1、2003年江苏高考物理试题与解答第卷（选择题共40分）一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题由多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.下列说法中正确的是 （A）A.质子与中子的质量不等，但质量数相等B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力2.用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（AC）A.光电子的最大初动能不变 B.光电子的最大初动能减少 C.单位时间
2、内产生的光电子数减少 D.可能不发生光电效应b yxacdo3.如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F0为斥力，F。已知此光束由红光和蓝光组成。则当光束透过b板后 （D）A.传播方向相对于入射光方向向左偏转角B.传播方向相对于入射光方向向右偏转角C.红光在蓝光的左边D.红光在蓝光的右边第卷（110分）二、本题共3小题，共21分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。11.（6分）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。若要增大显示波形的亮度，应调节_旋钮。若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节_
3、旋钮。若要将波形曲线调至屏中央，应调节_与_旋钮。辉度（或写为*）聚焦（或写为） 垂直位移（或写为 ）水平位移（或写为 ）打点计时器纸带图1纸带运动方向7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31图2单位：cm12.（7分）实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有
4、效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2）由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：s1=7.72cm，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm 以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有，又知T=0.04s，解得a=-3.0m/s2。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有：-mg=ma，解得=0.3013.（8分）要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA（约40）。除此多用电表外，还有下列器材：直
5、流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150），电键一个，导线若干。要求：写出实验步骤。给出RA的表达式。实验步骤：用多用电表的直流电压档测量电源电动势E。用多用电表的档测电阻阻值R。将多用电表置于电流10mA档，与电阻R及电键串联后接在电源两端。合上电键，记下多用电表读数I。三、本题共7小题，89分。解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14.（12分）据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周
6、期为288年。若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍？（最后结果可用根式表示）设太阳的质量为M；地球的质量为m0，绕太阳公转周期为T0，与太阳的距离为R0，公转角速度为0；新行星的质量为m，绕太阳公转周期为T，与太阳的距离为R，公转角速度为。则根据万有引力定律合牛顿定律，得，由以上各式得，已知T=288年，T0=1年，得15.（12分）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v且正比于球半径r，即阻力f=krv，k是比例系数。对于常温下
7、的空气，比例系数k=3.410-4Ns/m2。已知水的密度=1.0103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2。试求半径r=0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vr。（结果取两位数字）43雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；空气阻力，方向向上。当雨滴达到终极速度vr后，加速度为零，二力平衡，用m表示雨滴质量，有mg=krvr，m= r3由以上两式得终极速度，带入数值得vr=1.2m/s R1R2R3R4CKE，r16.（13分）在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0；电阻R1=10，R2=10，R3=30，R4=35；电容器的电容C=100F。电容器原来不带
8、电。求接通电键K后流过R4=的总电量。闭合电路的总电阻为，总电流I=E/R，路端电压U=E-Ir，电阻R3两端电压，通过R4的总电量就是电容器的带电量Q=CU/，带入数据解得Q=2.010-4C abc加速管加速管17.（13分）串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达处时，可被设在处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的
9、圆周运动。已知碳离子的质量为m=2.010-26kg，U=7.5105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.610-19C，求R。121212设碳离子到达b处时的速度为v1，从c端射出时的速度为v2，由能量关系得：mv12=eU， mv22= mv12+neU，进入磁场后，碳离子做圆周运动，R=mv2/Bne，得 =0.75m 12PQ18.（13分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10/m，导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数
10、k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。用a表示金属杆的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离L= at2，此时杆的速度v=at，这时，杆与导轨构成的回路的面积S=Ll，回路中的感应电动势，回路总电阻R=2Lr0，回路感应电流I=E/R，作用于杆的作用力F=Bli，解得，带入数据得F=1.4410-3N ABv0图1CFFmOtt0 3t0 5t0图219.（13分）图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下
11、端栓一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短，且图2中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻。根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？1212v22lv12l由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动周期为T=2t0。用m、m0分别表示A、B的质量，l表示绳长，
12、v1、v2分别表示它们在圆周最低、最高点的速度，F1、F2分别表示运动到最低、最高点时绳的拉力大小，根据动量守恒有mv0=（m+m0）v1，根据牛顿定律有：F1-（m+m0）g=（m+m0） , F2+（m+m0）g=（m+m0） ，由机械能守恒又有：122l（m+m0）g= （m+m0）v12- （m+m0）v22，由图2知，F2=0，F1=Fm，由以上各式解得，反映系统性质的物理量是，系统总机械能是E= (m+m0)v12，得E=3m02v02g/Fm 20.（13分）如图1，在光滑水平长直轨道上，放着一个静止的弹簧振子，它由一轻弹簧两端各联结一个小球构成，两小球质量相等。现突然给左端小球
13、一个向右的速度u0，求弹簧第一次恢复到自然长度时，每个小球的速度。如图2，将N个这样的振子放在该轨道上。最左边的振子1被压缩至弹簧为某一长度后锁定，静止在适当位置上，这时它的弹性势能为E0。其余各振子间都有一定的距离。现解除对振子1的锁定，任其自由运动，当它第一次恢复到自然长度时，刚好与振子2碰撞，此后，继续发生一系列碰撞，每个振子被碰后刚好都是在弹簧第一次恢复到自然长度时与下一个振子相碰。求所有可能的碰撞都发生后，每个振子弹性势能的最大值。已知本题中两球发生碰撞时，速度交换，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。1 2 3 4 N左左右右图1图2121212设每个小球质量为m，以u1、u2分
14、别表示弹簧恢复到自然长度时左右两端小球的速度，由动量守恒和能量守恒定律有mu1+ mu2= mu0， mu12+ mu22= mu02，解得u！= u0，u2=0，或者u1=0，u2= u0。由于振子从初始状态到弹簧恢复到自然长度过程中，右端小球一直加速，因此实际解为u1=0，u2= u0。1212以v1、v1/分别表示振子1解除锁定后弹簧恢复到自然长度时，左右两小球的速度，规定向右为速度的正方向，由动量守恒和能量守恒定律，mv1+ mv1/=0，mv12+ mv1/2= E0， 1414121212解得 或。由于该过程中左右小球分别向左右加速，故应取第2组解。振子1与振子2碰撞后，由于交换速度，振子1右端小球速度变为0，左端小球速度仍为v1，此后两小球都向左运动，当它们速度相同时，弹簧弹性势能最大，设此速度为v10，则2mv10=mv1，用E1表示最大弹性势能，则 mv102+ mv102+ E1= mv12 ，解得E1= E0。同理可推出，每个振子弹性势能最大的最大值都是 E0