2011年高考理综物理（四川卷）
14．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
14、C【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，A错误；气体分子的运动是杂乱无章的，表示气体分子的速度大小和方向具有不确定性，与温度的关系是统计规律，B错误；气体分子的相互作用力十分微弱，但是由于频繁撞击使得气体分子间的距离不是一样大，D错误；气体分子的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动造成气体没有形状。答案C。
15．下列说法正确的是
A．甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛
B．我们能从某位置通过固定的任意透明的介质看见另一侧的所有景物
C．可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度
D．在介质中光总是沿直线传播
15、A【解析】根据光路的可逆性甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛；由于光的折射，通过透明的介质观察景物时总是存在一定的视角，其边缘光学是全反射的临界光学；可见光和电磁波在真空中的传播速度相等；在单一均匀介质中光才能沿直线传播。所以只有A正确。
16．如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则
A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置
D．Q处的质点此时运动到P处
16、B【解析】当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，Q点在t＝0时的波沿也向左传到P点，所以x＝0cm处质元在波谷，x＝2cm处质元在波峰，则1cm＜x＜2cm向y轴的正方向运动，2cm＜x＜3cm向y轴的负方向运动，A错误；Q点振动四分之三周期后到达波谷加速度沿y轴的正方向最大，不能平移，B正确，CD错误。
17．据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”，该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的1/480，母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同，“55Cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的
A．轨道半径之比约为 B．轨道半径之比约为
C．向心加速度之比约为 D．向心加速度之比约为
17、B【解析】根据牛顿第二定律和万有引力定律得
，变形得
轨道半径之比为，正确
向心加速度
所以向心加速度之比约为，CD错误。
18．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2。已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则
A．吸收光子的能量为hν1+hν2B．辐射光子的能量为hν1+hν2
C．吸收光子的能量为hν2-hν1D．辐射光子的能量为hν2-hν1
18、D【解析】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，则从能级k跃迁到能级m，能量降低辐射光子，答案D。
19．如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则
A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功
D．返回舱在喷气过程中处于失重状态
19、A【解析】在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于超重状态，动能减小，返回舱所受合外力做负功，返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲力。火箭开始喷气前匀速下降拉力等于重力减去返回舱受到的空气阻力，火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小。
20．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60o时的感应电流为1A。那么
A．线圈消耗的电功率为4W
B．线圈中感应电流的有效值为2A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为ф=sin
20、AC【解析】绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为，得A，则感应电动势的最大值为V，C正确，B错误；电功率为W，A正确；任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin中当时间为时，单位不正确；所以正确答案是AC。
21．质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从末落地。则
A．整个过程中小球电势能变化了
B．整个过程中小球动量增量的大小为2mgt
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球冬耕变化了mg2t2
D．从A点到最低点小球重力势能变化了
21、BD【解析】整个过程中小球的位移为0，得a＝3g，根据牛顿第二定律电场力是重力的4倍为4mg，根据动量定理△P＝mgt－3mgt＝－2mgt，B正确；电势能变化量为4mg×gt2＝2mg2t2,A错误；小球减速到最低点和最初加速时的动能变化量大小相等为，C错误；从A点到最低点重力势能变化了，D正确。答案为BD。
动时经历时间是半个周期的奇数倍。在这段时间坐标为x=0.4m处质元运动到对称点即位移为，运动方向与原来相反，C正确。
22．（17分）
⑴（7分）某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是。（R视为质点）
A．B．C．D．
⑵（10分）为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A．量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表
B．量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表
C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表
选择电压表_____串联_____kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表。
②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。
③根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0Ω，电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0Ω，则电源的电动势E=_____V、内阻r=_____Ω。
22、【解析】⑴“研究运动的合成与分解”实验中：
小圆柱体R在竖直方向匀速运动有，，在水平方向做初速为0的匀加速直线运动at2，得a＝2cm/s2，R的速度大小为，轨迹示意图是D。
⑵①选择量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压表盘刻度改装容易，读数容易，改装后量程和内阻都扩大3倍，所以改装时需要串联6KΩ的电阻。
②实验原理电路图。
③电压表示数为1.50V时，改装电压表的示数为4.50V，即加在电阻箱上的电压是4.50V，根据闭合电路的欧姆定律r，同理有r。连立二式解得Ω。
23．（6分）随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t，以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5m/s2（不超载时则为5m/s2）。
⑴若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？
⑵若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车，两车将发生碰撞，设相互作用0.1s后获得相同速度，问货车对轿车的平均冲力多大？
23、【解析】（1）货车刹车时的初速是v0=15vm/s，末速是0，加速度分别是2.5m/s2和5m/s2，根据位移推论式得
代入数据解得：超载m
不超载m
（2）货车与轿车相撞时的速度为
m/s
相撞时动量守恒，有得m/s
对轿车根据动量定理有解得N
24．（19分）如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37o的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8。求
⑴小环所受摩擦力的大小；
⑵Q杆所受拉力的瞬时功率。
24、【解析】（1）设小环受到摩擦力大小为,则由牛顿第二定律得到
......................................①
代入数据得到.................................②
说明：①式3分，②式1分
（2）设经过K杆的电流为I1，由K杆受力平衡得到
.........................................③
设回路总电流为I ,总电阻为R总，有
............................................④
...................................⑤
设Q杆下滑速度大小为，产生的感应电动势为E，有
......................................⑥
....................................⑦
..................⑧
拉力的瞬时功率为.........⑨
联立以上方程得到P＝2W.......⑩
25．（20分）如图所示，正方形绝缘光滑水平台面WXYZ边长l=1.8m，距地面h=0.8m。平行板电容器的极板CD间距d=0.1m且垂直放置于台面。C板位于边界WX上，D板与边界WZ相交处有一小孔。电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T，方向竖直向上的匀强磁场。电荷量q=5×10-13C的微粒静止于W处，在CD间加上恒定电压U=2.5V，板间微粒经电场加速后由D板所开小孔进入磁场（微粒始终不与极板接触），然后由XY边界离开台面。在微粒离开台面瞬时，静止于X正下方水平地面上A点的滑块获得一水平速度，在微粒落地时恰好与之相遇。假定微粒在真空中运动、极板间电场视为匀强电场，滑块视为质点。滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2。
⑴求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两板的极性；
⑵求由XY边界离开台面的微粒的质量范围；
⑶若微粒质量m0=1×10-13kg，求滑块开始运动所获得的速度。
25、【解析】
（1）微粒在极板间所受电场力大小为F＝，代入数据：F＝1.25×10－11N
由微粒在磁场中的运动可判断微粒带正电荷，微粒由极板间电场加速，故C板为正极，D板为负极。
（2）若微粒的质量为m，刚进入磁场时的速度大小为v，由动能定理：Uq＝mv2
微粒在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力，若圆周运动半径为R，有：
qvB＝m
微粒要从XY边界离开台面，则圆周运动的边缘轨迹如图所示，半径的极小值与极大值分别为R1＝，R2＝l－d，联立代入数据有8.1×10－14kg＜m≤2.89×10－13kg
（3）如图，微粒在台面以速度v做以O点为圆心，R为半径的圆周运动，从台面边缘P点沿与XY边界成θ角飞出做平抛运动，落地点Q，水平位移s，下落时间t。设滑块质量为M，滑块获得速度v0后在t内沿与平台前侧面成ф角方向，以就爱上的a做匀减速直线运动到Q，经过位移为k。由几何关系，可得
cosθ＝，根据平抛运动，t＝，s＝vt
对于滑块，由牛顿定律及运动学方程，有
μMg＝Ma，k＝v0t－at2
再由余弦定理：k2＝s2＋(d＋Rsinθ)2－2s(d＋Rsinθ)cosθ
及正弦定理：＝
联立并代入数据解得：v0＝4.15m/s，ф＝arcsin0.8（或ф＝53°）
参考答案
14．C15．A16．B17．B18．D19．A20．AC21．BD
22．⑴5；D⑵①C；6②图略③7.5；10
23．⑴45m，22.5m⑵9.8×104N
24．⑴0.2N⑵2W
25．⑴1.25×10-13N，C正D负
⑵8.1×10-14kg
⑶4.15m/s，与YX延长线成53o（提示：，得速度v0=5m/s，对应的半径r3=1m，飞行时间飞行距离MK=v0t=2m，由几何关系知O3Q=0.6m，α=37o，NK=1.2m，MN=1.6m，NX=0.9m，因此A的位移sA=XK=1.5m，A的加速度a=μg=2m/s2，时间t=0.4s，由，可得v，并得β=53o）
D
R2
R1
O2
O1
d
Y
X
B
Z
W
O
θ
k
P
R
θ
φ
θ
h
B
d
W
Z
Y
X
A
s
Q
V3
v0
O
R
y/cm
x/cm
O2
O1
B
S
V3
V1
V3
V2
V1
β
α
Q
v0
v
K
N
X
M
A
r3
D
O3
S
D
r2
r1
O2
O1
A
B
h
l
X
Y
Z
W
D
C
θ
B2
B1
F
Q
S
K
c2
b2
a2
c1
b1
a1
D
r2
r1
O2
O1
V2
O
x
y
O
x
y
O
x
y
O
x
y
v0
R
y/cm
x/cm
O
缓冲火箭
返回舱
降落伞
-2
2
5
3
1
Q
P
O
x/cm
y/cm
1
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