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2011年全国高考理综试题及答案-全国卷2


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2011 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试
二、选择题:本大题共 8 小题。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求, 有的有多个选项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14.关于一定量的气体,下列叙述正确的是 A.气体吸收的热量可以完全转化为功 B.气体体积增大时,其内能一定减少 C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.外界对气体做功,气体内能可能减少 15.如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流 I1 和 I 2 ,且 I1 > I 2 ;a、b、c、d 为 导线某一横截面所在平面内的四点,且 a、b、c 与两导线共面;b 点在两导线之间,b、d 的 连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是 A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点 16.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的,图中 的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、 d 代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是 A.紫光、黄光、蓝光和红光 B.紫光、蓝光、黄光和红光 C.红光、蓝光、黄光和紫光 D.红光、黄光、蓝光和紫光 17.通常一次闪电过程历时约 0.2~O.3s,它由若干个相继发生的闪击构 成。每个闪击持续时间仅 40~80?s,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电 前云地之间的电势差约为 1.0× 109 v,云地间距离约为 l km;第一个闪击过程中云地间转移 的电荷量约为 6 C,闪击持续时间约为 60?s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上 数据,下列判断正确的是 A.闪电电流的瞬时值可达到 1× 105 A B.整个闪电过程的平均功率约为 l× 1014 W C.闪电前云地间的电场强度约为 l×106V/m D.整个闪电过程向外释放的能量约为 6× 10 6 j 18.已知氢原子的基态能量为 E1,激发态能量 En = E1 / n 2 ,其中 n=2,3…。用 h 表示普朗克常量, c 表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为
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A. ?

4hc 3E

B. ?

2hc E1

C. ?

4hc E1

D. ?

9hc E1

19.我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24 小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要 24 小时) ;然后,经过两次变轨依次到达“48 小时轨道”和“72 小时轨道”;最后奔向月球。如果 按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比, A.卫星动能增大,引力势能减小 B.卫星动能增大,引力势能增大 C.卫星动能减小,引力势能减小 D.卫星动能减小,引力势能增大 20.质量为 M、内壁间距为 L 的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为 m 的小物块, 小物块与箱子底板间的动摩擦因数为 ?。初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。现给小 物块一水平向右的初速度 v,小物块与箱壁碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间,井与箱子保持 相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为

A.

1 2 mv 2 1 C. N ? mgL 2

B.

1 mM 2 v 2 m+M

D. N ? mgL

21.一列简谐横波沿 x 轴传播,波长为 1.2m,振幅为 A。当坐标为 x=0 处质元的位移为 ?

3 A 2

且向 y 轴负方向运动时.坐标为 x=0.4m 处质元的位移为

3 A 。当坐标为 x=0.2m 处的质 2

元位于平衡位置且向 y 轴正方向运动时,x=0.4m 处质元的位移和运动方向分别为 A. ? C. ?

1 A 、延 y 轴正方向 2 3 A 、延 y 轴正方向 2

B. ? D. ?

1 A ,延 y 轴负方向 2 3 A 、延 y 轴负方向 2

第Ⅱ卷
注意事项: 1.答题前,考生先在答题卡上用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填 写清楚,然后贴好条形码。请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。 2.第Ⅱ卷共 8 页,请用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答, 在试题卷上作答无效。 .......... 3.第Ⅱ卷共 13 题,共 174 分。 22. 分) (6 (注意:在试题卷上作答无效) 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: ①往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水. 待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在 水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
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③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计 算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积 时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空: (1)上述步骤中,正确的顺序是__________。 (填写步骤前面的数字) 3 3 (2)将 1 cm 的油酸溶于酒精,制成 300 cm 的油酸酒精溶液;测得 l cm3 的油酸酒精溶液有 50 滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是 0.13 m2。由 此估算出油酸分子的直径为_________m。 (结果保留 l 位有效数字) 23. (12 分) 注意:在试题卷上作答无效) ( ............. . 使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池) 、一 个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池 的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为 60 mA 的电流表,电阻箱,导线若干。实 验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空: (1)仪器连线如图 l 所示(a 和 b 是多用电表的两个表笔) 。若两电表均正常工作,则表笔 a 为_________ (填“红”或“黑” )色; (2)若适当调节电阻箱后,图 1 中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图 2(a)(b) , , (c)所示,则多用电表的读数为_________Ω.电流表的读数为_________mA,电阻箱 的读数为_________Ω:

(3)将图 l 中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为_________mA; (保留 3 位 有效数字) (4)计算得到多用电表内电池的电动势为_________V。 (保留 3 位有效数字) 24. (15 分) 注意:在试题卷上作答无效) ( ............. . 如图,两根足够长的金属导轨 ab、cd 竖直放置,导轨间距离为 L,电阻不计。在导轨上
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端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度 方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 m、电阻可以忽略的金属棒 MN 从图示位置由静止 开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常 发光。重力加速度为 g。求: (1)磁感应强度的大小: (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

25. (19 分) (注意:在试卷上作答无效) 如图,与水平面成 45°角的平面 MN 将空间分成 I 和 II 两个区域。一质量为 m、电荷量 为 q(q>0)的粒子以速度 v0 从平面 MN 上的 p0 点水平向右射 入 I 区。粒子在 I 区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下 的电场作用,电场强度大小为 E;在 II 区运动时,只受到匀强 磁场的作用,磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向里。求 粒子首次从 II 区离开时到出发点 p0 的距离。 粒子的重力可以忽 略。 26. (20 分) (注意:在试题卷上作答无效) 装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对 以下简化模型的计算可以粗略说明其原因。 质量为 2m、厚度为 2d 的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为 m 的子弹以某一速度垂直 射向该钢板,刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为 d、质量均为 m 的相同两块,间隔 一段距离水平放置,如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板,穿出后再射向第 二块钢板,求子弹射入第二块钢板的深度。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板 不会发生碰撞不计重力影响。

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参考答案
选择题(共 21 小题,每小题 6 分,共 126 分) A 卷:1—5 CBBAC 6—10 DDCAC 11—13 BBA B 卷:1—5 BCABD 6—10 BDCCA 11—13 DAA 二、选择题 A 卷:14 AD 15 C 16 B 17 AC 18 C 19 D 20 BD 21C B 卷:14 BC 15 C 16 A 17 AB 18 C 19 B 20 BD 21 D 非选择题(共 13 题,共 174 分) 22. 分) (6 (1)④①②⑤③ (2)5×10-18 23. (12 分) (1)黑 (2)14.0 53.0 4.6 (3)102 (4)1.54 24. (15 分) (1)设小灯泡的额定电流为 I0,有

P = I 02 R



由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经 MN 的电流为

I = 2I 0
mg = BLI
联立①②③式得



此时金属棒 MN 所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有 ③

B=

mg 2L

R P



(2)设灯泡正常发光时,导体棒的速率为 v,由电磁感应定律与欧姆定律得 E = BLv ⑤

E = RI 0
联立①②③④⑤⑥式得



v=

2P mg



25. (19 分) 带电粒子进入电场后,在电场力的作用下沿抛物线运动,其加速度方向竖直向下,设其大小 为 a 牛顿定律得
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qE = ma



设经过时间 t0 ,粒子从平面 MN 上的点 P1 进入磁场,由运动学公式和几何关系得

v0t0 =

1 2 at0 2



粒子速度大小 V1 为
2 V1 = v0 (at0 ) 2



设速度方向与竖直方向的夹角为α,则

tan α =

v0 at0



此时粒子到出发点 P0 的距离为

s0 = 2v0t0



此后,粒子进入磁场,在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,圆周半径为

r1 =

mV1 qB



设粒子首次离开磁场的点为 P2,弧 P P2 所张的圆心角为 2β,则 P1 到点 P2 的距离为 1

s1 = 2r1 sin β
由几何关系得



α + β = 45°
联立①②③④⑥⑦⑧式得



s1 = 2

mv0 qB



点 P2 与点 P0 相距

l = s0 + s1
联立①②⑤⑨⑩解得



l=

2mv0 2v0 1 ( + ) q E B

(11)

26. (20 分) 设子弹初速度为 v0 ,射入厚度为 2d 的钢板后,最终钢板和子弹的共同速度为 V,由动量守 恒得

(2m + m)V = mv0



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解得 V =

1 v0 3


此过程中动能损失为

1 2 1 mv0 ? × 3mV 2 2 2 1 2 解得 ?E = mv0 3 ?E =

分成两块钢板后,设子弹穿过第一块钢板时两者的速度分别为 v1 和 V1,由动量守恒得

mv1 + mV1 = mv0



因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力,射穿第一块钢板的动能损失为

1 2 1 1 2 ?E mv1 + mV12 = mv0 ? 2 2 2 2

?E ,由能量守恒得 2



联立①②③④式,且考虑到 v1 必须大于 V1 ,得

1 3 v1 = ( + )v0 2 6



设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为 2,由动量定恒得

2mV2 = mv1
损失的动能为



?E =

1 2 1 mv1 ? × 2mV22 2 2 1 3 ?E (1 + )× 2 2 2



联立①②⑤⑥⑦式得

?E =



因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力,由⑧式可得,射入第二块钢板的深度 x 为

1 3 x = (1 + )d 2 2



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