2002年高考物理卷(广东卷)

第Ⅰ卷（选择题 共40分）

一、选择题（4分×10=40分，每题有一个或多个选项正确）：

1. 下面说法正确的是

（A） 光子射到金属表面时，可能有电子发出 （B） 光子射到金属表面时，一定有电子发出 （C） 电子轰击金属表面时，可能有光子发出 （D） 电子轰击金属表面时，一定没有光子发出 [答案]：A、C

2. 图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。

（A） 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 （B） 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态

R （C） 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态

a （D） 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 [答案]：A、D M N 3. 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时， 只发

c b 射波长为1、2、3的三种单色光，且 1>2>3，则照射光的波长为

（A）1 （B）1+2+3 （C）

23 （D）12

2312[答案]： D

4. 如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后，

（A） a端的电势比b端的高 b a （B） b端的电势比d点的低 c d p （C） a端的电势不一定比d点的低 （D） 杆内c处的场强的方向由a指向b [答案]：B

5. 分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是

（A） 固体分子的吸引力总是大于排斥力

（B） 气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力

（C） 分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小 （D） 分子间的吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力都随分子间

距离的增大而减小

[答案]：C

6. 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg， 绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。

2

取重力加速度g =10m/s，当人以440N的 力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊 板的压力F分别为

2

(A) a =1.0m/s,F =260N

2

(B) a =1.0m/s,F =330N

2

(C) a =3.0m/s,F =110N

2

(D) a =3.0m/s,F =50N [答案]：B

7. 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度。

（A） 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 （B） 上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功

（C） 上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的

平均功率

（D） 上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的

平均功率

[答案]：B 、C

8. 在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场。取坐标如图。一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。不计重力的影响，电场强度E和磁感强度B的方向可能是 y （A） E和B都沿x轴方向

（B） E沿y轴正向，B沿z轴正向 （C） E沿z轴正向，B沿y轴正向 E , B （D） E、B都沿z 轴方向 O x z [答案]：A、B

9. 远距离输电线的示意图如下：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是

（A） 升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 （B） 输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定 （C） 当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大 （D） 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

2

发电机 输电线 升压变压器

降压变压器

用户 [答案]：C

10. 一列在竖直方向振动的简谐横波，波长为，沿正方向传播，某一时刻，在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中，任取相邻的两点P1、P2，已知P1的x坐标小于P2的x坐标。

，则P1向下运动，P2向上运动 2（B） 若P1P2<，则P1向上运动，P2向下运动

2（C） 若P1P2>，则P1向上运动，P2向下运动

2（D） 若P1P2>，则P1向下运动，P2向上运动

2（A） 若P1P2<[答案]：A、C

第Ⅱ卷（非选择题 共110分）

二、实验题（共20分）：

11.（5分）用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图所示，这时读出的数值是 ，单位是 。

[答案]：8.475 ，mm.

5

[

0

45

0 5 40

12.（8分）现有器材：量程为10.0mA、内阻约30-40的电流表一个，定值电阻R1=150，定值电阻R2=100，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。

（1） 按要求在实物图上连线。

（2） 用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为= ，式中各直接测得量的意义是： .

3

： mA mA 电流表

电流表

干电池 干电池

R1 R1

R2 R2 K K

[解答]：（1）连图：左图只用R1接入电路；右图用R1和R2串联接入电路。

（2）

I1I2 R2

I1I2I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流

13.（7分）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动的角速度。

实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。 实验步骤：

（1） 如图1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。

（2） 启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。 （3） 经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。 ①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为= 式中各量的意义是：

-2

②某次实验测得圆盘半径r =5.50×10m，得到的纸带的一段如图2所示。求得角速度为: .

图1

4

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 1

单位：cm 图2

[答案]：（1）

x2x1 T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半

T(n1)r径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）。

（2）6.8 /s

三、 论述题、计算题（共90分）：

14.（11分）有人利用安装在气球载人舱内的单摆来测定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T0。当气球停在某一高度时，测得单摆周期为T。求该气球此时离海平面的高度h。把地球看着质量均匀分布的半径为R的球体。

[答案]：h = (

TM- 1)R [简析]：本题需用到关系式 g = G2 T0RM × × × × a

× × × ×  O × × × × b × × × × N

15.（12分）如图所示，半径为R、单位长度 电阻为的均匀导电圆环固定在水平面上，圆 环中心为O。匀强磁场垂直水平方向向下，磁 感强度为B。平行于直径MON的导体杆，沿垂 直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不 计，杆与圆环接触良好。某时刻，杆的位置如 图，aob=2，速度为v。求此时刻作用在杆 上的安培力的大小。

2vB2Rsin2[答案]：F =

()16.（12分）如下一系列核反应是在恒星内部发生的，

12 13p + 6C 7N

5

137N +   136C + e

13p + 6C  147N 14p + 7N 158O

158O+   157N + e

15p + 7N 126C + 

其中p为质子，为粒子，e为正电子，为一种中微子。已知质子的质量为mp=1.×1027kg，粒子的质量为m=6.×1027kg，正电子的质量为me=9.11×1031kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3×108m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。

[解答]：为求出该系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程式左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，该系列反应最终等效为

4p   + 2 e

+ 2

12

求出上式中的质量亏损，最终可以求得释放的能量为3.95×10J

17.（13分）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中

弥漫的水珠上时出现的现象。在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。 一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n。

（1） 在图上画出该束光线射入水珠内

R d 经一次反射后又从水珠中射出的光路图。 O （2） 求这束光线从射向水珠到射出水 珠每一次偏转的角度。

6

i r r O r r i 图1

[答案]：（1）光路图见图1。 （2）图2中 1 = sin

1i 1 r r O r r i 图2 2 3 d1d - sin

nRR1d 2 =  - 2 sin nR1d1d 3 = sin - sin

nRR

18.（13分）现有m=0.90kg的硝酸甘油(C3H5(NO3)3)被密封于体积V0=4.0×10

3m

3

的容器中，在某一时刻被引暴，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氨、氧……等气体。假设：反应中每消耗1kg硝酸甘油释放能量U=6.00×106J/kg；反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q =1.00×103J/K；这些混合气体满足理想气体状态方程

PV=C（恒量），其中恒量C=240J/K。已知在反应前硝酸甘油的温度TT0=300K。若设想在化学反应发生后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度，求器壁所受的压强。

[解答]：化学反应完成后，硝酸甘油释放的总能量 W = mU ①

该反应后气体的温度为T，根据题意有， W = Q(T – T0) ② 器壁所受的压强 p =CT/V0 ③

7

联立①②③式并代入数据得 p = 3.4×108Pa

19.（14分）下面是一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体A和B经反弹后，B能上升到比初始位置高得多的地方。

A是某种材料做成的实心球，质量m1=0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B。B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙，将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放。实验中，A触地后在极短的时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离A开始上升，而球A恰好停留在地

2

板上。求木棍B上升的高度，重力加速度g=10m/s。

[答案]：根据题意，A碰地板后，反弹速度 B m2 的大小等于它下落到地面时速度的大小，即

v1 =2gH

A刚反弹后，速度向上，立刻与下落的B 碰撞，碰前B的速度 v2 =2gH

由题意，碰后A速度为0，以v2表示B上升

'A m1 的速度，根据动量守恒 m1v1 – m2v2 = m2v2

'2v2令h表示B上升的高度，有 h =

2g' 由以上各式并代入数据得 h = 4.05m

20.（15分）如图1所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长和宽）。在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。

现在A、B 间加上如图2所示的随时间t变化的电压U，在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0。已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而不与两板相碰，求图2中U改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式。（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。）

8

U A B

+ P - 图1

2U0 O t1 t2 t3 t4 图2

t n

t [解答]：设质点P的质量为m，电量大小为q，根据题意，当A、B间的电压为U0时，有： q

U0 = mg ………………………………① d当两板间的电压为2U0时，P的加速度向上，其大小为a， q

2U0 - mg = ma ………………………………② d解得 a = g

当两板间的电压为0时，P自由下落，加速度为g,方向向下。

在t=0时，两板间的电压为2U0，P自A、B间的中点向上作初速为0的匀加速运动，加速度为g。经过时间1，P的速度变为v1，此时使电压变为0，让P在重力作用下向上作匀减速运动，再经过1，P正好达到A板且速度变为0。故有

v1 = g 1 0= v1 - g1

,,1121,2,d = g1 + v11 - g1 222由以上各式得：1 = 1 1 =

,22d g229

因为 t1 = 1 得 t1 =

d ………………………………③ g

在重力作用下，P由A板处向下做匀加速运动，经过时间2，P的速度变为v2，方向向下。此时加上电压使P向下作匀减速运动，再经过2，P正好达到B板且速度变为0。故有

v2 = g2 0 = v2 - g2 d =

由以上各式得 2 = 2 2 =

,,,121,2,g2 + v22 - g2 22d g,因为 t2 = t1 + 1 + 2 得 t2 = （2 + 1）

d…………④ g在电场力和重力的合力作用下，P又由B板向上作匀加速运动，经过时间3，速度变为v3，此时使电压变为0，让P在重力作用下向上作匀减速运动，经过3，P正好达到A板且速度变为0。故有

v3 =3 0= v3- g3 d =

,,121,2,g3 + v3 3- g3 22,由上得 3 = 3 3 =

d gd…………⑤ g因为 t3 = t2 + 2 + 3 得 t3 = （2 + 3）

,

10

根据上面分析，因重力作用，P由A板向下做匀加速运动，经过2，再加上电压，经过 2，P到达B且速度为0，

因为 t4 = t3 + 3 + 2 得t4= （2 + 5）

,,d 同样分析可得 tdn = （2 + 2n-3）g(n≥2)

郁南县教育局教研室 廖国华

11

g…………⑥