物理全国二卷.docx
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物理全国二卷
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试题类型:
2014年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题共126分)
一、选择题:
本大题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项是符合题目要求,第19~21题有多项符合题目
14.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。
在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图像如图所示。
在这段时间内
A.汽车甲的平均速度比乙大B.汽车乙的平均速度等于
C.甲乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大
15.取水平地面为重力势能零点。
一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。
不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()
A.
B.
C.
D.
16.一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,学科网物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用
、
分别表示拉力F1、F2所做的功,
、
分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
17.如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m的小环(可视为质点),从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g。
当小圆环滑到大圆环的最低点时,大圆环对轻杆拉力的大小为:
A.Mg-5mgB.Mg+mgC.Mg+5mgD.Mg+10mg
18.假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常数为G,则地球的密度为:
A.
B.
C.
D.
19.关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是:
A.电场强度的方向处处与等势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零
C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
20.图为某磁谱仪部分构件的示意图。
图中,学科网永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。
宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。
当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是:
A.电子与正电子的偏转方向一定不同
B.电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子
D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小
21.如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。
原线圈通过一理想电流表
接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端;假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大;用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则:
A.Uab:
Ucd=n1:
n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小
C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍
第II卷(非选择题共174分)
二、非选择题:
包括必考题和选考题两部分。
第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。
第33题~第40题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
22.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,计算结果由
计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数;若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则①(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1②(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2③(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
23.某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:
一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,学科网各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0(cm)
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x(cm)
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
50
60
k(N/m)
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
1/k(m/N)
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347
(1)将表中数据补充完整:
①,②;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图像;
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=③N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=④N/m.
24.2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录,取重力加速度的大小
(1)忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落到1.5km高度处所需要的时间及其在此处速度的大小
(2)实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力,学科网高速运动受阻力大小可近似表示为
,其中
为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状,横截面积及空气密度有关,已知该运动员在某段时间内高速下落的
图象如图所示,着陆过程中,运动员和所携装备的总质量
,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)
25.半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上,一长为r,质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨的中心O,装置的俯视图如图所示;整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下;学科,网在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。
直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。
设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略,重力加速度大小为g,求:
(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;
(2)外力的功率。
选考题:
33.【选修3-3】
(1)下列说法正确的是。
(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
(2)如图,两气缸AB粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径为B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;学科网两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。
两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气;当大气压为P0,外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的
,活塞b在气缸的正中央。
(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是气缸高度的
时,求氧气的压强。
34.【选修3-4】
(1)图(a)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是。
(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.在t=0.10s时,质点Q向y轴正方向运动
B.在t=0.25s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm
E.质点Q简谐运动的表达式为
(国际单位)
(2)一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。
在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。
学科网已知圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率。
35.【选修3-5】
(1)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值
B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究,学科网发现了原子中存在原子核
C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P0)和镭(Ra)两种新元素
D.卢瑟福通过а粒子散射实验,证实了在原子核内存在质子
E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测出了该粒子的比荷
(2)利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。
在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。
实验测得滑块A质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。
将光电门固定在滑块B的右侧,学科网启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为
,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。
若实验允许的相对误差绝对值
最大为5℅,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?
写出运算过程。
物理试题答案
14.A15.B16.C17.C18.B19.AD20.AC21.BD
Ⅱ卷
(一)必考题
22.(6分)
①Rx1②大于③小于
23.(9分)
(1)①81.7②0.0122
(2)1/k-n图像如图所示:
(3)③1.75×1031.67×1031.83×103
n(在n~n之间均同样给分)
④3.47(在3.313.62
l0l0~l0之间均同样给分)
24.(13分)
(1)设该运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5km高度处的速度大小为v。
根据运动学公式有
v=gt①
s=1/2gt2②
根据题意有
s=3.9×104m-1.5×103m③
联立①②③式,得
t=87s④
v=8.7×102m/s⑤
(2)该运动员达到最大速度Vmax时,加速度为零,根据牛顿第二定律有
mg=kvmax2⑥
由所给的v-t图像可读出
Vmax≈360m/s⑦
由⑥⑦式得
k=0.008kg/m⑧
25.(19分)
(1)在Δt时间内,导体棒扫过的面积为
ΔS=1/2ωΔt[(2r)2-r2]①
根据法拉第电磁感应定律,导体棒上感应电动势大小为
ε=BΔS/Δt②
根据右手定则,感应电流的方向是从B端流向A端,因此,通过电阻R的感应电流的方向是从C端流向D端。
由欧姆定律可知,通过电阻R的感应电流的大小I满足
I=ε/R③
联立①②③式得
I=3ωBr2/2R④
(2)在竖直方向有
mg-2N=0⑤
式中,由于质量分布均匀,内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等,其值为N,两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为
f=μN⑥
在Δt时间内,导体棒在内、外圆导轨上扫过的弧长分别为
l1=rωΔt⑦
和
l2=2rωΔt⑧
克服摩擦力做的总功为
Wf=f(l1+l2)⑨
在Δt时间内,消耗在电阻R上的功为
WR=I2RΔt⑩
根据能量转化和守恒定律知,外力在Δt时间内做的功为
W=Wf+WR⑾
外力的功率为
P=W/Δt⑿
由④至⑿式得
P=3/2μmgωr+9ω2B2r4/4R⒀
{物理-----选修3-4}(15分)
(1)BCE(5分)
(2)(10分)
如图,考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃上表面的A’点折射,根据折射定律有
nsin
=sinα ①
式中,n是玻璃的折射率,
是入射角,α是折射角
现假设A’恰好在纸片边缘。
由题意,在A’点刚好发生全折射,故
α=
②
设AA’线段在玻璃上表面的投影长为L,由几何关系有
sin
=
③
由题意,纸片的半径应为
R=L+r ④
联立以上各式得
n=
⑤
35.[物理-----选修3-5](15分)
(1)ACE(5分)
(2)(10分)
按定义,物块运动的瞬时速度大小v为
V=Δs/Δt ①
式中Δs块在很短时间Δt走过的路程。
设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA,则
ΔtA=
=0.02s ②
可视为很短。
设A在碰撞前,后瞬时速度大小分别为
,
。
将②式和图给实验数据代入①式得
=2.00m/s ③
=0.970m/s ④
设B在碰撞后的速度大小为
,由①式有
=
代入题给实验数据得
=2.86m/s
设两滑块在碰撞前,后是总动量分别为p和
,则
p=
p’=
+
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
=
100%
联立③④⑤⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得
=1.7%<5%
因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。
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