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2011 年高考理综物理（全国卷）
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I2，且
I1>I2；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0.2~0.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个
闪击持续时间仅40~80μs，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1.0×109V，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60μs。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1×105A
B．整个闪电过程的平均功率约为l×1014W
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6×106J
18．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=E1/n2，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
A．
1
4
3
hc
E
B．
1
2hc
E
C．
1
4hc
E
D．
1
9hc
E
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μ。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．
2
1
2 mv
B．
2
1
2
mM
v
m
M
C．
1
2 N mgL
D．Nμm gL
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
2 A
且向y 轴负
I2
I1
d
c
b
a
太阳光
d
c
b
a
L
v
2
方向运动时．坐标为x=0.4m 处质元的位移为
3
2 A
。当坐标为x=0.2m 处的质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．
1
2 A
、沿y 轴正方向 B．
1
2 A
，延y 轴负方向
C．
3
2 A
、延y 轴正方向 D．
3
2 A
、延y 轴负方向
22．（6 分）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。
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：
⑴上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前面的数字）
⑵将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3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）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：
⑴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；
⑵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：
⑶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）
⑷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）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd 竖直放置，导轨间距离
图2(c)
图2(b)
图2(a)
6 5 4
3
2
1
0
9
8
7
×0.1
6 5 4
3
2
1
0
9
8
7
×1
6 5 4
3
2
1
0
9
8
7
×10
6 5 4
3
2
1
0
9
8
7
×100
mA
09
0
5
0
4
0
3
0
2
10
0
+
图1
b
a
电阻箱
电流表
多用电表
L
d
b
N
M
c
a
3
为L，电阻不计。在导轨上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：
⑴磁感应强度的大小：
⑵灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
25．（19 分）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）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。通过对一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。
参考答案
14．AD 15．C 16．B 17．AC（提示：
I= q
t ，A 正确；第一个闪击的平均功率为l×1014W，但不等
于整个闪电过程的平均功率，B 错；
E=U
d ，C 正确；W=qU=6×109J，D 错。） 18．C 19．D 20．BD
（提示：系统动量守恒，相当于完全非弹性碰撞，B 正确；碰撞N 次
后恰又回到箱子正中间，小物块和箱子底板间的相对滑动距离d=NL，
而摩擦生热Q=fd，D 正确。） 21．C（提示：根据题意，此波一定
沿x 轴正向传播，在同一坐标系中做出两状态的波形图分别如实线和
虚线所示。）
22．⑴④①②⑤③ ⑵5×10-10
23．⑴黑 ⑵14.0 53.0 4.6 ⑶102 ⑷1.54
24．⑴
B= mg
2 L√
R
P ⑵
v=2 P
mg
25．
l=√2mv 0
q (
2v0
E + 1
B)（提示：在电场中类平抛，可算出P0 P1 间
Ⅰ
Ⅱ
N
M
v0
P0
E
B×
m
m
m
2m
m
0.2 0.4
O
x
y
v
O
P2
P1
r β
β
α
Ⅰ
Ⅱ
N
M
v0
P0
E
B×
4
距离为
s1=
2√2mv 0
2
qE
，到P1时的瞬时速度v=√5v0，v 与竖直方向夹角α 满足tanα=1/2，设v 与MN 的夹
角为β ，由α+β=45º ，可得tanβ=1/3 ；粒子在磁场中的轨道半径
r=
m⋅√5v0
qB
，而P1 P2 间距离
s2=2rsin β=√2mv 0
qB
，l=s1+ s2）
26 ．
x=1
2(1+ √3
2 )d
（提示：第一次系统动量守恒，mv0=3mv ，系统动能损失等于摩擦生热
f⋅2d=1
2 mv 0
2−1
2⋅3 mv 2=1
3 mv 0
2
，因此
fd =1
6 mv 0
2
；第二次，设射出第一块钢板后钢板和子弹的速度
分别为v1、v2，由动量守恒mv0=mv1+ mv2，由能量守恒
1
2 mv 0
2−fd =1
2 mv 1
2+ 1
2 mv 2
2
，由于v1<v2,解得
v2=3+√3
6
v0，设子弹射入第二块钢板的厚度为d′，则
f d
'=1
2⋅m2
2m⋅v2
2=2+√3
24
mv 0
2
）
