高考理综物理部分答案与解析课标卷.doc
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2017年高考理科综合能力测试物理部分(课标卷1)
答案与解析
[2017·全国卷Ⅰ.14]将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A.30kg·m/sB.5.7×102kg·m/s
C.6.0×102kg·m/sD.6.3×102kg·m/s
14.A [解析]在燃气喷出后的瞬间,喷出的燃气的动量p=mv=30kg·m/s,由动量守恒定律可得火箭的动量大小为30kg·m/s,选项A正确.
[2017·全国卷Ⅰ.15]发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是( )
A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
15.C [解析]水平射出的乒乓球做平抛运动,两乒乓球在竖直方向做自由落体运动,运动情况相同,选项A、B、D错误;水平方向上做匀速直线运动,由运动规律x=v0t可得速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少,选项C正确.
[2017·全国卷Ⅰ.16]如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )
图1
A.ma>mb>mcB.mb>ma>mc
C.mc>ma>mbD.mc>mb>ma
16.B [解析]对微粒a,洛伦兹力提供其做圆周运动所需向心力,且mag=Eq,对微粒b,qvB+Eq=mbg,对微粒c,qvB+mcg=Eq,联立三式可得mb>ma>mc,选项B正确.
[2017·全国卷Ⅰ.17]大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是:
H+H―→He+n.已知H的质量为2.0136u,He的质量为3.0150u,n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )
A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV
17.B [解析]氘核聚变反应的质量亏损Δm=2.0136u×2-3.0150u-1.0087u=0.0035u,由爱因斯坦质能方程可得释放的核能E=0.0035×931MeV≈3.3MeV,选项B正确.
[2017·全国卷Ⅰ.18]扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )
A
B
C
D
18.A [解析]紫铜薄板上下及左右振动,都存在磁通量变化的为选项A所示方案.
[2017·全国卷Ⅰ.19](多选)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是( )
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1
19.BC [解析]由题意知,三根导线处于等边三角形的三个顶点处,设某导线在等边三角形另外两顶点产生的磁场磁感应强度大小为B0,在L1所在处,L2和L3产生的磁场叠加如图甲所示,方向垂直L2、L3所在平面向上,由左手定则可得安培力的方向平行L2、L3所在平面向下,合磁感应强度大小BL1=2B0cos60°=B0;同理可得在L2所在处的合磁感应强度大小BL2=2B0cos60°=B0;在L3所在处,L1和L2产生的磁场叠加如图乙所示,方向平行L1、L2所在平面向右,由左手定则可得安培力的方向垂直L1、L2所在平面向上,合磁感应强度大小BL3=2B0cos30°=B0.由安培力F=BIL可得L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶,选项B、C正确.
[2017·全国卷Ⅰ.20](多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是( )
图1
A.Ea∶Eb=4∶1B.Ec∶Ed=2∶1
C.Wab∶Wbc=3∶1D.Wbc∶Wcd=1∶3
20.AC [解析]由点电荷的场强公式E=,可得Ea∶Eb=4∶1,Ec∶Ed=4∶1,选项A正确,选项B错误;电场力做功W=qU,Uab∶Ubc=3∶1,则Wab∶Wbc=3∶1,又有Ubc∶Ucd=1∶1,则Wbc∶Wcd=1∶1,选项C正确,选项D错误.
[2017·全国卷Ⅰ.21](多选)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α(α>).现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变,在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
C.OM上的张力逐渐增大
D.OM上的张力先增大后减小
21.AD [解析]OM的张力F1和MN的张力F2的合力F不变,关系如图所示,==,将重物向右上方缓慢拉起,夹角α不变,β由钝角逐渐减小到锐角,γ由锐角逐渐增大到直角,则MN上的张力F2逐渐增大,OM上的张力F1先增大后减小,选项A、D正确.
[2017·全国卷Ⅰ.22]某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)
图(a)
图(b)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是____________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的.
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s,加速度大小为________m/s2.(结果均保留2位有效数字)
22.[答案]
(1)从右向左
(2)0.19 0.037
[解析]
(1)小车在桌面上做减速直线运动,由图(b)可知小车在桌面上是从右向左运动的.
(2)滴水周期T=s=s,小车运动到图(b)中A点位置时的速度vA=×10-3m/s=0.19m/s,加速度a=×10-3m/s2=0.037m/s2.
[2017·全国卷Ⅰ.23]某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:
小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表V(量程3V,内阻3kΩ);电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
图(a)图(b)
由实选验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻________(选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率________(选填“增大”“不变”或“减小”).
(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为________W,最大功率为________W.(结果均保留2位小数)
23.[答案]
(1)如图所示
(2)增大 增大(3)0.39 1.17
[解析]
(1)电压从0开始调节,滑动变阻器应使用分压式接法,电压表的量程小于灯泡的额定电压,需要串联电阻改装,因为灯泡电阻远小于改装电压表的总电阻,所以电流表采用外接法.
(2)由小灯泡伏安特性曲线可知,随着电流的增加,也增加,则小灯泡的电阻增大,由R=ρ,灯丝的电阻率增大.
(3)I以mA为单位,当滑动变阻器R=0时,灯泡两端的电压U=E0-Ir=4-,此时灯泡的功率最大,在小灯泡伏安特性曲线中作I=4000-1000U图线,找出交点的横、纵坐标,则小灯泡最大功率P=1.17W;同理可知当滑动变阻器R=9Ω时,小灯泡的最小功率P=0.39W.
[2017·全国卷Ⅰ.24]一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105m处以7.5×103m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8m/s2.(结果保留2位有效数字)
(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;
(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.
24.[答案]
(1)4.0×108J 2.4×1012J
(2)9.7×108J
[解析]
(1)飞船着地前瞬间的机械能为Ek0=mv ①
式中,m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得
Ek0=4.0×108J ②
设地面附近的重力加速度大小为g.飞船进入大气层时的机械能为
Eh=mv+mgh ③
式中,vh是飞船在高度1.6×105m处的速度大小.由③式和题给数据得
Eh=2.4×1012J ④
(2)飞船在高度h′=600m处的机械能为Eh′=m+mgh′ ⑤
由功能原理得W=Eh′-Ek0 ⑥
式中,W是飞船从高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W=9.7×108J ⑦
[2017·全国卷Ⅰ.25]真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.
(1)求油滴运动到B点时的速度;
(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.
25.[答案]
(1)v0-2gt1
(2)略
[解析]
(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速
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