2014年全国高考理综物理试题及答案-新课标1

2014年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试

选择题共21小题,共126分

二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中. 第14~18题只有一项符合

题目要求,第19~21题有多项符合题目要求. 全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

14.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是 ( )

A .将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化 B .在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化

C .将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表相连,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间

去观察电流表的变化

D .绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流

表的变化

15.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是 ( )

A .安培力的方向可以不垂直于直导线 B .安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C .安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D .将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半

16.如图,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电

粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出,从Q

点穿越

铝板后到达PQ 的中点O 。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为 ( )

A .2 B.2 C.1 D.

2

2

17.如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系绕处于

平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始

逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的高度 ( ) A .一定升高

C .保持不变

B

.一定降低

D .升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

18.如图(a ),线圈ab 、cd 绕在同一软铁芯

上。在ab 线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd 间电压如图(b )所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正

比,则下列描述线圈ab 中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是 ( )

19.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星

和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”。据报道,2014年各行星冲日时间分别是:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )

A .各地外行星每年都会出现冲日现象 B .在2015年内一定会出现木星冲日

C .天王星相邻两次冲日的时间间隔为木星的一半 D .地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 20.如图,两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在

水平圆盘上,a 与转轴OO 的距离为l ,b 与转轴的距离为

'

2l 。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g 。若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( ) A .b 一定比a 先开始滑动 B .a 、b 所受的摩擦力始终相等 C .ω=

kg

是b 开始滑动的临界角速度 2l

D .当ω=

2kg

时,a 所受摩擦力的大小为kmg 3l

21.如图,在正点电荷Q 的电场中有M 、N 、P 、F 四点,M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点,F 为MN

ϕP 、ϕF 表示。的中点,M 、N 、P 、F 四点的电势分别用ϕM 、已知ϕM =ϕN , ϕP =ϕF , ϕN 、∠M=30°,

点电荷Q 在M 、N 、P 三点所在的平面内,则( ) A .点电荷Q 一定在MP 的连线上 B .连接PF 的线段一定在同一等势面上

C .将正试探电荷从P 点搬运到N 点,电场力做负功 D .ϕP 大于ϕM

非选择题共19题(含选考题) ,共174分

三、非选择题; 包括必考题和选考顺两部分。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

(11

题,共129分)

22.(6分)某同学利用图(a )所以实验装置及数学

化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图,如图(b )所示。实验中小车(含发射器)的质量为200g ,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题: (1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成

(填“线性”或“非线性”)关系。

(2)由图(b )可知,a-m 图线不经过原点,可能的原因是 。

(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结

论,并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的适量应该满足的条件是 。 23.(9分)利用如图(a )所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,

所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R (最大阻值999.9Ω),电A (量程阻R 0(阻值为3.0Ω),电阻R 1(阻值为3.0Ω),电流表○为200mA ,内阻为R A =6.0Ω),开关S 。 实验步骤如下:

1将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S ; ○

2多次调节电阻箱,○记下电流表的示数I 和电阻箱相应的阻值R 2; 3以○

11

为纵坐标,R 为横坐标,作-R 图线(用直线拟合); I I

4求出直线的斜率k 和纵轴上的截距b 。 ○

回答下列问题:

(1)分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻,则

1

与I

R 的关系式为 错误!未找到引用源。 。 (2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻

R=3.0Ω时电流表的示数如图(b )所示,读出1 ,○2 。

数据,完成下表。答:○

-1

(3)在图(c )的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k= AΩ

-1

,截距

b= A

-1

(4)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。

24.(12分)公路上行驶的两汽车之间保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采

取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s 。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m ,设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。

25.(20分)如图,O 、A 、B 为同一竖直平面内的三个点,OB 沿竖直方向,

∠BOA =60°,OB=

3

OA 。将一质量为m 的小球以一定的初动能自O 点水平向2

右抛出,小球在运动过程中恰好通过A 点。使此小球带电,电荷量为q (q >0),同时加一匀强电场,场强方向与△OAB所在平面平行。现从O 点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A 点,到达A 点时的动能是初

动能的3倍;若该小球从O 点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B 点,且到达B 点的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g 。

)选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,

并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应题号右边的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答 题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。

33.[物理-选修3-3](15分)

(1)(6分)一定量的理想气体从状态a 开始,经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态,其P-T 图像

如图所示。下列判断正确的是 。(填正确答案标号,选对1个得3分,选对2

个得

4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分) A .过程ab 中气体一定吸热 B .过程bc 中气体既不吸热也不放热

C .过程ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D .a 、b 、和c 三个状态中,状态a 分子的平均动能最小

E .b 和c 两个状态中,容器壁单位面积时间内受到气体分子撞击的次数不同

(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞

可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P ,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h ,外界的温度为T 0。现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4.若此后外界温度变为T ,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g 。 34.[物理—选修3-4](15分)

(1)(6分)图(a )为一列简谐横波在t=2s

时的波形图,图(b )为媒质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像,P 是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是 。(填正确答案标号,

选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分) A .波速为0.5m/s

B.波的传播方向向右

D .0~2s时间内,P 向y 轴正方向运动

图a

图b

C .0~2s时间内,P 运动的路程为8cm E. 当t=7s时,P 恰好回到平衡位置

(2)(9分) 一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R 的半圆,AB 为半

圆的直径,O 为圆心,如图所示。玻璃的折射率为n=2。 (i )一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,

都能从该表面射出,则入射光束在AB 上的最大宽度为多少? (ii )一细数光线在O 点左侧与O 相距

出点的位置。

35.[物理—选修3-5](15分)

(1)(6分)关于天然放射性,下列说法正确的是 。(填正确答案标号,选对1个得3分,选

对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

3

R 处垂直于AB 从下方入射,求此光线从玻璃砖射2

A .所有元素都可能发生衰变

B .放射性元素的半衰期与外界唯独无关

C .放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D .α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强

E .一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线

(2)(9分) 如图,质量分别为m A 、m B 的两个弹性小球A 、B 静止在地面上方,B

球距地面的高度h=0.8m,A 球在B 球的正上方。先将B 球释放,经过一段时间后再将A 球释放。当A 球下落t=0.3s时,刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A 球的速度恰为零。已知m B =3 mA ,重力加速度大小g=10m/s,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。求: (i )B 球第一次到达地面时的速度; (ii )P 点距地面的高度。

2

014年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试物理试题参考答案

14. ( D ) 15.( B ) 16.( D ) 17.( A ) 18. ( C ) 19.( BD ) 20.( AC ) 21.( AD ) 22.(6分)(1) 非线性

(2) 存在摩擦力 。

(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 , 远小于小车的质量 。

23.(9分) (1)

R +R 11R A +R 11

=R +[R A +A (r

+R

0)] I ER 1E R 1

1 0.110 ,○2 9.09 。 (2)○(3)k= 1.0 A

-1

Ω

-1

,截距b= 6.0 A

-1

(4)E= 3.0 V,内阻r= 1.0 Ω。 24.(12分)

解:设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a 0,安全距离为s 反应时间为t 0,由牛顿第二定律和运动学公式得

μ0mg =ma 0 ①

2

v 0

② s =v 0t 0+2a 0

式中,m 和ν0分别为汽车的质量和刹车前的速度。

设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为μ,依题意有

μ=μ0 ③

设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ,安全行驶的最大速度为ν,由牛顿第二定律和运动学公式得

25

μmg =ma ④

v 2

s =vt 0+ ⑤

2a

联立①②③④⑤式并代入题给数据得ν=20m/s(72km/h) ⑥ 25.(20分) 解:

(1)设小球的初速度为ν0,初动能为E k 0,从O 点运动到A 点的时间为t ,令OA=d,则OB=根据平抛运动的规律有

3

d ,2

d sin60=v 0t ①

d cos 60=

又有 E k 0=

12

gt ② 2

1

mv 02 ③ 23

由①②③式得 E k 0=mgd ④

8

设小球到达A 点时的动能为E KA , 则

1

E KA =E K 0+mgd ⑤

2

由④⑤式得

E KA 7

= ⑥ E KO 3

(2)加电场后,小球从O 点到A 点和B 点,高度分别降低了和∆E pB , 由能量守恒及④式得

d 3d

和,设电势能分别减小∆E PA 22

12

∆E pA =3E K 0-E K 0-mgd =E K 0 ⑦

233

∆E pB =6E K 0-E K 0-mgd =E K 0 ⑧

2

在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的。设直线OB 上的M 点与A 点等电势,M 与O 点的距离为x ,如图,则有

α

∆E pA x = ⑨ 3∆E pB d 2

解得x=d,MA 为等势线,电场必与其垂线OC 方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α,由几何关系可得

α=30° ⑩

即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°。 设场强的大小为E ,有

qEd cos30=∆E PA (11)

由④⑦(11)式得 E=

3mg

(12) 6q

33.[物理-选修3-3](15分) (1)(6分) ADE 。

(2)(9分)解:设气缸的横截面积为S ,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为∆p ,由玻意耳

定律得

1

phS =(p +∆p )(h -h ) S ①

4

解得

∆p =

1

p ② 3

外界的温度变为T 后,设活塞距底面的高度为h '。根据盖一吕萨克定律,得

1

(h -h ) S

h 'S = ③

T 0T

解得

h '=

3T

h ④ 4T 0

根据题意可得

∆p=

mg

⑤ S

气体最后的体积为

V =Sh ' ⑥

联立②④⑤⑥式得

V =

9mghT

4pT 0

34.[物理—选修3-4](15分) (1)(6分) ACE 。 (2)(9分)

(i )解:在O 点左侧,设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临

界角θ,则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有

sin θ=

由几何关系有

1

① n

θ

OE =R sin θ ②

图a

由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为

l =2OE ③

联立①②③式,代入已知数据得

l =

(ii )

解:设光线在距O 点3R 的C 点射入后,在上表面的入射角为α,2

1式和已知条件得 由几何关系及○

α=60°>θ ⑤

光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G 点射出,如图。由反射定律和几何关系得

OG =OC = ⑥ 射到G 点的光有一部分被反射,沿原路返回到达

C 点射出。

35.[物理—选修3-5](15分)

(1)(6分) BCD 。

(2)(9分)

(i )解:设B 球第一次到达地面时的速度大小为v B ,由运动学公式有

v B ①

将h=0.8m代入上式,得

v B =4m /s ②

(ii )解:

设两球相碰前后,A 球的速度大小分别为v 1和v 1(v 1=0

),B 球的速度分别为v 2和v 2。由运动学规律可得 ' ' '

v 1=gt ③

由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰前后的动量守恒,总动能保持不变。规定向下的方向为正,有

m A v 1+m B v 2=m B v 2' ④

111m A v 12+m B v 22=m B v 2'2 ⑤ 222

设B 球与地面相碰后的速度大小为v B ,由运动学及碰撞的规律可得 '

v B '=v B ⑥

设P 点距地面的高度为h ',由运动学规律可得

v -v 2h '=B ⑦ 2g

联立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知条件可得 ' 2

h '=0.75m ⑧


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