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2001 年上海市高中毕业统一学业考试
物理试卷
本试卷分（选择题）和（非选择题）两部分，满分150 分。考试用时120 分钟。
－．
（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
（C）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＝2π
（B）T＝2π
（C）T＝
（D）T＝
【 】
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
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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，vm将变大
（B）如果α 变大，vm将变大
（C）如果R 变大，vm将变大
（D）如果m 变小，vm将变大 【 】
6．如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通。当S1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S2，无延时作用
（D）如果断开B 线圈的电键S2，延时将变长【 】
7．如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯
L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是【 】
（A）R1断路 （B）R2断路 （C）R3短路 （D）R4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 爱因斯坦 伽利略
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10．A、B 两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中
图A 是光的 （填干涉或衍射）图象。由此可以判断出图A 所
对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B 所对应的圆孔的孔
径。
11．一束质量为m、电量为q 的带电粒子以平行于两极板的速度v0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、2 v、3 v 和 4 v，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p1、、p2是测速仪发出的超声
波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝
1.0 s，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p1、p2 两个信号之间的时间内前进的距离是 ，汽车的速度是
m/s。
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
图A 图B
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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1kΩ）、电压表V2（量程15V，内阻2kΩ）、电阻箱（0～9999Ω）、电
键、导线若干。
某同学用量程为15 V 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R1＝10Ω，读得电压表的读数为U1
（2）将电阻箱R 阻值调到R2＝20Ω，读得电压表的读数为U2，由方程组U1＝ε
－U1r/R1、U2＝ε－U2/R2 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？
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/s2，AK 段的平均速度为 m/s。
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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m0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）（1）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1.5×1011 m，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4πR2）。
（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。
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20．（10 分）如图A 所示，一质量为m 的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂
在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处于平衡状态。现将l2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l1线上拉力为T1，线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡
T1cosθ＝mg， T1sinθ＝T2， T2＝mgtgθ
剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tgθ＝ma，所以加速
度a＝g tgθ，方向在T2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l1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 tgθ，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V0的容器中，
室温为T0＝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300 K 分别加热到400 K 和540 K，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L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略
不计问：
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（1）若棒以v0＝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L1的电流。
（2）撤去中间的金属棒MN 将右面的半圆环OL2O’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L1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h0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，h0最大为多少？
（2）如果斜面上的滑块离平板的高度为h1＝0.45 m，并在h1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10 m/s2）
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物理试卷参考答案
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。试题的参考答案是用
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．
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）aAD＝5m/s2，vax＝1.39m/s
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U0；
③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；由 U0＝km0g，得k＝U0/m0g
测得 U＝kmg，所以m＝m0U/U0。
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（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＝6.37×106 m 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) ＝
5.14×1017 kg 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1.0×103 mm
（b）大气层的吸收，大气层的散射或反射，云层遮挡等。
（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I2被剪断的瞬间，l1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。
21．解：（1）开始时，PA0＝2 大气压，VA0＝V0/3
打开阀门，A 室气体等温变化，pA＝l 大气压，体积VA
pA0VA0＝pAVA ①
②
（2）从T0＝300K 升到T，体积为V0，压强为PA，等压过程
③
T1＝400K＜450K，pA1＝pA＝p0，水银柱的高度差为0
从T＝450K 升高到T2＝540K 等容过程，
④
＝1.2
大气压 ⑤
T2＝540K 时，水银高度差为15.2cm
22 解：（1）ε1＝B2av＝0.2×0.8×5＝0.8V ①I1＝ε1/R＝0.8/2＝0.4A ②
（2）ε2＝ΔФ/Δt＝0.5×πa2×ΔB/Δt＝0.32V ③P1＝(ε2/2)2/R＝1.28×102W ④
23．解：（1）设A 滑到a 处的速度为v0＝
①f＝uN，N＝mg，f＝ma，a＝ug
②
滑到板上离a 点的最大距离为v0
2＝2ugs0，s0＝2gh0/2ug＝h0/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
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umgR≤mg(L－s0) ④
h0≤u(L－Ur)＝0.2(1－0.2)＝0.16 m ⑤
（2）当h＝0.45m，vA＝
＝
＝3m/s vA＝vB＝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 sA＝vA(t＋Δt)－ug(t＋
Δt)2/2 ⑦’
sB＝vBt－ugt2/2 ⑦两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是2umgR＝mg(L－sA)
＋mg(L－sB) ⑧
由⑦＋⑦’式等于⑧式，得t＝0.2s
