⑧
由⑥⑦⑧式解得Ay=
可写出图丙曲线满足的简谐运动y-t函数表达式为y=
28．[3-3]（本题共有两个小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）
如图所示，曲线、分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间，纵轴表示温度从图中可以确定的是_______。（填选项前的字母）
A晶体和非晶体均存在固定的熔点
B．曲线的段表示固液共存状态
C曲线的段、曲线的段均表示固态
D曲线的段、曲线的段均表示液态
一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的_______。（填选项前的字母）
A温度降低，密度增大B温度降低，密度减小
C温度升高，密度增大D温度升高，密度减小29.[3-5]（本题共有两个小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）
爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示，其中为极限频率。从图中可以确定的是______。（填选项前的字母）
A逸出功与有关B．Ekm与入射光强度成正比
C时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
在光滑水平面上，一质量为m速度大小为的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后B球的速度大小可是__________。（题选项前的字母）
A0.6B．0.4C．0.3D．0.2
29．（1）D（2）A
【解析】（1）光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm=hv－W，结合图象易判断D正确。
（2）由碰撞中的动量守恒得mv=2mvB－mvA，vA＞0，则vB＞0.5v，故小于0.5v的值不可能有，A正确。
参考答案
13．A14．C15．D16．B17．B18．C（提示：可用排除法，设m1=m2，应该有T1=m1g）
19．⑴①0.97（0.96~0.98均可）②C⑵①D②Ⅰ左Ⅱ1点至5点Ⅲ增大
20．⑴0.50cm⑵1.5×10-8s
21．⑴⑵Ep=3mgR⑶
22．⑴(提示：该过程对粒子用动能定理，只有电场力做功)
⑵Ⅰ．（提示：取恰好沿x轴匀速运动的粒子计算，由qE=qvB，得，而s=vT）
Ⅱ．（提示：在轨迹的最高点和最低点，沿y方向的合力都应等于简谐运动的回复力，设粒子在最高点和最低点的速度大小分别为v、v0，有qE+qvB=qv0B-qE；粒子从最高点到最低点过程只有电场力做功，沿y方向的位移大小为2Ay，因此有，解方程组可得Ay；由数学知识，y-t表达式）
28．⑴B⑵D
29．⑴D⑵A（提示：设A返回的速度大小为v1，B速度大小为v2，由动量守恒，mv=2mv2-mv1，得）
a
t
T0
O
T
丙
乙
甲
t
y
O
S
S
O
x
y
v0
E
B
h
O
x
y
0.5R
1.5R
2R
R
A
B
C
O′
O
N
M
d2
d1
B
A
E2
E1
乙
U
O
I
甲
L
P
R
E
S
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
A
V
cm
0
2
1
10
5
0
T2
T1
B
A
m2
m1
m
θ
θ
B
P
M
Q
N
b
a
甲
A
v2
v1
t2
t3
t1
乙
-v1
v2
O
t
v
0.02
0.01
-20
20
O
t/s
u/V
乙
甲
L2
L1
R
2
1
S2
S1
n2
n1
u~
O
Q
P
C
B
A
b
c
d
e
f
g
M
N
O
ν
ν0
Ekm
1
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