2007年广东高考物理卷及答案

2007年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）

本试卷共8页，20小题，满分150分。考试用时l20分钟。

一、选择题：每小题4分，满分40分。本大题共l2小题，其中1-8小题为必做题，9-12小题为选做题，考生只能在9-10、11-12两组中选择一组作答。在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分。

1、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是 ( A B D ) A．卡文迪许测出引力常数 B．法拉第发现电磁感应现象

C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式

D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律

E4 2、图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激E3 E2 发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( B )

A．原子A可能辐射出3种频率的光子 B．原子B可能辐射出3种频率的光子 E1 C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁道能级E4 图1 D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁道能级E4

3、图2所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A＇、B＇、

D D/ C＇、D＇作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。A A/ 下列说法正确的是 ( B D )

E A．AD两点间电势差UAD与A A＇两点间电势差UAA相等＇

C/ C / B B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电 B场力做正功 图2 C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电 势能减小

D．带电的粒子从A点移到C＇点，沿对角线A C＇与沿路径A→B→B＇→C＇电场力做功相同

4、机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是 ( A D )

A．机车输出功率逐渐增大 B．机车输出功率不变

C．在任意两相等时间内，机车动能变化相等

D．在任意两相等时间内，机车动量变化大小相等

5、如图3所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，质量为m的物体受外力F1和F2的作用，F1方向水平向右，F2方向F2 竖直向上。若物体静止在斜面上，则下列关系正确的是

m F1 θ 图3

( B )

A．F1sinθ＋F2cosθ＝mg sinθ，F2≤mg B．F1cosθ＋F2sinθ＝mg sinθ，F2≤mg C．F1sinθ－F2cosθ＝mg sinθ，F2≤mg D．F1cosθ－F2sinθ＝mg sinθ，F2≤mg

6．平行板间加如图4（a）所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。图4（b）中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是 ( A ) v 0 A

v 0 B

v 0 C

U U0 T 2T 0 T/2 3T/2 t －U0 （a） v 0 D

t t t t 图4（b）

7．图5是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副n11线圈匝数比n220，加在原线圈的电压为u1311sin100t（V），霓虹灯正常工作的电阻R

＝440 kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是 ( B D )

霓A．副线圈两端电压6220 V，副线圈中的电流14.1

n2 U2 虹n1 mA u 1 ～ U 1 灯B．副线圈两端电压4400 V，副线圈中的电流10.0 mA

图5

C．I1＜I2 D．I1＞I2

8、压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图6（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程

E I 中，电流表示数如图6（b）所示，下列判断正确的是 ( D )

A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动

选做题

A R 压敏电阻 v 0 （a）

图6

t1 t2 t3 t （b）

第一组（9－10小题）：适合选修3－3（含2－2）模块的考生

9、一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是 ( D )

1A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝2T2 1B．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝2T2

C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2 D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2

10、图7为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是 ( A C )

A．这个装置可测定热功当量 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 重物

重物 D．功和热量是完全等价的，无区别

绝热壁

水 第二组（11－12小题）：适合选修3-4模块的考生

搅拌叶片 11、关于光的性质，下列说法正确的是 ( B C )

图7

A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度 B．双缝干涉说明光具有波动性 C．光在同种介质中沿直线传播 D．光的偏振现象说明光是纵波 12、图8是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率应分别为 ( A ) A．5 m，1 Hz

y/m B．10 m，2 Hz a C．5 m，2 Hz D．10 m，1 Hz O x/m

c b

图8

二、非选择题：本大题共8小题，共110分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，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。 13、（12分）

实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10－8 Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。 ⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作） ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻档“×1”；

②________________________________________________________________； ③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。

Rx Rx A A V V Ω

B ~ A P A P B R R S Ω S E B E A Ω ×1k ×100 ×10 ×1 V Rx Rx A A OFF 2.5 ~ 100 V 10 V 10 50 +

B A P 1 B A P 250 mA R R 500 2.5 10 50 250 500 V S S E E C D

⑵根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻； ⑶他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径

0 30

为_________mm；

25 ⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金

20 属丝的长度约为_________m。（结果保留两位有效数字）

⑸他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无

图10

示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）

解：⑴将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零 ⑵D

⑶0.260 mm （0.258—0.262 mm均给分） ⑷12m或13m

⑸以下两种解答都正确：

①使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。 ②使用多用电表的电阻档位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障. 14、（8分）如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引打点计时器 下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会

(a) 继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率

为50 Hz。图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。

2.72 2.82 2.92 2.98 2.82 2.62 2.08 1.90 1.73 1.48 1.32 1.12 a b (b)

c ⑴根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保留两位有效数字）

⑵打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。

⑶如果取重力加速度10 m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。

解：⑴5.0 m/s2（结果是4.8 m/s2的得1分） ⑵D4D3区间内 ⑶1:1 15．（10

210分）⑴放射性物质842108460Po和27Co的核衰变方程为：

6027

Po20682PbX1 Co6028NiX2

方程中的X1代表的是______________，X2代表的是______________。

⑵如图12所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图12（a）、

E （b）中分别画出射线运动轨迹的示意图。（在所画的轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线）

× × × × × × × × B × × × ×

q⑶带电粒子的荷质比m是一个重要的物理量。某中学物理

（a）

图12

（b）

兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹

的影响，以求得电子的荷质比，实验装置如图13所示。 ①他们的主要实验步骤如下：

A．首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；

B．在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图13所示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏荧屏

电极板 —移，直到荧幕上恰好看不见亮点+ M1 为止，记下此时外加电压为U。—M2/ 请问本步骤目的是什么？ C．保持步骤B中的电压U不变，电子束 + 对M1M2区域加一个大小、方

向合适的磁场B，使荧幕正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？ ②根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的荷质比与外加电场、磁场及其他相关量的关

qU22系为mBd。一位同学说，这表明电子的荷质比将由外加电压决定，外加电压越大则

电子的荷质比越大，你认为他的说法正确吗？为什么？ 解：⑴X1

4代表的是20He（或α）e，X2代表的是1（或β）

α × × × × ⑵如答图1所示.（曲率半径不作要求，每种射线可只画出

× × × × β β B 一条轨迹.）

E × × × × ⑶①B．使电子刚好落在正极板的近荧光屏端边缘，利用已 知量表达q/m.

C．垂直电场方向向外（垂直纸面向外）

（b） （a） ②说法不正确，电子的荷质比是电子的固有参数. 答图1

16、（12分）土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA＝8.0×104 km和r B＝1.2×105 km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示） ⑴求岩石颗粒A和B的线速度之比； ⑵求岩石颗粒A和B的周期之比； ⑶土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N，推算出他在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N。已知地球半径为6.4×103 km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？ 解：⑴设土星质量为M0，颗粒质量为m，颗粒距土星中心距离为r，线速度为v，根据牛顿

γ α γ GM0mmv22rr 第二定律和万有引力定律：

v解得：

GM0r

vAGM0rAvB和

对于A、B两颗粒分别有：

GM0rB

vA6v2 得： B⑵设颗粒绕土星作圆周运动的周期为T，则：

T2πrv

TA对于A、B两颗粒分别有：

2πrA2πrBTBvA和vB

TA26T9 得： B⑶设地球质量为M，地球半径为r0，地球上物体的重力可视为万有引力，探测器上物体质量为m0，在地球表面重力为G0，距土星中心r0/＝3.2×105 km处的引力为G0/，根据万有引力定律：

G0GMm02r0

GM0m0r0/2

G0/M095M解得：

17、（16分）如图所示，在同一竖直面上，质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部，斜

面高度为H＝2L。小球受到弹簧的弹性力作用后，

O 沿斜面向上运动。离开斜面后，达到最高点时与静

止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞，碰撞后球BL 刚好能摆到与悬点O同一高度，球A沿水平方向抛B 射落在水平面C上的P点，O点的投影O/与P的距离为L/2。已知球B质量为m，悬绳长L，视两P O/ C 球为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求： L ⑴球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小； H 2⑵球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；

A ⑶弹簧的弹性力对球A所做的功。

解：⑴碰撞后，根据机械能守恒定律，对B球有：

mgL 解得：

12mvB2

vB2gL

2mv02mvAmvB

⑵A、B球碰撞有：

1112222mv02mvAmvB22 2

解得：

vA12gL4

⑶碰后A球做平抛运动，设平抛高度为y，有：

v032gL4

LvAt2

1ygt22

解得： y＝L

W2mg(y2L) 对A球应用动能定理得：

122mv02

W 解得：

57mgL8

18．（17分）如图15（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间

一段被弯成半径为H的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图15（b）所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。

⑴问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？ ⑵求0到时间t0内，回路中感应电流产生的焦耳热量。

⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。 B(t) b B(t) L 2B0 H L B0

B0 a H O t t0 2t0

(b) (a)

解：⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。

⑵0—t0时间内，设回路中感应电动势大小为E0，感应电流为I，感应电流产生的焦耳热为

E0Q，由法拉第电磁感应定律：

BL20tt0

I根据闭合电路的欧姆定律：

2E0R

2L4B0QIRtt0R

由焦耳定律有：2L4B0Qt0R

解得：

⑶设金属进入磁场B0一瞬间的速度变v，金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守恒：

mgH12mv2

在很短的时间t内，根据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场B0区域瞬间的感应电动

E势为E，则：

t

v

xt

B0LxL2B(t)

I由闭合电路欧姆定律得：

ER

I解得感应电流：根据上式讨论：

B0LL2gHRt0 2gHI、当

Lt0时，I＝0；

2gHII、当

BLLLI02gHRtt0时，0，方向为ba； B0LLLI2gH2gHRt0t，方向为ab。 0III、当时，

19、（17分）如图16所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平

行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m

E 的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电

+2q -3q 量为－3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一

带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，A B 离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场3.5L E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响固定底座 电场的分布），求：

⑴球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；

⑵带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。

解：对带电系统进行分析，假设球A能达到右极板，电场力对系统做功为W1，有：

W12qE2.5L(3qE1.5L)0

可见A还能穿过小孔，离开右极板。

假设球B能达到右极板，电场力对系统做功为W2，有：

W22qE2.5L(3qE3.5L)0

综上所述，带电系统速度第一次为零时，球A、B应分别在右极板两侧。 ⑴带电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律：

a12qEqE2m＝m

球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，有：

v122a1L

求得：

v12qELm

⑵设球B从静止到刚进入电场的时间为t1，则：

t1

v1a1

t1解得：

2mLqE

球B进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第二定律：

a23qE2qEqE2m2m

显然，带电系统做匀减速运动。设球A刚达到右极板时的速度为v2，减速所需时间为t2，

22vv2a21.5L 21则有：

t2v2v1a2

v2求得：

12qEL2mL,t22mqE

球A离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为a3，再由牛顿第二定律：

a33qE2m

设球A从离开电场到静止所需的时间为t3，运动的位移为x，则有：

t30v2a3

2v22a3x

12mL3qE 求得：

Lx6

t1可知，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为：

tt1t2t372mL3qE

x

球A相对右板的位置为：

L6

20、（18分）图17是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A1A2的右侧区域，磁感应强度B＝0.4T，方向垂直纸面向外，A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。在A1A2左侧，

A2 固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与

固定挡板 垂直截面交线分别为S1、S2，相距L＝0.2 m。45° S2 v0 在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D＋ L 电子快门 的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。D P S1 起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，L 固定薄板 快门立即关闭，此后每隔T＝3.0×10－3 s开

B 启一次并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒A1 与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前

图17

的0.5倍。

⑴经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？

⑵求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响，碰

q1.0103 C/kg撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比m。只考虑纸面上带电微粒的运动）

解：⑴如答图2所示，设带正电微粒在S1S2之间任意点Q以水平速度v0进入磁场，微粒受到的洛仑兹力为f，在磁场中做圆周运动的半径为r，有：

2mv0mv0rqv0BqB r解得：

欲使微粒能进入小孔，半径r的取值范围为： Lr2L

代入数据得：80 m/s＜v0＜160 m/s

欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件：

LLnTv00.5v0 其中n＝1，2，3，„„

可知，只有n＝2满足条件，即有：v0＝100 m/s

⑵设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0，从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t，设t1、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2，碰撞后再返回磁场的时间为t3，运动轨迹如答图2所示，则有：

T02πr2L2L31ttt1T0t4T023v0； 0.5v0； v0； 4； 4

tt1t2t3t42.8102s