2011高考物理北京卷詳解版

1、絕密使用完畢前2011年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試（北京卷）（物理）本試卷共14頁(yè)，共300分，考試時(shí)長(zhǎng)150分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上答題無(wú)效。 考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第一i部分（選擇題共120分）本部分共20小題，每小題 6分，共120分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一 項(xiàng)。1 3113 .表不放射性元素碘131（53。P盤變的方程是13 11310B - 53 1 - 5 4 X e J e1311301D .53 I r- 52 T e , 1 H1311274A .531T51Sb +2He1311301C -53

2、1-531 ' 0 n答案：BC錯(cuò)誤；D選項(xiàng)放射解析：A選項(xiàng)是a衰變，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)是3衰變，B正確；C選項(xiàng)放射的是中子, 的是質(zhì)子，D錯(cuò)誤。14 .如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S寸，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以Si爭(zhēng)SPS2）單縫屏雙縫屏光屏相鄰條紋間距離 Ax減小，A,_ 單A.增大S1與S2的間距,，一，r-色B.減小雙縫屏到光屏的距離,光C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光答案：C解析：由于雙縫干涉中，相鄰條紋間距離Xx=X ,增大S1與S2的間距d,d錯(cuò)誤；減小雙縫屏到光屏的距離 L,相鄰條紋間距離 Ax減小，B錯(cuò)誤；將綠光換為紅

3、光，使波長(zhǎng) 入增大, 相鄰條紋間距離 Ax增大，C正確；將綠光換為紫光，使波長(zhǎng) 入減小，相鄰條紋間距離 Ax減小，D錯(cuò)誤。15 .由于通訊和廣播等方面的需要，許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的A.質(zhì)量可以不同B.軌道半徑可以不同C.軌道平面可以不同D.速率可以不同答案：A解析：地球同步軌道衛(wèi)星軌道必須在赤道平面內(nèi)，離地球高度相同的同一軌道上，角速度、線速度、周期一定，與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)。A正確，B、C、D錯(cuò)誤。16 .介質(zhì)中有一列簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播，對(duì)于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)，A.它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度B .它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向C.它在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)第1頁(yè)（共

4、7頁(yè)）D.它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率答案：D解析：介質(zhì)中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其速度按正弦（或余弦）規(guī)律變化，而在同一介質(zhì)中波的傳播速度是不變的，振動(dòng)速度和波的傳播速度是兩個(gè)不同的速度，A錯(cuò)誤；在橫波中振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直，在縱波中振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線上，B錯(cuò)誤；振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程為4個(gè)振幅，C錯(cuò)誤；波在傳播的過(guò)程中，頻率不變?yōu)椴ㄔ吹念l率，D正確。17 .如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān) S閉合后，在變阻器RiR0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中，A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小S1R2 H1b.電壓表與電流表的小數(shù)都增大X TRo +c.電壓表的示數(shù)增大，電流表

5、的示數(shù)減小E' rTT ®TD.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大 答案：A解析：變阻器Ro的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中，使連入電路中的Ro阻值減小，整個(gè)電路的電阻減小，電路中的電流I增大，路端電壓 U=E Ir減小，即電壓表的示數(shù)減小，又R2與Ro并聯(lián)后再與Ri串聯(lián)，在Ro減小時(shí)，使得 R2兩端電壓減小，R2中的電流減小，即電流表示數(shù)減小。A正確，B、C、D錯(cuò)誤。18 .蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)。某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖所示。將蹦極過(guò)程 近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。據(jù)圖可知，

6、此人在蹦極過(guò)程中最大加速度約為A . gB. 2gC. 3gD. 4g答案：B解析：由題圖可知：繩子拉力 F的最大值為得：9Fo/5 3Fo/5=ma,所以 a=2g。B 正確，9Fo/5,最終靜止時(shí)繩子拉力為A、C、D錯(cuò)誤。3Fo/5=mg,根據(jù)牛頓第二定律19 .某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān) S,小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān) S,小燈泡僅有不顯著的延 時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為 最有可能造成小燈泡末閃亮的原因是A.電源的內(nèi)阻較

7、大B .小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大答案：C 解析：斷電的自感現(xiàn)象，斷電時(shí)電感線圈與小燈泡組成回路，電感線圈儲(chǔ)存磁能轉(zhuǎn)化為電能，電感線圈相當(dāng)于電源，其自感電動(dòng)勢(shì) E自=L曳，與原電源無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；小燈泡電阻偏大，分得的電壓大，可能看&到顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；線圈電阻偏大，相當(dāng)于電源內(nèi)阻大，使小燈泡分得的電壓小，可看到不第2頁(yè)（共7頁(yè)）顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象，C正確；線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)較大，可能看到顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象,D錯(cuò)誤。20 .物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的關(guān)系，也確定了單位間的關(guān)系。如關(guān)系式U = IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關(guān)系，

8、也確定了V （伏）與A （安）和Q （歐）的乘積等效?，F(xiàn)有物理量單位：m （米）、s （秒）、N （牛）、J （焦）、W （瓦）、C （庫(kù)）、F （法）、A （安）、Q （歐）和T （特），由它們組合成的單 位都與電壓?jiǎn)挝?V （伏）等效的是A . J/C 和 N/CB . C/F 和 T?m2/s11C. W/A 和 C?T?m/sD. W2 G2 和 T?m答案：B解析：由物理關(guān)系式 W=qU ,可得電壓的單位 V （伏）等效的是 J/C;由物理關(guān)系式 U=Q/C,可得電壓的單位V （伏）等效的是C/F;由物理關(guān)系式E = n絲，中=BS ,可得電壓的單位 V （伏）等效的是T?m2/s；

9、 ."：t11由物理關(guān)系式 P=U2/R,可得電壓的單位 V （伏）等效的是 W，G2 ;由物理關(guān)系式 P=UI,可得電壓的單 位V （伏）等效的是 W/A; B選項(xiàng)正確，A、C、D錯(cuò)誤。第二部分（非選擇題共180分）本部分共11小題，共180分21 . （18 分）K和兩個(gè)部件S、To請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)（1）用如圖1所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開關(guān) 量：旋動(dòng)部件,使指針對(duì)準(zhǔn)電流的"0"刻線。將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"X l00"的位置。將插入"十"、""插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件 ,使指針對(duì)準(zhǔn)電阻 的

10、（填”0刻線"或"該I線"）。將兩表筆分別與侍測(cè)電阻相接， 發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小。 為了得到比較 準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按 的順序 避行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量。A ,將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"X 1k"的位置B,將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"X 10"的位置C .將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩恨引線相接D.將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)（2）如圖2,用"碰撞實(shí)驗(yàn)器"可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)?個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但

11、是，可以通過(guò)僅測(cè)量 （填選項(xiàng)前的符號(hào)），間接地解決這個(gè) 問題。A .小球開始釋放高度hB.小球拋出點(diǎn)距地面的高度 HC.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程第3頁(yè)（共7頁(yè)）圖2中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球mi多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置 P,測(cè)量平拋射程OP。然后，把被碰小球 m2靜置于軌道的水平部分，再將入 射球mi從斜軌上騎置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來(lái)要完成的必要步驟是 （填選項(xiàng)前的符號(hào)）A.用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量 mi、m2B.測(cè)量小球mi開始釋放高度hC.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度 HD,分別找到mi、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置 M、N

12、E .測(cè)量平拋射程OM , ON若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為 （用中測(cè)量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為 （用中測(cè)量的量表示）。經(jīng)測(cè)定，mi=45.0g, m2=7.5g ,小球落地點(diǎn)的平均位置距 O點(diǎn) 的距離如圖3所示。碰撞前、Bm1的動(dòng)量分別為p1與p1' 則p1：p1 '=_ :11 ;若碰撞結(jié)束時(shí) m2的動(dòng)量為P2'，則Pi ': P2' =11:0實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值 1P；為 P1- P2有同學(xué)認(rèn)為，在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì), 射程增大。 請(qǐng)你用 中已知的數(shù)據(jù)，分析和cm。答案：（1）

13、S T0刻線ADC（2）CADE或DEA 或DAE其它條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的計(jì)算出被碰小 球m2平拋運(yùn)動(dòng) 射程ON的最大值 為Dm10Mm2 ON =m10Pm1 O M m2 ON =mQP 142.911.01 76.8解析：（1）多用電表的電流檔校零，應(yīng)該調(diào)整校零旋鈕S使指針對(duì)準(zhǔn)電流的"0"刻線。歐姆檔的調(diào)零，應(yīng)該在表筆短接的情況下調(diào)解歐姆調(diào)零旋鈕 T,是指針指在歐姆刻度線的 0刻線。選擇較大的歐姆檔，將 選擇開關(guān)K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"X 1k"的位置；將兩表筆短接，旋動(dòng)歐姆調(diào)零旋鈕 T,對(duì)歐姆表進(jìn)行校準(zhǔn)；將兩表 筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻

14、的兩恨引線相接測(cè)電阻，所以為A、D、Co（2）由于本實(shí)驗(yàn)的碰撞是在同一高度，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，因而根據(jù)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程就可知道碰撞后速度的大小之比，所以選Co本實(shí)驗(yàn)必須用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量ml、m2,分別找到mr m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置 M、N和測(cè)量平拋射程OM, ON,故選ADE。由于m1OMv1 +m2 v2 = m1v ,且丫1=tONV2 = tOPv =所以 m1 O M +m2 ON =m10P 。t 1若碰撞是彈性碰撞，機(jī)械能守恒m1 21 m222v212m1v2一一 .22,所以 m1 O M m2 ON = m10P第4頁(yè)（共7頁(yè)）由于PimiVi OP 44

15、.8 01 4Pim1Vl 一 OM - 35.2 0 11p1m1v1m1O Mp2m2V2m2O N45.035.2 015841 17.5 55.6 8 417.6 - 2.9p1m1O Pp1 - p2'm1O M - m2O N45.044.8 0201 61.0 0745.035.2 0 - 7.555.6 82001.6所以為142.911.01當(dāng)兩個(gè)球發(fā)生完全彈性碰撞時(shí)，被碰小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的有最大值。彈性碰撞動(dòng)量守恒、/ 12 12122 mlm1 v1 +m2 v2 =m1V , 機(jī)械 能守恒 一mv1 +m2 ,v2 = -m1V 解 得 ： v2 =v

16、, 所 以222m1m22m,2 45.0O N m =OP =X44.8 cm =76.8 cm。被碰小球 m2平拋運(yùn)動(dòng)射程 ON的取大值 76.8cm。m1 - m245.0 - 7.522. （16分）如圖所示，長(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在。點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為 m的小球（小球的大小可以忽略）。（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為&小球保持靜止。畫出此時(shí)小球的受力圖,并求力F的大小；（2）由圖示位置無(wú)初速釋放小球，求當(dāng)小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及輕繩對(duì)小球的拉力。不計(jì)空氣阻力。解析：（1）受力圖見圖根據(jù)平衡條件，的拉力大小 F=mgtan a（2）運(yùn)動(dòng)中只有重力做功，系統(tǒng)

17、機(jī)械能守恒12m g （1 - c o：s =）m v2則通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，小球的速度大小v = 2 g 1（ 1 - cos ）2根據(jù)牛頓第二定律T '- m g= mrl解得輕繩對(duì)小球的拉力2_ .VT = m g+m = m（ g -2 c oxs ,方向豎直向上 l23. （18分）利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分 析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG（AC邊足夠長(zhǎng)）中存在垂直于紙面的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場(chǎng)加速后穿過(guò)狹縫沿 垂直于GA邊且垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個(gè)裝

18、置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2（m1>m2）,電荷量均第5頁(yè)（共7頁(yè)）為q。加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為 U,離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略。不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。(i)求質(zhì)量為mi的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率 vi；(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B時(shí)，求兩種離子在 GA邊落點(diǎn)的間距s；(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過(guò)寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點(diǎn)區(qū)域交疊，導(dǎo)致兩種離子無(wú)法完全分離。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào), 入磁場(chǎng)，入射方向仍垂直于 縫的最大寬度。GA邊長(zhǎng)為定值L, GA邊且垂直于磁場(chǎng)。解析：(1)動(dòng)能定理i2=miVi2得vi = 2qUmi(2)由牛頓第二定律qvB2mvm v,R =，利用式得qB離子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為別為Ri2 miU 2 ?qBR22m2U2qB狹縫寬度為d,狹縫右邊緣在A處。離子可以從狹縫各處射 為保證上述兩種離子能落在 GA邊上并被完全分離，求狹8U2 qB兩種離子在 GA上落點(diǎn)的間距s = 2( R1 R2)=(3)質(zhì)量為mi的離子，在GA邊上的落點(diǎn)都在其入射點(diǎn)左側(cè) 2Ri處，由于狹縫的寬度為 d,因此落點(diǎn)區(qū)域的do寬度也是do同理，質(zhì)量為m2的離子在GA邊上落點(diǎn)區(qū)域的寬度也是為保證兩種離子能完全分離，兩個(gè)區(qū)域應(yīng)無(wú)交疊，條件為2( Ri -R2) . d利用式，代