全国理科综合物理试题含答案.doc

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2002年普通高等学校招生全国统一考试（全国卷）

理科综合能力测试物理试题

第I卷

在下列各题的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

15．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。

u夸克带电量为e，d夸克带电量e，e为基元电荷。

下列论断可能正确的是

A质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成

B质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成

C质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成

D质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成

16、在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m。

现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。

已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为EP，则碰前A球的速度等于

ABC2D2

17．图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和CH上滑动的导体横杆。

有均匀磁场垂直于导轨平面。

若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB

A匀速滑动时，I1＝0，I2＝0

B匀速滑动时，I1≠0，I2≠0

C加速滑动时，I1＝0，I2＝0

D加速滑动时，I1≠0，I2≠0

18．质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。

已知t＝0时质点的速度为零。

在图示t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大？

At1

Bt2

Ct3

Dt4

19．为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。

从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。

已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r，则视场角是

Aarcsin

Barcsin

Carcsin

Darcsin

20．在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为ε，内阻为r。

设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。

当R5的滑动触点向图中a端移动时，

AI变大，U变小

BI变大，U变大

CI变小，U变大

DI变小，U变小

第Ⅱ卷（非选择题）

26．（20分）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。

一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。

已知运动员与网接触的时间为1.2s。

若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。

（g＝10m/s2）

27．（20分）电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。

电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。

磁场方向垂直于圆面。

磁场区的中心为O，半径为r。

当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。

为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？

29．（37分）大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。

Ⅰ．（17分）现用“验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强p0。

注射器针筒已被固定在竖直方向上，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度Vm＝10ml。

注射器活塞已装上钩码框架，如图所示。

此外，还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。

（1）下面是实验步骤，试填写所缺的②和⑤。

①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L。

②。

③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。

④将活塞插到适当的位置。

⑤。

⑥在钩码框架两侧挂上钩码，记下挂上的钩码的质量m1。

在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体积V1。

在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变。

⑦增加钩码的个数，使钩码的质量增大为m2，达到平衡后，记下空气柱的体积V2。

（2）求出计算大气压强p0的公式。

（用已给的和测得的物理量表示）

30．（27分）有三根长度皆为l＝1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别挂有质量皆为m＝1.00×10－2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为一q和＋q，q＝1.00×10－7C。

A、B之间用第三根线连接起来。

空间中存在大小为E＝1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示。

现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。

求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。

（不计两带电小球间相互作用的静电力）

参考答案

Ⅰ卷每题6分

15．B

16．C

17．D

18．B

19．B

20．D

Ⅱ卷

26．（20分）

将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小

v1＝（向下）①

弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小

v2＝（向上）②

速度的改变量

Δv＝v1＋v2（向上）③

以a表示加速度，Δt表示接触时间，则

Δv＝aΔt④

接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg。

由牛顿第二定律，

F－mg＝ma⑤

由以上五式解得，

F＝mg＋m⑥

代入数据得：

F＝1.5×103N⑦

27．（20分）

电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R。

以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，则

eU＝mv2①

eVB＝②

又有tg＝③

由以上各式解得

B＝④

29．（37分）

1．（17分）

（1）称出活塞和钩码框架的总质量M

将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住

（2）活塞的根截面积为

S＝①

由力学平衡条件得

p1＝p0＋g②

p2＝p0＋g③

由玻意耳定律得

p1V1＝p2V2④

联立解得大气压强

p0＝（）⑤

30．（27分）

右图中虚线表示A、B球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中α、β分别表示细线OA、AB与竖直方向的夹角。

A球受力如右图所示：

重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向左；细线OA对A的拉力T1，方向如图；细线AB对A的拉力T2，方向如图。

由平衡条件

T1sinα＋T2sinβ＝qE①

T2cosα＝mg＋T2cosβ②

B球受力如右图所示：

重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向右；细线AB对B的拉力T2，方向如图。

由平衡条件

T2sinβ＝qE③

T2cosβ＝mg④

联立以上各式并代入数据，得

α＝0⑤

β＝45°⑥

由此可知，A、B球重新达到平衡的位置如右图所示。

与原来位置相比，A球的重力势能减少了

EA＝mgl（1－sin60°）⑦

B球的重力势能减少了

EB＝mgl（1－sin60°＋cos45°）⑧

A球的电势能增加了

WA＝qElcos60°⑨

B球的电势能减少了

WB＝qEl（sin45°－sin30°）⑩

两种势能总和减少了

W＝WB－WA＋EA＋EB

代入数据解得

W＝6.8×10－2J