2001年上海高考物理

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2001年全国普通高等学校招生统一考试（上海卷）

物理卷

考生注意：

1．答卷前，考生分必将姓名、高考座位号、校验码等填写清楚。

2．本试卷共8页，23题，满分150分．考试时间120分钟。请考生用钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上。

3．第19、20、21、22、23题要求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，而未写出主要演算过程的，不能得分。有数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位。

－．（40分）选择题，本大题共8小题，每小题5分，每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的，把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内，每小题全选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分。填写在方括号外的字母，不作为选出的答案。

1．跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是

（A ）空气阻力做正功（B ）重力势能增加

（C ）动能增加（D ）空气阻力做负功．

【】

2．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有

（A ）原子的中心有个核，叫做原子核

（B ）原子的正电荷均匀分布在整个原子中

（C ）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

（D ）带负电的电子在校外绕着核旋转

【】

3．A 、B 两点各放有电量为十Q 和十2Q 的点电荷，

A 、

B 、

C 、

D 四点在同一直线上，且AC ＝CD ＝DB ．将

一正电荷从C 点沿直线移到D 点，则

（A ）电场力一直做正功（B ）电场力先做正功再做负功

（B ）电场力一直做负功（D ）电场力先做负功再做正功

【】

4．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R 、密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T 。下列表达式中正确的是

（A ）T ＝2πGM R /3（B ）T ＝2πGM

R /3

3

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（C ）T ＝ρπG /（D ）T ＝ρ

πG /3【】

5．如图所示，有两根和水平方向成。角的光滑平行的金属轨

道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面

的匀强磁场，磁感强度为及一根质量为m 的金属杆从轨道上由静

止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大

速度几，则

（A ）如果B 增大，v m 将变大

（B ）如果α变大，v m 将变大

（C ）如果R 变大，v m 将变大

（D ）如果m 变小，v m 将变大

【

】

6．如图所示是一种延时开关，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁

D 吸下，C 线路接通。当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟

一段时间才被释放。则

（A ）由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用

（B ）由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用

（C ）如果断开B 线圈的电键S 2，无延时作用

（D ）如果断开B 线圈的电键S 2，延时将变长

【

】7．如图所示的电路中，闭合电键，灯L 1、L 2正常发光，

由于电路出现故障，突然发现灯L 1变亮，灯L 2变暗，电流表

的读数变小，根据分析，发生的故障可能是

（A ）R 1断路（B ）R 2断路

（C ）R 3短路（D ）R 4短路

【

】8．一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，

升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端

触地后直到最低点的一段运动过程中，

（A ）升降机的速度不断减小

（B ）升降机的加速度不断变大

（C ）先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力

做的负功大于重力做的正功

（D ）到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速

度的值。

【】二．（20分）填空题，本大题共5小题，每小题4

分，答案写在题中横线上的空白

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处，不要求写出演算过程。

9．请将右面三位科学家的姓名按历史年代先后顺序排列：、、。任选其中二位科学家，简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项：，

。牛顿

10．A 、B

圆孔而形成的图象，其中图A 是光（填干涉或衍射）图象。A 所对应的圆孔的孔径小于）图B 所对应的圆孔的孔径。

11．一束质量为m 、电量为q 子以平行于两极板的速度v 0进入匀强电场，

如图所示，如果两极板间电压为U ，两极板间的距离为d ，板

长为L ，设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极

板时电势能的变化量为（粒子的重力忽略不计）

12．如图所示，有四列简谐波同时沿x 轴正方向传播，波

速分别是v 、2v 、3v 和4v ，a 、b 是x 轴上所给定的两点，且ab ＝l 。在t 时刻a 、b 两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a 点出现波峰的先后顺序依次是图；频率由高到低的先后顺序依次是图。

A B C D

13．图A 是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B 中p 1、、p 2是测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2是p 1、p 2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p 1、p 2之间的时间间隔Δt ＝1.0s ，超声波在空气中传播的速度是v ＝340m/s ，若汽车是匀速行驶的，则根据图B 可知，汽车在接收到p 1、p 2两个信号之间的时间内前进的距离是，汽车的速度是m/s 。

图A

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页

图B

三．（30分）实验题，本大题共5小题。第14、15小题是选择题，每小题5分，第16小题6分，第17、18小题各7分

14．（5分）光电效应实验的装置如图所示，则下面说

法中正确的是

（A ）用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转

（B ）用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转

（C ）锌板带的是负电荷

（D ）使验电器指针发生偏转的是正电荷

【】

15．（5分）某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验，操作完全正确。根据实验数据却在P-V 图上画出了两条不同双曲线。造成

这种情况的可能原因是

（A ）两次实验中空气质量不同

（B ）两次实验中温度不同

（C ）两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气

体压的数据不同

（D ）两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体的数据不同。

【】

16．（6分）要求测量由2节干电池串联而成的电池组

的电动势ε和内阻r （约几欧），提供下列器材：电压表V

（量程3V ，内阻1k Ω）、电压表V 2（量程15V ，内阻2k Ω）、

电阻箱（0～9999Ω）、电键、导线若干。

某同学用量程为15V 的电压表连接成如图所示的电

路，实验步骤如下：

（l ）合上电键S ，将电阻箱R 阻值调到R 1＝10Ω，读

得电压表的读数为U 1

（2）将电阻箱R 阻值调到R 2＝20Ω，读得电压表的读数为U 2，由方程组U 1＝ε－U 1r/R 1、U 2＝ε－U 2/R 2解出ε、r

为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？

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17．（7分）利用打点计时器研究一个约1.4高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸

带如图所示，数据如表格所示。纸带中AB 、BC 、CD ……每两点之间的

时间间隔为0.10s ，根据各间距的长度，可计算出卷帘窗在各间距内的平

均速度V 平均。可以将V 平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度V 。

（1）请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗运动的V-t 图线。

（2）AD 段的加速度为m/s 2，AK 段的平均速度为m/s

。

18．（7分）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，

该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k ），

如图所示．测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的

输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物

体的质量成正比的输出电压U 。现有下列器材：力电转换器、

质量为m 0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、

电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受

压面上）。

请完成对该物体质量的测量。

（l ）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压

可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画

出完整的测量电路图。

（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k ，并测

出待测物体的质量m ．

（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。

四．（60分）计算题

19．（10分）（10）1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一。请由此估算地求的半径R 。（答案保留二位有效数字）

（2）太阳与地球的距离为1.5×1011m ，太阳光以平行光束入射到地面。地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W

约为三

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试题管理、联机考试、成绩统计请用《大方教学测试》http://tihai.topcool.net 第6页共11页1.87×1024J 。设水面对太阳辐射的平均反射率为7％，而且将吸收到的35％能量重新辐射出去。太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg 水需要2.2×106J 的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。

（a ）估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4πR 2）。

（b ）太阳辐射到地球的能量中只有约50％到达地面，W 只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明二个理由。

20．（10分）如图A 所示，一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上，l 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l 2水平拉直，物体处于平衡状态。现将l 2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（l ）下面是某同学对该题的一种解法：

解：设l 1线上拉力为T 1，线上拉力为T 2，重力为mg ，物体在

三力作用下保持平衡

T 1cos θ＝mg ，T 1sin θ＝T 2，T 2＝mgtg θ

剪断线的瞬间，T 2突然消失，物体即在T 2反方向获得加速度。

因为mg tg θ＝ma ，所以加速度a ＝g tg θ，方向在T 2反方向。

你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。

（2）若将图A 中的细线l 1改为长度相同、质量不计的轻弹

簧，如图B 所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l ）完

全相同，即a ＝g tg θ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

21．（12分）如图所示，一定量气体放在体积为

V 0的容器中，

室温为T 0＝300K 有一光滑导热活塞C （不占体

积）将容器分成A 、B 两室，B 室的体积是A 室的两倍，

A 室容器上连接有一U 形管（U 形管内气体的体积忽

略不计），两边水银柱高度差为76cm ，右室容器中连接

有一阀门K ，可与大气相通。（外界大气压等于76cm

汞柱）求：

（1）将阀门K 打开后，A 室的体积变成多少？

（2）打开阀门K 后将容器内的气体从300K 分别加热到400K 和540K ，U 形管内两边水银面的高度差各为多少？

22．（3分）半径为a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感

强度为B ＝0.2T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金

属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a ＝

0.4m ，b ＝0.6m ，金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电

阻均为R 0＝2Ω，一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与

环的电阻均忽略不计

（1）若棒以v 0＝5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，

求棒滑过圆环直径OO ’的瞬时（如图所示）MN 中的电动

势和流过灯L 1

的电流。

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（2）撤去中间的金属棒MN 将右面的半圆环OL 2O’以OO’为轴向上翻转90º，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4/Ω）T/s ，求L 1的功率。

23．（18分）如图所示，光滑斜面的底端a

与一块质量均匀、水平放置的平极光滑相接，

平板长为2L ，L ＝1m ，其中心C 固定在高为R

的竖直支架上，R ＝1m ，支架的下端与垂直于

纸面的固定转轴O 连接，因此平板可绕转轴O

沿顺时针方向翻转．问：

（l ）在外面上离平板高度为h 0处放置一滑

块A ，使其由静止滑下，滑块与平板间的动摩

擦因数μ＝0.2，为使平板不翻转，h 0最大为多

少？

（2）如果斜面上的滑块离平板的高度为h 1＝0.45m ，并在h 1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A 、B ，时间间隔为Δt ＝0.2s ，则B 滑块滑上平板后多少时间，平板恰好翻转。（重力加速度g 取10m/s 2

）

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参与评分标准

说明：

（1）定出评分标准是为了尽可能在统一的标准下评定成绩。试题的参是用来说明评分标准的，考生按其他方法或步骤解答，正确的，同样得分；有错的，根据错误的性质，参照评分标准中相应的规定评分。

（2）第一、二、三题只要求写出答案，不要求写出演算过程。

（3）第19、20、21、22、23题只有最后答案而无演算过程的，不给分。解答中单纯列出与解答无关的文字公式，或虽列出公式，但文字符号与题中所给定的不同，不给分。

（4）需作数字计算的问题，对答案的有效数字不作严格要求。一般按试题要求或按试题情况取二位或三位有效数字即可。

－．选择题

1．C 、D 2．A 、C 、D 3．B 4．A 、D

5．B 、C 6．B 、C 7．A 8．C 、D

评分标准：全题40分，每小题5分，全选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或全部不选的得0分。

二．填空题

9．伽利略，牛顿，爱因斯坦。

伽利略：望远镜的早期发明，将实验方法引进物理学等；

牛顿：发现运动定律，万有引力定律等；

爱因斯坦：光电效应，相对论等。

10．衍射，小于11．2022

222v md L U q 12．BDCA ，DBCA 13．17，17.9

评分标准：全题20分，每小题4分。第9小题排序正确得2分，分别写出两位科学家的贡献各得1分。第10、11、12、13小题每空格2分。

三．实验题

14．A 、D 15．A 、B

16．应选用量程为3V 的电压表．

改变电阻箱阻值R ，读取若干个U 的值，

由I ＝U/R 计算出电流的值，然后作出U －I 图

线，得到ε、r 。

17．（l ）如图所示，

（2）a AD ＝5m/s 2，

v ax ＝

1.39m/s

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18．（1）设计的电路图如图所示。

（2）测量步骤与结果：

①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；

②将砝码放在转换器上，记下输出电压U 0；

③将待测物放在转换器上，记下输出电压U 1；

由U 0＝km 0g ，得k ＝U 0/m 0g

测得U ＝kmg ，所以m ＝m 0U/U 0。

（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；

②待测物体质量超出转换器量程。

评分标准：全题30分。14、15小题每小题5分，全选对得5分，选对但不全得2分，有选错的得0分。

16小题第1空格得2分，第2空相得4分。17小题（1）正确画出v －t 图，得3分，后面四点（H 用K ）连成直线不扣分；（2）每空格各得2分。18小题（1）正确设计出电路图得2分；（2）正确写出测量步骤得2分，只写出部分步骤得1分；写出两个测量方程并得出结果得2分；（3）提出与本题有关的问题得1分．

四．计算题

19．解：（1）2πR ×1/4＝1.00×107

R ＝6.37×106m ①

（2）（a ）设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W ，W ＝1.87×1024J 凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m

m ＝W ×0.93×0.65/(2.2×106)＝5.14×1017kg ②

使地球表面覆盖一层水的厚度为h

h ＝m/ρs 地球

h ＝1.01×103mm ③

整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103mm

（b ）大气层的吸收，大气层的散射或反射，云层遮挡等。

评分标准：全题10分。第（1）小题3分，第（2）小题7分。其中（1）得出①给3分，写出R ＝6.4×106m ，同样给分。

（2）（a ）得出②给2分，得出③给2分。

（b ）写出1个原因，得1分；2个或2个以上正确的原因，得3分；如果写出其它合理的原因，也同样给分。

20．解：（1）错。

因为I 2被剪断的瞬间，l 1上的张力大小发生了变化。

（2）对。

因为G 被剪断的瞬间，弹簧U 的长度末及发生变化，乃大小和方向都不变。

评分标准：全题10分。第（1）小题6分，第（2）小题4分。其中

（1）结论正确，得3分；评价和说明理由正确，得3分。

（2）结论正确，得2分；评价和说明理由正确，得2

分。

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21．解：（1）开始时，P A0＝2大气压，V A0＝V 0/3

打开阀门，A 室气体等温变化，p A ＝l 大气压，体积V A

p A0V A0＝p A V A

①

②

（2）从T 0＝300K 升到T ，体积为V 0，压强为P A

，等压过程

③

T 1＝400K ＜450K ，p A1＝p A ＝p 0，水银柱的高度差为0

从T ＝450K 升高到T 2＝540K

等容过程，④

＝1.2大气压⑤

T 2＝540K 时，水银高度差为15.2cm

评分标准：全题12分．第（1）小题4分，第（2）小题8分．其中

（1）得出①、②各得2分。

（2）得出③式，得3分；结果正确，得三分。

得出④、⑤式，各得1分；结果正确，得2分。

22解：（1）ε1＝B2av ＝0.2×0.8×5＝0.8V ①

I 1＝ε1/R ＝0.8/2＝0.4A ②

（2）ε2＝ΔФ/Δt ＝0.5×πa 2×ΔB/Δt ＝0.32V ③

P 1＝(ε 2/2)2/R ＝1.28×102W ④

评分标准：全题13分．第（1小题6分，第（2）小题7分。其中

（1）正确得出①式得3分，得出②式得3分；

（2）得出③式4分，得出④式得3分。

23．解：（1）设A 滑到a 处的速度为v 0＝02gh ①

f ＝uN ，N ＝m

g ，f ＝ma ，

a ＝ug ②

滑到板上离a 点的最大距离为v 02＝2ugs 0，

s 0＝2gh 0/2ug ＝h 0/u ③

A 在板上不翻转应满足条件：摩擦力矩小于正压力力矩，即M 摩擦≤M 压力umgR ≤mg(L －s 0)④

h 0≤u(L －Ur)＝0.2(1－0.2)＝0.16m ⑤

（2）当h ＝0.45m ，v A ＝gh 2＝5.4102××＝3m/s

v A ＝v B ＝3m/s ⑥

设B 在平板上运动直到平板翻转的时刻为t ，取Δt ＝0.2s

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试题管理、联机考试、成绩统计请用《大方教学测试》http://tihai.topcool.net 第11页共11页s A ＝v A (t ＋Δt)－ug(t ＋Δt)2/2⑦’

s B ＝v B t －ugt 2/2⑦

两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是

2umgR ＝mg(L －s A )＋mg(L －s B )⑧

由⑦＋⑦’式等于⑧式，得t ＝0.2s

评分标准：全题15分。第（1）小题7分，第（2）小题8分。其中

（1）得出①、②、③各得1分，判断M 摩擦≤M 压力正确得2分，④、⑤式各得1分。

（2）得出⑤式得1分，①式得1分，写出③式得3分，最后结果正确得3分。