2004年江苏高考物理试题
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2004年普通高等学校招生全国统一考试
物理(江苏卷)
第一卷(选择题共40分)
一、本题共10小慰;每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一
个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分. 1. 下列说法正确的是 ( ) A. 光波是—种概率波 B. 光波是一种电磁波
C. 单色光从光密介质进入光疏介质时.光子的能量改变 D. 单色光从光密介质进入光疏介质时,光的波长不变 2.下列说法正确的是 ( ) A. 物体放出热量,温度一定降低 B. 物体内能增加,温度一定升高
C. 热量能自发地从低温物体传给高温物体D. 热量能自发地从高温物体传给低温物体 3.下列说法正确的是 ( ) A. α射线与γ射线都是电磁波
D. β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期 D. 原子核经过衰变生成新核,则新核的质量总等于原核的质量 4.若人造卫星绕地球作匀速圆周运动,则下列说法正确的是 ( ) A. 卫星的轨道半径越大,它的运行速度越大 D. 卫星的轨道半径越大,它的运行速度越小
C. 卫星的质量一定时,轨道半径越大,它需要的向心力越大 D. 卫星的质量一定时,轨道半径越大,它需要的向心力越小
5.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压
强分别为p甲、p乙,且p甲<p乙,则 ( ) A. 甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B. 甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C. 甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D. 甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
6.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd,
沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右).则 A. 导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a B. 导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a C. 导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D. 导线框进入磁场时.受到的安培力方向水平向左
雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中徽子(ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他 7.
探测中徽子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子 可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为
037373737ve 17Cl 18Ar 0 1e 1e 已知17Cl核的质量为36.95658u,18Ar核的质量为36.95691u,
的质量为0.00055u,1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为 ( ) A. 0.82 MeV B. 0.31 MeV C. 1.33 MeV D. 0.51 MeV
8.图1中,波源S从平衡位置y=0开始振动,运动方向竖直向上(y轴的正方向),振动周期
T=0.01s,产生的简谐波向左、右两个方向传播,波速均为v=80m/s.经过一段时间后,P、Q两点开始振动,已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在图2的振动图象中,能正确描述P、Q两点振动情况的是 ( ) A. 甲为Q点振动图象 B. 乙为Q点振动图象 C. 丙为P点振动图象 D. 丁为P点振动图象
9.如图所示,只含黄光和紫光的复色光束PO,沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后,被
分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出.则 A. OA为黄光,OB为紫光 B. OA为紫光,OB为黄光 C. OA为黄光,OB为复色光 D. Oa为紫光,OB为复色光
10.若原子的某内层电子被电离形成空位,其它层的电子
跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线.内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子).214Po的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离.实验测得从214Po原子的K,L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.则可能发射的特征X射线的能量为 A. 0.013MeV B. 0.017MeV C. 0.076MeV D. 0.093MeV
第二卷(非选择题 共110分)
二、本题共2小题,共20分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答. 11.(8分) (1)某实验中需要测量一
根钢丝的直径(约0.5mm).为 了得到尽可能精确的测量数 据,应从实验室提供的米尺、 螺旋测微器和游标卡尺(游标 尺上有10个等分刻度)中,选 择___________进行测量.
(2)用游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)测定某工件的宽度时,示数如图所示,此工件
的宽度为___________mm。
12. (12分)某同学对黑箱(见图1)中一个电学元件的伏安特性进行研究.通过正确测量,他发
现该元件两端的电压Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律 ①当-15V<Uab<0V时,I近为零.②当Uab≥0时,Uab和I的实验数据见下表:
(1)在图2中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线.(可用铅笔作图)
(2)根据上述实验事实.该元件具有的特性是______________________
(3)若将此黑箱接入图3电路中,并在该电路的cd两端输入如图4(甲)所示的方波电压
信号ucd,请在图4(乙)中定性画出负载电阻RL上的电压信号uef的波形.
三、(第13小题)、本题满分14分;解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只
写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位
13.(14分)如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定
电压为1.80×104V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,熔丝就熔断. (1)熔丝的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为10mA时.变压器的输入功率是多大?
四(第14小题)、本题满分14分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
14.(14分)如图所示的电路中,电源电动势E=6.00V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别
为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ,电容器的电容C=4.7μF.闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测R1两端的电压,其稳定值为1.50V. (1)该电压表的内阻为多大?
(2)由于电压表的接入,电容器的带电量变化了多少?
本题满分15分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只 五(第15小题)、
写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
15. (15分)如图所示,半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内,两个轻质小圆环套在大圆环上.一根轻质长绳穿过两个小圆环,它的两端都系上质量为m的重物,忽略小圆环的大小。
(1)将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图).在—两个小圆
环间绳子的中点C处,挂上一个质量M=2m的重物,使两个小圆环间的绳子水平,然后无初速释放重物M.设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距离.
(2)若不挂重物M.小圆环可以在大圆环上自由移动,且绳子与大、小圆环间及大、小圆
环之间的摩擦均可以忽略,问两个小圆环分别在哪些位置时,系统可处于平衡状态?
16. (15分)如图所示,声源S和观察者A都沿x轴正方向运动,相对于地面的速率分别为vs
和vA.空气中声音传播的速率为vp,设vs<vp,vA<vp,空气相对于地面没有流动.
(1)若声源相继发出两个声信号.时间间隔为Δt,请根据发出的这两个声信号从声源传播到
观察者的过程.确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt'.
(2)请利用(1)的结果,推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间
的关系式.
17. (16分)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空
管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示). (1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。 (2)推导出电子的比荷的表达式
18.(16分)一个质量为M的雪橇静止在水平雪地上,一条质量为m的爱斯基摩狗站在该雪
橇上.狗向雪橇的正后方跳下,随后又追赶并向前跳上雪橇;其后狗又反复地跳下、追赶并跳上雪橇,狗与雪橇始终沿一条直线运动.若狗跳离雪橇时雪橇的速度为V,则此时狗相对于地面的速度为V+u(其中u为狗相对于雪橇的速度,V+u为代数和.若以雪橇运动的方向为正方向,则V为正值,u为负值).设狗总以速度v追赶和跳上雪橇,雪橇与雪地间的摩擦忽略不计.已知v的大小为5m/s,u的大小为4m/s,M=30kg,m=10kg. (1)求狗第一次跳上雪橇后两者的共同速度的大小. (2)求雪橇最终速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次数. (供使用但不一定用到的对数值:lg2=O.301,lg3=0.477)
物理试题参考答案
一、1.AB 2.D 3.C 4.BD 5.BC 6.D 7.A 8.AD 9.C 1O.AC 二、11.(1)螺旋测微器 (2)23.22 12.(1) (2)单向导电性
(3)
三、(第13小题)参考解答:
(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2.根据理想变压器的输入功率等于输出功率,有I1U1 I2U2
当I2=12 mA时,I1即为熔断电流.代人数据,得I1=0.98 A
(2)设副线圈中电流为I2'=lO mA时,变压器的输入功率为P1。,根据理想变压器的输入功 率等于输出功率,有P1 I2'U2 代人数据,得 P1=180 W 四、(第14小题)参考解答:
(1)设电压表的内阻为Rr,测得R1两端的电压为U1,R1与Rr并联后的总电阻为R,则有
111
① RR1Rv
U1R ② R2E U1
由串联电路的规律
联立①②,得RV
R1R2U1
R1E (R1 R2)U1
代人数据。得Rr 4.8k
(2)电压表接入前,电容器上的电压UC等于电阻R2上的电压,R1两端的电压为UR1,则
UCR2
UR1R1
又E UC UR1
接入电压表后,电容器上的电压为 U'C E U1
Uc) 由于电压表的接入,电容器带电量增加了 Q C(Uc
由以上各式解得 Q C
R1E
U1
R1 R2
带入数据,可得 Q 2.35 10 6C
五、(第15小题)参考解答:
(1)重物向下先做加速运动,后做减速运动,当重物速度为零时,下降的距离最大.设下降的最大距离为h,由机械能守恒定律得
Mgh 2mg解得
h
Rsin
(另解h=0舍去)
(2)系统处于平衡状态时,两小环的可能位置为 a.两小环同时位于大圆环的底端. b.两小环同时位于大圆环的顶端.
c.两小环一个位于大圆环的顶端,另一个位于大圆环的底端.
d.除上述三种情况外,根据对称性可知,系统如能平衡,则两小圆环 的位置一定关于大圆环竖直对称轴对称.设平衡时,两小圆环在大 圆环竖直对称轴两侧 角的位置上(如图所示). 对于重物m,受绳子拉力T与重力mg作用,有 T mg
对于小圆环,受到三个力的作用,水平绳子的拉力T、竖直绳子的拉力T、大圆环的支持力N.两绳子的拉力沿大圆环切向的分力大小相
等,方向相反
Tsin Tsin '
得 ',而 ' 90,所以 =45。
六、(第16小题)参考解答:
、t2 为观察者接收到两个信号的时刻。 (1)设t1、t2为声源S发出两个信号的时刻,t1
-t1)时间被观察者A接收到,第二个信号经过(t2 -t2)时间 则第一个信号经过(t1
-t1 =△t′ 被观察者A接收到。且t2-t1=△t t2
设声源发出第一个信号时,S、A两点间的距离为L,两个声信号从声源传播到观察者
的过程中,它们运动的距离关系如图所示,可得
t1) L vA(t1 t1) vP (t1
t2) L vA(t2 t1) vS t vP(t2
由以上各式,得 t
vP vS
t
vP vA
(2)设声源发出声波的振动周期为T,这样,由以上结论,观察者接收到的声波振动
的周期T为 T
vP vS
T
vP vA
vP vA
f
vP vS
由此可得,观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为f
七、(第17小题)参考解答:
(1)当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心O
点,设电子的速度为v,则 evB eE
得 v
EU 即 v
BbB
a
eU
mb
(2)当极板间仅有偏转电场 时,电子以速度v进入后,竖直方向作匀加速运动,加速度为
电子在水平方向作匀速运动,在电场内的运动时间为 t1
L1
v
2eL1U12
这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为 d1 at1
22mv2b
离开电场时竖直向上的分速度为 v1 at1
eL1U mvb
L2
v
电子离开电场后做匀速直线运动,经t2时间到达荧光屏 t2
t2时间内向上运动的距离为 d2 v t2
eUL1L2
2
mvb
L1eU
L(L ) 12
2mv2b
这样,电子向上的总偏转距离为 d d1 d2
可解得
eUd
2
mBbL1(L2 L1/2)
八、(第18小题)参考解答:
(1)设雪橇运动的方向为正方向,狗第1次跳下雪橇后雪橇的速度为V1,根据动量守恒定
律,有 MV1 m(V1 u) 0
狗第1次跳上雪橇时,雪橇与狗的共同速度V1 满足 MV1 mv (M m)V1 可解得 V1
Mmu (M m)mv
2
(M m)
将u 4m/s,v 5m/s,M 30kg,m 10kg代入,得 V1 2m/s
(2)解法(一)
设雪橇运动的方向为正方向,狗第(n-1)次跳下雪橇后雪橇的速度为Vn-1,则狗第
(n-1)次跳上雪橇后的速度Vn 1满足 MVn 1 mv (M m)Vn 1
这样,狗n次跳下雪橇后,雪橇的速度为Vn满足 MVn m(Vn u) (M m)Vn 1 解得 Vn (v u)[1 (
MmuM
)n 1] ()n 1
M mM mM m
狗追不上雪橇的条件是 Vn≥v 可化为 (
M(M m)u)n 1
M mMu (M m)v
Mu (M m)vlg)
(M m)u
最后可求得 n 1
M mlg)
M
代入数据,得 n 3.41 狗最多能跳上雪橇3次
雪橇最终的速度大小为 V4=5.625m/s 解法(二):
设雪橇运动的方向为正方向。狗第i次跳下雪橇后,雪橇的速度为Vi,狗的速度为Vi+u;
狗第i次跳上雪橇后,雪橇和狗的共同速度为V1 ,由动量守恒定律可得 第一次跳下雪橇:MV1+m(V1+u)=0 V1=-
mu
1m/s
M m
第一次跳上雪橇:MV1+mv=(M+m)V1 第二次跳下雪橇:(M+m)V1 =MV2+m(V2+u) V2=
(M m)V1 mu
3m/s
M m
第二次跳上雪橇:MV2+mv=(M+m)V2
MV mvV2 2
M m
第三次跳下雪橇: (M+m)V2′= MV3 + m(V3 +u)
V3
第三次跳上雪橇
mu(M m)V2
4.5m/s
M m
(M m)V3 MV3 mv
V3
第四次跳下雪橇: (M+m)V3 =MV4+m(V4+u)
/
MV3 mvM m
V4
(M m)V3 mu
5.625m/s
M m
此时雪橇的速度已大于狗追赶的速度,狗将不可能追上雪橇。因此,狗最多能跳上雪橇3次。雪橇最终的速度大小为5.625m/s.
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