2011年高考海南物理试题解析

一、单项选择题：本大题共6小题，每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

 

1.关于静电场，下列说法正确的是

 

A.      电势等于零的物体一定不带电

 

B.      电场强度为零的点，电势一定为零

 

C.      同一电场线上的各点，电势一定相等

 

D.      负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加

 

【解析】负电荷沿电场线方向移动时，克服电场力做功，电势能一定增加。选D

 

【答】D

 

【点评】本题考查静电场中电场强度与电势、电势能的关系。难度：容易。

 

2．如图，E为内阻不能忽略的电池，R₁、R₂、R₃为定值电阻，S₀、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S₀与S均闭合，现将S断开，则

 

 

A.      V的读数变大，A的读数变小

 

B.      V的读数变大，A的读数变大

 

C.      V的读数变小，A的读数变小

 

D.      V的读数变小，A的读数变大

 

【解析】外电路总电阻变大，干路电流变小，路端电压（即

的读数）变大。R₂与电流表串联电路电压变大，所以

的读数变大。所以选B。

 

【答】B

 

【点评】本题考查闭合电路欧姆定律及电路分析。难度：容易。

 

3．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知

 

A．n=3    B．n=4     C．n=5      D．n=6

【解析】由已知条件，据库仑定律有

   ①球3先与球2接触后，带电量各为

，球3再与球1接触后，带电量各为

，然后将球3移至远处，此时1、2之间的作用力大小仍为F，则

，    ②

 

联立①②两式解得：

。本题选D。

 

【答】D

 

【点评】本题考查库仑定律及有关计算。难度：容易。

 

4．如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为

。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m₁的重物。在绳子距a端

的c点有

一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m₂的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比

为

 

 

A．

       B． 2

     C．

     D．

 

【解析】物理关系

，几何关系

，所以

，选C

 

【答】C

 

【点评】本题考查力的平衡和力的分解。难度：容易。

 

5．如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v₀匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力

 

 

A．等于零                  B．不为零，方向向右

 

C．不为零，方向向左        D．不为零，v₀较大时方向向左，v₀较小时方向向右

 

【解析】隔离物块，受压力

（

为斜面倾角），因匀速运动，受摩擦力

。隔离斜劈，求压力和摩擦力的水平分量，二者大小相等，皆为

，方向相反，所以地面对斜劈的摩擦力为0．

 

【答】A

 

【点评】本题考查隔离法解题和力的平衡。 难度：容易。

 

6．如图，EOF和

为空间一匀强磁场

的边界，其中EO∥

，FO∥

，且EO⊥OF；

为∠EOF的角平分线，

间的距离为

；磁场方向垂直于纸面向里。一边长为

的正方形导线框沿

方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是

 

 

【解析】刚进入磁场时，用右手定则判断电流方向为逆时针方向即为正，排除C、D。A、B区别在线框左边离开磁场后，有没有一段时间电流及电动势不变。当右边全在磁场中运动时电动势不变，所以选B。

 

【答】B

 

【点评】本题考查电磁感应及图象，难度：难。

 

二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选面中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分。

 

7．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是

 

A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

 

B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

 

C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

 

D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系

 

【解析】物理学史，事实。

 

【答】ACD

 

【点评】本题考查物理学史知识，难度：容易。

 

8．一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是

 

A．在0～6s内，物体离出发点最远为30m

 

B．在0～6s内，物体经过的路程为40m

 

C．在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/s

 

D．5～6s内，物体所受的合外力做负功

 

 

【解析】物体离出发点最远为5s时刻，

，A错误；第6秒的位移为

，在0～6s内，物体经过的路程为

，B正确；在0～4s内，物体的位移为

，所以平均速率为

7.5m/s，C正确；5～6s内，物体所受的合外力方向与位移方向相同（皆为负），所以做正功，D错误。

 

【答】BC

 

【点评】本题考查速度图象和位移、路程、功等， 难度：中等。

 

9．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是

 

A．0～2s内外力的平均功率是

W

 

B．第2秒内外力所做的功是

J

 

C．第2秒末外力的瞬时功率最大

 

D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是

 

【解析】逐项判断

 

A．0～2s内外力的平均功率

，

，

，

，代入得

,A正确；

 

B．第2秒内外力所做的功是

,B错误；

 

C．第2秒末外力的瞬时功率

，第1秒末外力的瞬时功率

，所以C错误；

 

D．第1秒内质点动能增加量为

，第2秒内质点动能增加量为

，第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是

，D正确。

 

【答】AD

 

【点评】本题考查牛顿定理，功和功率，加速度和速度、位移等，难度：中等。

 

10．空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束

由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是

 

A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

 

B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

 

C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同

 

D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大

 

 

 

【解析】根据

，得半径

，入射速度相同的粒子半径一定相等，又入射点和入射方向相同，所以圆心相同，所以运动轨迹一定相同，B正确；

 

D．粒子在磁场中运动时间

，而

，因比荷相等，所以周期T相等，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大，D正确。

 

【答】BD

 

【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动，半径、圆心、轨迹、时间等，难度：难。

 

三、填空题：本大题共2小题，每小题4分，共8分，把答案写在答题卡上指定的答题出，不要求写出过程。

 

11．如图：理想变压器原线圈与一10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0．3w

，正常发光时电阻为30

可，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0．09A，可计算出原、副线圈的匝数比为_______，流过灯泡b的电流为_______A。

 

 

【解析】副线圈的为

，根据

，所以所以原、副线圈的匝数比为

。输入功率为

,输出功率与输入功率相等，灯泡b的功率为

，根据

，灯泡b的电流为

．

 

【答】

，

。

 

【点评】本题考查交流电，变压器。难度：容易。

 

12．2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多个地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为

和

，向心加速度分别为

和

，则

=_______。

=_____（可用根式表示）

 

【解析】根据

=

得

,所以

：

=

；根据

,代入数据，得

：

=

。或者根据

,得

：

=

．=

。

 

【答】

，

或

或

 

【点评】本题考查万有引力与圆周运动，难度：中等。注意北斗导航卫星（同步卫星，周期24h）与GPS导航卫星(周期12h)的含义。

 

四、实验题

 

13．图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头

的量程为Ig=600

,内阻为Rg．

是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。

 

（1）           图1中分流电阻Rp的阻值应为_______。(用Ig、Rg和I表示)

 

 

（2）在电表改装完成后的某次校准测量中，

表的示数如图所示，由此读出流过电流表

的电流为_______mA。此时流过分流电阻R_,P的电流为_______mA（保留一位小数）

 

【解析】（1）并联电路电阻与电流成反比，

，所以

，读入数据得

。

 

（2）电流表

的电流为49.5 mA，流过分流电阻R_跑的电流为

=

，读入数据得

=49.0 mA．

 

【答】

，49.5 mA ，49.0 mA。

 

【点评】本题考查改装并校准电流表的实验，考查了实验原理，电流表读数及电路分析。难度：中等。

 

14．现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A 、B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。

用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；

 

（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒，

与s的关系式为

= ________。

 

 

(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：

 

	1	2	3	4	5
S(m)	0.600	0.800	1.000	1.200	1.400
t(ms)	8.22	7.17	6.44	5.85	5.43
1/t^2(10^4s^-2)	1.48	1.95	2.41	2.92	2.39

 

以s为横坐标，

为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=___________

(保留3位有效数字)。

 

 

【解析】重力势能的减小量为

。动能的增加量为

。在运动过程中机械能守恒，有

=

，解得，

与s的关系式为

=

。

 

【答】（1）

，

，

。

 

（2）           图象如图。据图象求出

，

。

 

   

 

【点评】本题考查“验证机械能守恒”实验，考查实验原理，数据处理（做图象，求斜率）。 难度：中等。

 

15．如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆。ab为沿水平方向的直径。若在a点以初速度

沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点。已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径。

 

 

【解法1】解题过程和结果如下：

 

（1）       作图：作cd⊥ab,d为垂足，如下图。

 

 

（2）列式：根据平抛运动的规律，

①，

②，已知

③,寻找几何关系：因为在Rt△cOd中,∠cOd=30⁰，所以

④，

 

（3）           解：从②③得

⑤，④⑤代入①得

=

，解得

⑥。

 

（4）           验证：将数字计算出来，

，则:

，

 

另外,

，得

，所以正确。

 

【点评】本题考查平抛运动规律和几何方法，难度：中等。

 

16．如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和

是两根用细线连接

的金属杆，其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；

两杆的总电阻为R，导轨间距为

。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好。求

 

（1）细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；

 

（2）两杆分别达到的最大速度。

 

【解析】（1）根据初状态静止，有

，设MN加速度为

，M’N’加速度为

，在t=0时刻将细线烧断时，

，向上，

，向下，在将细线烧断后，设安培力为

，因为MN受安培力向下，M’N’ 受安培力向上，二者大小相等，则

，向上；

，向下，所以在任意时刻两杆运动的加速度之比为

，因此在任意时刻两杆运动的速度之比为

。①

 

（5）          两杆达到最大速度时，皆受力平衡，对M’N’有

，感应电动势

,电流

,安培力

,所以

,得

   ②联立①②解得

，

 

【点评】本题考查电磁感应，受力分析，牛顿定律及数学运算等。难度：较难。关键是分析到：MN向上运动，M’N’向下运动，列式和计算时，加速度和速度都是：对MN，向上为正，对M’N’，向下为正。

 

六、选考题：请考生在17、18、19三题中任选二题作答，如果多做，则按所做的第一、二题计分。作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。计算题请写出的文字说明、方程式和演算步骤。

 

17．模块3-3试题（12分）

 

（1）（4分）关于空气湿度，下列说法正确的是            （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。

 

A．当人们感到潮湿时，空气的

绝对湿度一定较大

 

B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小

 

C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示

 

D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比

 

（2）（8分）如图，容积为

的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面登高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为

。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为

，大气压强为

，重力加速度为g；空气可视

为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P₁。

 

 

【解答】（1）BC  A

 

(2)根据

，解得

。

 

【点评】本题考查空气湿度和气体状态方程。 难度：中等。

 

 

18．模块3-4试题（12分）

 

（1）（4分）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。

介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。

 

 

A．周期为4.0s                 B．振幅为20cm

 

C．传播方向沿x轴正向         D．传播速度为10m/s

 

（2）（8分）一赛艇停在平静的水面上，

赛艇前端有一标记P离水面的高度为h₁=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端

=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方

=3.0m处下潜到深度为

=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q。求

 

 

 

（i）水的折射率n；

 

（ii）赛艇的长度

。（可用根式表示）

 

【解答】（1）CD

 

(2)做光路图如下图

 

 

（i）水的折射率n=

；

 

（ii）赛艇的长度

。

，几何关系

，解得

。

 

【点评】本题考查波的图象和光的传播（几何光学），难度：较难。

 

19．模块3-5试题（12分）

 

（1）（4分）2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有¹³¹I和¹³⁷Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产

生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映¹³¹I和¹³⁷Cs衰变过程，它们分别是_______和__________（填入正确选项前的字母）。¹³¹I和¹³⁷Cs原子核中的中子数分别是________和_______。

 

A．X₁→

              B．X₂→

 

C．X₃→

             D．X₄→

 

（2）（8分）一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v₀的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求

 

（i）木块在ab段受到的摩擦力f；

 

（ii）木块最后距a点的距离s。

 

 

【解答】（1）B、C ，78，82

 

（2）（i）系统动量守恒：

；系统能量守恒：

；解得

。

 

（ii）系统动量守恒：

，系统能量守恒：

。解得

=

。

 

【点评】本题考查动量守恒定律和能量守恒定律。难度：较难。

 

（2）解：（i）设木块和物体P共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得：

①

②，由①②得：

③。

 

（ii）木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同（动量守恒）全过程能量守恒得：

④。由②③④得：

。