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2014年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試
理綜——物理解析版(新課標第I卷)
注意事項:
1. 本試卷分第I卷(選擇題)和第II卷(非選擇題)兩部分。答卷前,考試務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。
2. 回答第I卷時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其它答案標號,寫在本試卷上無效。
3. 回答第II卷時,將答案寫在答題卡上,寫在本試卷上無效。
4. 考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H1 C12 N14
2、O16 F19 AL27 P31 S32
Ca 40 Fe56 Cu64 Br 80 Ag108
一、選擇題:本題共13小題,每小題6分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
14.在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中,能觀察到感應(yīng)電流的是
A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化
B. 在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化
C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流的
3、變化。
D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化
答案:D
解析:本題考察電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,其中的選項C把物理學史中科學家失敗的做法也融入了進來,變相地考察了物理學史的知識。
15. 關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中所受的安培力,下列說法正確的是
A. 安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線
B. 安培力的方向總是垂直于磁場的方向
C. 安培力的的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)
D. 將直導(dǎo)線從中點折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?
答案:B
解析:考察了安培力的大小與方向,安培力的大小與導(dǎo)線在磁場中的放
4、置方式有密切的有關(guān)系:當垂直于磁場放置時受到的力最大,平行于磁場放置時不受安培力,即不平行也不垂直時介于最大和零之間;安培力的方向總是即垂直于磁場又垂直于導(dǎo)線,即,安培力的方向總是垂直于導(dǎo)線與磁場所決定的平面。選項D中將導(dǎo)線從中點折成直角,但不知折的方式如何,若折后導(dǎo)線仍在垂直于磁場的平面內(nèi),則力將變?yōu)樵瓉淼谋?;若折后?dǎo)線另一部分平行于磁場,則力減小為原來的一半;若折后導(dǎo)線另一部分即不平行也不垂直于磁場,則力將介于這兩者間。如果導(dǎo)線開始時并不垂直于磁場,則情況更為復(fù)雜。
16.如圖,MN為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場(未畫出)。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂
5、直于鋁板向上射出,從Q點穿越鋁板后到達PQ的中點O。已知粒子穿越鋁板時,其動能損失一半,速度方向和電荷量不變。不計重力,鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為
A. 2 B. C. 1 D.
答案:D
解析:考察帶電粒子在磁場中運動的半徑公式以及動能與動量的關(guān)系。
由上面兩式可得
已知動能為2倍關(guān)系,而r也為2倍關(guān)系,所以。
17.如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上, 系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))
6、。與穩(wěn)定在豎直位置時相比,小球的高度
A.一定升高 B.一定降低
C.保持不變 D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定
答案:A
解析:考察受力分析,牛頓運動定律,以及力的合成與分解。
設(shè)橡皮筋的伸長量為x,受力分析如圖所示,由牛頓第二定律有
(1)
(2)
小球穩(wěn)定在豎直位置時,形變量為,由平衡條件有
(3)
對(2)(3)兩式可知,
而懸點與小球間的高度差分別為與
可見
所以
7、小球的高度一定升高。
mg
θ
kx
18. 如圖(a),線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上,在ab線圈中通以變化的電流,用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示。已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中,可能正確的是
答案:C
解析:考察法拉第電磁感應(yīng)定律。cd間產(chǎn)生穩(wěn)定的周期性變化的電壓,則產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場的變化是均勻的,根據(jù)題目所給信息知道,ab中電流的變化應(yīng)該是均勻的。只有C選項有此特點,因此選擇C項。
19.太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動,當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行
8、星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象,天文學稱為“行星沖日”。據(jù)報道,2014年各行星沖日時間分別是:1月6日木星沖日;4月9日火星沖日;5月11日土星沖日;8月29日海王星沖日;10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示,則下列說法正確的是
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
軌道半徑(AU)
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象
B.在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日
C.天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半
D.地外行星中,海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短
答案
9、:BD
解析:考察角追及和萬有引力定律。
由引力提供向心力可知
相鄰兩次沖日的時間間隔
其中表示的是地球的公轉(zhuǎn)角速度,表示的是行星的公轉(zhuǎn)角速度。將第一式中的結(jié)果代入到第二式中有
設(shè)行星的半徑是地球半徑的k倍,則上式可化為
上式中,也就是地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,即一年的時間。
對于火星k=1.5,
對于木星k=5.2,
至此可知,后面的行星沖日時間間隔大約都是1年,但又大于1年,因為只有時才恰恰為一年。
20.如圖,兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO’的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l,木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力
10、的k倍,重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)到,用ω表示圓盤轉(zhuǎn)到的角速度,下列說法正確的是
A. b一定比a先開始滑動
B.a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等
C.,是b開始滑動的臨界角速度
D.當時,a所受摩擦力的大小為kmg
答案:AC
解析:考察圓周運動的臨界問題。
非常經(jīng)典常見的問題,分析略。
21. 如圖,在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點,M、N、P為直角三角形的三個頂點,F(xiàn)為MN的中點,∠M=300. 有M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示。已知φM=φN ,φP=φF,點電荷Q在M、N、P三點所在平面內(nèi),則
A.點
11、電荷Q一定在MP的連線上
B.連接PF的連線一定在同一等勢面上
C.將正試探電荷從P點搬運到N點,電場力做負功
D.φP大于φM
答案:AD
解析:考察點電荷的電場,平面幾何知識。
M
P
N
F
O
H
如圖,由于,所以場源電荷必在MN的垂直平分線PO上,其中O是PO與MP的交點。聯(lián)結(jié)ON,恰有NO垂直于PF。說明場源電荷恰在O點。從而本題選AD。
22.(6分)
某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪,
12、小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到?;卮鹣铝袉栴}:
(1)根據(jù)該同學的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成___________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。
(2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過原點,可能的原因是_____________________。
(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實驗中應(yīng)采取的改進措施是____________________,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_____________________。
答案:1)非線性;(2)未平衡摩擦力或平衡
13、不夠;(3)增加小車的質(zhì)量或控制鉤碼的質(zhì)量在一較小的范圍內(nèi);要遠遠小于小車的質(zhì)量。
23.(9分)
利用如圖(a)所示電路,可以測量電源電動勢和內(nèi)阻,所利用的實驗器材有:
A
R1
R
R0
S
待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω)電阻R0(阻值為3.0Ω),電阻R1(阻值為3.0Ω),電流表A(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0Ω),開關(guān)S。
實驗步驟如下:
①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;
②多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;
③以為縱坐標,R為橫坐標,作圖線(用直線擬合)
④求出直線的斜率k,和在縱坐標的截距b。
回答
14、下列問題:
(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則1/I與R的關(guān)系式為_________________。
(2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0Ω時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:①____________,②______________。
(3)在答題卡圖(c)的坐標紙上所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖,根據(jù)圖線書得斜率k=________,截距b=___________。
(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=__________V,內(nèi)阻r=________Ω。
答案:(1)
(2)0.110,9.09
(3)0.989,6.04
(4
15、)3.03,1.10
用Excel表格繪圖如下
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
0.110
0.100
0.091
0.084
0.077
I^-1/A^-1
6.99
8.00
9.09
10.0
11.0
11.9
13.0
24.(12分)
公路上行駛的兩輛汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離。當前車突然停止時,后車司機可以采取剎車措施,使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰。通常情況下,人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為
16、1s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時,安全距離為120m。設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青地面的動摩擦因數(shù)為晴天時的2/5,若要求安全距離仍為120m,求汽車在雨天安全行駛的最大速度。
答案:晴天時,設(shè)速度為,反應(yīng)時間為,加速度為,有
(1)
(2)
(3)
(4)
由上面幾個方程可得:。
25.(20分)
如圖,O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個點,OB沿豎直方向,
17、∠BOA=600,OB=3OA/2,將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動能自O(shè)點水平向右拋出,小球在運動過程中恰好通過A點,使此小球帶正電,電荷量為q。同時加一勻強電場、場強方向與ΔOAB所在平面平行?,F(xiàn)從O點以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球,該小球通過了A點,到達A點的動能是初動能的3倍;若將該小球從O點以同樣的初動能沿另一方向拋出,恰好通過B點,且到達B點的動能是初動能的6倍.重力加速度為g。求
(1)無電場時,小球到達A 點時的動能與初動能的比值;
(2)電場強度的大小和方向
答案:(1)設(shè)OA的長度為s,則OB的長度為。由平拋運動規(guī)律可知
18、 (1)
(2)
兩式相除有
(3)
小球到達A點時的動能與初動能的比值
(4)
由上面幾式可得
(5)
(2)高電場強度水平向右的分量為,豎直向下的分量為,對于有無電場時從O到A的過程分別有
(6)
(7)
對從O到B的過程來說
(8)
(6)式除以(8)式并整
19、理有
(9)
(6)式除以(7)后代入(9)式并整理有
(10)
電場強度的大小
(11)
電場強度與豎直方向的夾角的正切
(12)
即 (13)
34. [物理——選修3-4](15分)
(1) (6分)圖(a)為一列簡諧橫波在
20、t=2時的波形圖,圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在
x=1.5m處的質(zhì)點的振動圖像,P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點。下列說法正確的是 。(填正確答案標號。選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分。第選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A. 波速為0.5m/s
B. 波的傳播方向向右
C. 0~2s時間內(nèi),P運動的路程為8cm
D. 0~2s時間內(nèi),P向y軸正方向運動
E. 當t=7s時,P恰好回到平衡位置.
(2)(9分)一個半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R的半
圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示。玻璃的折射率
為n= 。
(i)一束
21、平行光垂射向玻璃磚的下表面,若光線到達上表面后,
都能從該表面射出,則入射光束在AB上的最大寬寬為多少?
(ii)一細束光線在O點左側(cè)與O相距 處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點的位置。
答案:(1)ACE
考察振動與波的關(guān)系,由圖(a)知,,由圖(b)知,。因此,波的傳播速度。
2s時,1.5m處的質(zhì)點正在通過平衡位置向下運動,因此波的傳播方向向x軸的負方向。
半個周期內(nèi)振動的路程為2A,恰為什么8cm。
圖(a)是波在2s時的波形圖,需要向前推,因當前時刻P位于最低點,因此0至2s內(nèi)向下運動。
t=7s時,1.5m處的質(zhì)點位于負的最大位移處,因此P點正通過平衡位置。
(2)(i)臨界光線如圖所示,此時光線恰好在上表面發(fā)生全反射,
其中x為此光線與O點間的距離
解得
根據(jù)對稱性可知,入射光束在AB上的最大寬度為。
(ii)如圖所示,光線從O點左側(cè)與O相距處垂直于AB從下方入射,則入射角為,符合發(fā)生全反射的條件,經(jīng)全反射的光線再次到達上表面時同樣發(fā)生全反射,依次進行下去,全反射時的法線與AB所成的角依次為、、,由對稱性可知,光線從玻璃磚射出的點的位置在O點右側(cè)與O相距處。