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1、2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）第 1 页，共 4 页2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）理科综合 物理部分第卷一、单项选择题（每小题 6 分，共 30 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。 ）1下列能揭示原子具有核式结构的实验是A光电效应实验 B伦琴射线的发现C 粒子散射实验 D氢原子光谱的发现2如图所示，A、B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中 B 受到的摩擦力A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小3质点做直线运动的位移 x 与时间 t 的关系为 x
2、= 5t + t2 （各物理量均采用国际单位制单位） ，则该质点A第 1s 内的位移是 5m B前 2s 内的平均速度是 6m/sC任意相邻 1s 内的位移差都是 1m D任意 1s 内的速度增量都是 2m/s4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图 1 所示，产生的交变电动势的图象如图 2 所示，则 At =0.005s 时线框的磁通量变化率为零Bt =0.01s 时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为 311VD线框产生的交变电动势的频率为 100Hz5板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电势差为 U1，板间场强为 E1。现将电
3、容器所带电荷量变为 2Q，板间距变为 ，其他条件不变，这时两极板间电势差为 U2，板间场强为12dE2，下列说法正确的是AU 2 = U1，E 2 = E1 BU 2 = 2U1，E 2 = 4E1CU 2 = U1，E 2 = 2E1 DU 2 = 2U1，E 2 = 2E1一、不定项选择题（每小题 6 分，共 18 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分。 ）6 甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若 ，则下列说法正确的是xxA甲光能发生偏振现象，则乙光不能
4、B真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光BAv图 10.01 0.02 t/se/V-311311O图 2B2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）第 2 页，共 4 页7位于坐标原点处的波源 A 沿 y 轴做简谐运动，A 刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，B 是沿波传播方向上介质的一个质点，则A波源 A 开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向B此后 周期内回复力对波源 A 一直做负功14C经半个周期时间质点 B 将向右迁移半个波长D在一个周期时间内 A 所受回复力的冲量为零8 质量
5、为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为 R，月球表面重力加速度为 g，引力常量为 G，不考虑月球自转的影响，则航天器的A线速度 B角速度Gv gRC运行周期 D向心加速度2Tg 2Ma2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）理科综合 物理部分第卷9 （18 分）（1）某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为 G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于 G，由此判断此时电梯的运动状态可能是 。（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径
6、是 mm（3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针 P1、P 2 与圆心 O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心 O 缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察 P1、P 2 的像，且 P2 的像挡住 P1 的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出 ，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率 n= 。yxvA BO0252015P1P2O2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）第 3 页，共 4 页（4）某同学测量阻值约为 25k的电阻 Rx，现备有下列
7、器材：A电流表（量程 100 A，内阻约为 2 k） ；B电流表（量程 500 A，内阻约为 300 ） ；C电压表（量程 15 V，内阻约为 100 k） ；D电流表（量程 50 V，内阻约为 500 k） ；E直流电源（20 V，允许最大电流 1 A） ；F滑动变阻器（最大阻值 1 k，额定功率 1 W） ；G电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。 （填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ； 。10 （16 分）如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为 R，M
8、N 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球 A 以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点 M 时与静止于该处的质量与 A 相同的小球 B 发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距 N 为 2R。重力加速度为 g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间 t；（2）小球 A 冲进轨道时速度 v 的大小。BAMONRVVAVV直流电源 Rx2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）第 4 页，共 4 页11 （18 分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨 MN、PQ 间距为 l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成
9、30角。完全相同的两金属棒 ab、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为 0.02kg，电阻均为 R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B=0.2T，棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒 cd 恰好能保持静止。取 g=10m/s2，问：（1）通过 cd 棒的电流 I 是多少，方向如何？（2）棒 ab 受到的力 F 多大？（3）棒 cd 每产生 Q=0.1J 的热量，力 F 做的功 W 是多少？12 （20 分）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技
10、术的发展。（1）当今医学成像诊断设备 PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠” ，它在医疗诊断中，常利用能放射电子的同位素碳 11 为示踪原子，碳 11 是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮 14 获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。若碳 11 的半衰期 为 20min，经 2.0h 剩余碳 11 的质量占原来的百分之几？（结果取 2 位有效数字）（2）回旋加速器的原理如图，D 1 和 D2 是两个中空的半径为 R 的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为 f 的交流电源上，位于 D1 圆心处的质子源 A 能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计） ，它们在两盒之间被电场加速，D 1、
11、D 2 置于与盒面垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场中。若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为 P，求输出时质子束的等效电流 I 与 P、B、R、f 的关系式（忽略质子在电场中运动的时间，其最大速度远小于光速）（3）试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径 r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差是增大、减小还是不变？ r30dcbaB FMNQP接交流电源AD1 D22011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）参考答案第 1 页，共 4 页2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）理科综合 物理部分参考答案卷共 8 题，每题 6 分，共 48 分。1C 2A 3D 4B
12、5C 6BD 7ABD 8AC卷共 4 题，共 72 分。9 （18 分）（1）减速上升或加速下降（2）1.706（1.7041.708 均可）（3）玻璃砖直径边绕 O 点转过的角度； 1sin（4）B； C；电流表应采用内接的方法；滑动变阻器应采用分压器方式的接法10 （16 分）（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有21Rgt解得 t（2）设球 A 的质量为 m，碰撞前速度大小为 v1，把球 A 冲进轨道最低点时的重力势能定为 0，由机械能守恒定律知 221vgR设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为 v2，由动量守恒定律知 12mv飞出轨道后做平抛运动，水平
13、方向分运动为匀速直线运动，有 Rt综合式得 2vgR11 （18 分）（1）棒 cd 受到的安培力 cdFIlB棒 cd 在共点力作用下平衡，则 sin30cdmg由式代入数据解得 I=1A（2）棒 ab 与棒 cd 受到的安培力大小相等 Fab=Fcd对棒 ab 由共点力平衡有 sin30gIlB2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）参考答案第 2 页，共 4 页代入数据解得 F=0.2N （3）设在时间 t 内棒 cd 产生 Q=0.1J 热量，由焦耳定律可知 2QIRt设 ab 棒匀速运动的速度大小为 v，则产生的感应电动势 E=Blv 由闭合电路欧姆定律知 2EIR由运动学
14、公式知，在时间 t 内，棒 ab 沿导轨的位移 x=vt 力 F 做的功 W=Fx 11综合上述各式，代入数据解得 W=0.4J12 （20 分）（1）核反应方程为 1414 7 62NHC+e设碳 11 原有质量为 m0，经过 t=2.0h 剩余的质量为 mt，根据半衰期定义，有120.6%ttm（2）设质子质量为 m，电荷量为 q，质子离开加速器时速度大小为 v，由牛顿第二定律知2vqBR质子运动的回旋周期为 2RmTvqB由回旋加速器工作原理可知，交变电源的频率与质子回旋频率相同，由周期 T 与频率 f 的关系可得 1fT设在 t 时间内离开加速器的质子数为 N，则质子束从回旋加速器输出
15、时的平均功率2NmvPt输出时质子束的等效电流为 qIt由上述各式得 2PIBRf若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样给分（3）方法一：设 k（kN *）为同一盒子中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为 rk，r k+1（r krk+1） ，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为 vk，v k+1，D 1、D 2 之间的电压为 U，由动1kr2011 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）参考答案第 3 页，共 4 页能定理知 221kkqUmv由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知 ，则kmvrqB221()kqBrm整理得 214()kkUr因 U、q、m、B 均为定值，令 ，由上式得24mCqB1kkCr相邻轨道半径 rk+1，r k+2 之差 121kkrr同理 12kkr因为 rk+2 rk，比较 ， 得k1r1kkr说明随轨道半径 r 的增大，同
