2002 年上海高考物理真题及答案
一、(40 分)不定项选择题
1.图中 P 为放在匀强电场中的天然放射源,其放出的射线在电场的作
用下分成 a、b、c 三束,以下判断正确的是(
(A)a 为α射线、b 为β射线
(C)b 为γ射线、c 为α射线
(B)a 为β射线、b 为γ射线
(D)b 为α射线、c 为γ射线
)
2.下列各图中,p 表示压强,V 表示体积,T 表示热力学温度,t 表示摄氏温度,各图中正
确描述一定质量理想气体等压变化规律的是(
)
)
3.在如图所示电路中,当变阻器 R3 的滑动头 p 向 b 端移动时
(
(A)电压表示数变大,电流表示数变小
(B)电压表示数变小,电流表示数变大
(C)电压表示数变大,电流表示数变大
(D)电压表示数变小,电流表示数变小
)
4.如图所示,S1、S2 是振动情况完全相同的两个机械波波源,振
幅为 A,a、b、c 三点分别位于 S1、S2 连线的中垂线上,且 ab=bc,
某时刻 a 是两列波的波峰相遇点,c 是两列波的波谷相遇点,则
(
(A)a 处质点的位移始终为 2A
(B)c 处质点的位移始终为-2A
(C)b 处质点的振幅为 2A
(D)c 处质点的振幅为 2A
5.如图所示,A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定
在相同高度,两个相同的磁性小球,同时从 A、B 管上端的管口无初速释放,穿过 A 管的小
球比穿过 B 管的小球先落到地面,下面对于两管的描述中可能正确的是
(
(A)A 管是用塑料制成的、B 管是用铜制成的
)
(B)A 管是用铝制成的、B 管是用胶木制成的
(C)A 管是用胶木制成的、B 管是用塑料制成的
(D)A 管是用胶木制成的、B 管是用铝制成的
6.如图所示,在粗糙水平面上固定一点电荷 Q,在 M 点无初速释放一带有恒定电量的小物
块,小物块在 Q 的电场中运动到 N 点静止,则从 M 点运动到 N 点的过程中(
(A)小物块所受电场力逐渐减小
(B)小物块具有的电势能减小
(C)M 点的电势一定高于 N 点的电势
(D)小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
)
7.一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球
表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以
下关于喷气方向的描述中正确的是(
(A)探测器加速运动时,沿直线向后喷气
(B)探测器加速运动时,竖直向下喷气
(C)探测器匀速运动时,竖直向下喷气
(D)探测器匀速运动时,不需要喷气
)
8.太阳从东方升起西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高地区上
空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,这些条件是(
(A)时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大
(B)时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大
(C)时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大
(D)时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度不能太大
)
二、(20 分)填空题
9.研究物理问题时,常常需要忽略某些次要因素,建立理想化的物理模型,例如“质点”
模型忽略了物体的体积、形状,只计其质量。请再写出两个你所学过的物理模型的名称:
和
模型。
10.完成核反应方程: Th
234
90 → Pa
234
91 +
。
234
90 Th 变为 234
91 Pa 的半衰期是 12 分钟,则 64 克 234
90 Th 经过 60 分钟还有
克尚未衰变。
11.按照有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐
射能量)不得超过 0.50 瓦/米 2,若某一小型无线电通讯装置的电磁辐射功率是 1 瓦,那么
米以外是符合规定的安全区域(已知球面面积为 S=4R2)。
在距离该通讯装置
12.在与 x 轴平行的匀强电场中,一带电量为 1.0×10-8 库仑、质量为 2.5×10-3 千克的物
体在光滑水平面上沿 x 轴作直线运动,其位移与时间的关系是 x=0.16t-0.02t2,式中 x
以米为单位,t 以秒为单位,从开始运动到 5 秒末物体所经过的路程为
米,克服
电场力所作的功为
焦耳。
13.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量
密度,其值为 B2/2μ,式中 B 是磁感强度,是磁导率,在
空气中为一已知常数,为了近似测得条形磁铁磁极端面附
近的磁感强度 B,一学生用一根端面面积为 A 的条形磁铁吸
住一相同面积的铁片 P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小
距离Δl,并测出拉力 F,如图所示,因为 F 所作的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可
得磁感强度 B 与 F、A 之间的关系为 B=
。
三、(30 分)实验题
14.(5 分)如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,p 是附有肥皂膜的铁丝圈,S 是一
点燃的酒精灯,往火焰上洒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的(
)
15.(7 分)如图所示器材可用来研究电磁感应现象及判
定感应电流方向。
(1)在给出的实物图中,用实线作为导线将实验仪器连
成实验电路。
(2)将线圈 L1 插入 L2 中,合上开关,能使感应电流与
原电流的绕行方向相同的实验操作是(
(A)插入软铁棒
(B)拔出线圈 L1
(C)使变阻器阻值变大
(D)断开开关
)
16.(6 分)如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和
行程的装置的示意图,A 为光源,B 为光电接收器,A、B 均固定
在车身上,C 为小车的车轮,D 为与 C 同轴相连的齿轮,车轮转
动时,A 发出的光通过旋转齿轮上齿的间隙后变成光脉冲信号,
被 B 接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示,若实验显
示单位时间内的脉冲数为 n,累计脉冲数为 N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物
理量或数据是
;行程的表达式为
s=
;小车速度的表达式为 v=
。
17.(8 分)有一组同学对温度计进行专题研究,他们通过查阅资料得知
十七世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:一麦杆粗细的玻璃管,
一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内
吸入一段水柱,根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了研究“伽
利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图
中 A 为一小塑料瓶,B 为一吸管,通过软木塞与 A 连通,管的下端竖直插
在大水槽中,使管内外水面有一高度差 h,然后进行实验研究:
(1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度 h,记录的实验数据如下表
所示,
温度(℃)
h(cm)
17
30.0
h=hn-1-h n
19
24.9
5.1
21
19.7
23
14.6
25
9.4
27
4.2
(2)根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格,由此可得结论:
①当温度升高时,管内水柱高度 h 将
②水柱高度 h 随温度的变化而
明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于一个大气压)。
(填:均匀,不均匀)变化。试从理论上分析并证
(填:变大,变小,不变);
。
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主
要的不足之处有:
①
②
;
。
18.(4 分)已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的
直线电缆,电缆中能有变化的电流,在其周围有变化的磁
场,因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应
电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面
平行地面测量时,在地面上 a、c 两处测得试探线圈中的
电动势为零,b、d 两处线圈中的电动势不为零;当线圈平面与地面成 45夹角时,在 b、d
两处测得试探线圈中的电动势为零,经过测量发现,a、b、c、d 好位于边长为 1 米的正方
形的四个顶角上,如图所示,据此可以判断地下电缆在
两点的正下方,离地表面的
深度为
米。
四.(60 分)计算题
19.(10 分)上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为 0.2 米 2 的活塞将
一定质量的气体和一形状不规则的固体 A 封闭在气缸内,温度为 300 K 时,
活塞离气缸底部的高度为 0.6 米;将气体加热到 330K 时,活塞上升了 0.05
米,不计摩擦力及固体体积的变化,求物体 A 的体积。
20.(8 分)一卫星绕某行星作匀速圆周运动,已知行星表面的重力加速度为 g 行,行星的质
量 M 与卫星的质量 m 之比 M/m=81,行星的半径 R 行与卫星的半径 R 卫之比 R 行/R 卫=3.6,行
星与卫星之间的距离 r 与行星的半径 R 行之比 r/R 行=60,设卫星表面的重力加速度为 g 卫,
则在卫星表面有:
G
Mm
r2
=mg 卫
……
经过计算得出:卫星表面的重力加速度为行星表面重力加速度的三千六百分之一,上述结果
是否正确?若正确,列式证明;若错误,求出正确结果。
21.(13 分)如图所示,一自行车上连接踏脚板的连杆长
R1,由踏脚板带动半径为 r1 的大齿盘,通过链条与半径为
r2 的后轮齿盘连接,带动半径为 R2 的后轮转动。
(1)设自行车在水平路面上匀速行进时,受到的平均阻力
为 f,人蹬踏脚板的平均作用力为 F,链条中的张力为 T,
地面对后轮的静摩擦力为 fs,通过观察,写出传动系统中
有几个转动轴,分别写出对应的力矩平衡表达式;
(2)设 R1=20 厘米,R2=33 厘米,踏脚大齿盘与后轮齿盘
的齿数分别为 48 和 24,计算人蹬踏脚板的平均作用力与平均阻力之比;
(3)自行车传动系统可简化为一个等效杠杆,以 R1 为一力臂,在右框中画出这一杠杆示意
图,标出支点,力臂尺寸和作用力方向。
22.如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水
平面内,距离为 l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为 R
=0.5Ω的电阻,在 x≥0 处有一与水平面垂直的均匀
磁场,磁场的磁感应强度 B=0.5T。一质量为 m=0.1kg
的金属直杆垂直放置在导轨上,并以 v0=2m/s 的初速
度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力 F 的
共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为 a=
2m/s2,方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置。
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F 的大小和方向。
(3)保持其他条件不变,而初速度 v0 取不同值,求开始时 F 的方向与初速度 v0 取值的关系。
23.(16 分)如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图,一边长为 L、截面为
正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为 A 的小喷口,喷口离地的高度为 h,
管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒 a、b,其中棒 b 的两端与
一电压表相连,整个装置放在竖直向
上的匀强磁场中,当棒 a 中通有垂直
纸面向里的恒定电流 I 时,活塞向右
匀速推动液体从喷口水平射出,液体
落地点离喷口的水平距离为 s,若液体
的密度为ρ,不计所有阻力,求:
(1)活塞移动的速度
(2)该装置的功率
(3)磁感强度 B 的大小
(4)若在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因。
参考答案
一.选择题
1.BC
2.AC
3.B
4.CD
5.AD
6.ABD
7.C, 8.C
二.填空题
9.点电荷、理想气体等
10. e0
1 ,2
11.0.40
12.0.34,3.0×10-5
13.
2μF
A
三.实验题
14.D
15.(1)
(2)BCD
16.车轮半径 R 和齿轮的齿数 p,2Rn/p,2RN/p
17.(1)5.2,5.1,5.2,5.2,①变小,②均匀,封闭气体近似
作等压变化 V/T=ΔV/ΔT=k(k 为常数)ΔV=kΔT=kΔt,所
以Δh=ΔV/S=kΔt/S,即 h 随温度的变化而均匀变化(S 为管的
截面积)(2)①测量温度范围小,②温度读数受大气压影响
18.ac,0.71。
四.计算题
19.
设 A 的体积为 V,等压变化
h1S-V
T1
=
h2S-V
T2
得 V=0.02 米 3。
20.
所得结果是错误的。式中的 g 卫并不是卫星表面的重力加速度,而是卫星绕行星作匀速圆周
运动的向心加速度,
正确解是:卫星表面 Gm/R 卫
2=g 行,所以 g 卫=0.16g 行。
2=g 卫,行星表面 GM/R 卫
21.(1)自行车传动系统中的转动轴个数为 2,对踏脚齿盘中心的轴可列出:
FR1=Tr1,
对后轮的轴:Tr2=fsR2,
(2)由上两式及 fs=f 可得 F/f=r1R2/r2R1=3.3,
(3)
22.解:(1)感应电动势ε=Blv,I=ε/R,当 I=0 时,v0=0。
x=
2
v0
2a
=
22
2×2
=1m
(2)最大电流 Imax=Blv0/R
I′=Imax/2 =Blv0/2R,
B2l2v0
2R
安培力 f=BI′l=
=
0.52×0.22×2
2×0.5
=0.02N。
向右运动时
F=ma-f=0.18N
方向与 x 轴正方向相反。
向左运动时 F=ma+f=0.22N
方向与 x 轴正方向相反。
(3)开始时:v=v0,f=
B2l2v0
R
,
F+f=ma
F=ma-f=ma-
B2l2v0
R
,
当 v0<
当 v0>
maR
B2l2
maR
B2l2
=
0.1×2×0.5
0.52×0.22
=10m/s 时,F>0,方向与 x 轴正方向相反,
maR
B2l2
=
0.1×2×0.5
0.52×0.22
=10m/s 时,F<0,方向与 x 轴正方向相同。
23.(1)设液体从喷口水平喷出的速度为 v0,活塞移动的速度为 v,则