高考理综物理部分答案与解析课标卷2 12页

‎2017年高考理科综合能力测试物理部分（课标卷2）‎ 答案与解析 ‎ [2017·全国卷Ⅱ．14] 如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力(　　)　‎ A．一直不做功 B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心 ‎14．A　[解析] 光滑大圆环对小环的作用力只有弹力，而弹力总跟接触面垂直，且小环的速度总是沿大圆环切线方向，故弹力一直不做功，A正确，B错误；当小环处于最高点和最低点时，大圆环对小环的作用力均竖直向上，C、D错误．‎ ‎ [2017·全国卷Ⅱ．15] 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He.下列说法正确的是(　　)‎ A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 ‎15．B　[解析] 衰变过程动量守恒，生成的钍核的动量与α粒子的动量等大反向，根据Ek＝，可知衰变后钍核的动能小于α粒子的动能，所以B正确，A错误；半衰期是一半数量的铀核衰变需要的时间，C错误；衰变过程放出能量，质量发生亏损，D错误．‎ ‎ [2017·全国卷Ⅱ．16] 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°‎ 角，物块也恰好做匀速直线运动，物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)‎ A．2－ B. C. D. ‎ ‎16．C　[解析] 因为物块均做匀速直线运动，所以拉力水平时，F＝μmg，拉力倾斜时，将F沿水平方向和竖直方向分解，根据平衡条件有Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，解得μ＝.‎ ‎ [2017·全国卷Ⅱ．17] 如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直．一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)(　　)‎ A. B. C. D. ‎17．B　[解析] 物块上升到最高点的过程，机械能守恒，有mv2＝2mgr＋mv，由平抛运动规律，水平方向，有x＝v1t，竖直方向，有2r＝gt2，解得x＝，当r＝时，x最大，B正确．‎ ‎ [2017·全国卷Ⅱ．18] 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场．若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互作用．则v2∶v1为(　　)‎ A.∶2 B.∶‎1 C.∶1 D．3∶ ‎18．C　[解析] 当粒子在磁场中运动轨迹是半圆时，出射点与入射点的距离最远，故射入的速率为v1时，对应轨道半径为r1＝Rsin 30°，射入的速率为v2时，对应轨道半径为r2＝Rsin 60°，由半径公式r＝可知轨道半径与速率成正比，因此＝＝，C正确．‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．19] (多选) 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(　　)‎ A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 ‎19．CD　[解析] 海王星从P经M到Q点的时间为，在近日点附近速率大，在远日点附近速率小，所以从P到M所用的时间小于，A错误；海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，机械能守恒，B错误；由开普勒第二定律可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小， C正确；从M到N阶段，海王星与太阳的距离先增大后减小，万有引力对它先做负功后做正功，D正确．‎ ‎ [2017·全国卷Ⅱ．20] (多选) 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为‎0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是(　　)‎ A．磁感应强度的大小为0.5 T B．导线框运动速度的大小为‎0.5 m/s C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N ‎20．BC　[解析] 导线框运动的速度v＝＝ m/s＝‎0.5 m/s，根据E＝BLv＝0.01 V可知，B＝0.2 T，A错误，B正确；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，C正确；在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I＝＝ A＝‎2 A，安培力大小为F＝BIL＝0.04 N，D错误．‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．21] (多选) 某同学自制的简易电动机示意图如图所示，矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将(　　)‎ A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉 D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉 ‎21．AD　[解析] 若将左、右转轴上、下两侧的绝缘漆都刮掉，线圈的上、下两边受安培力而使线圈转动，转过周后上、下两边受到的安培力使线圈速度减小至零，然后反向转回来，最终做摆动，B错误；若将左转轴上侧的绝缘漆刮掉，且右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，C 错误；若将左转轴下侧或上、下两侧的绝缘漆都刮掉，且右转轴下侧的绝缘漆刮掉，线圈的上、下两边受安培力而使线圈转动，转过半周后电路不能接通，线圈能继续按原方向转动，转过一周后上、下两边再次受到同样的安培力而使线圈继续转动，A、D正确．‎ ‎ [2017·全国卷Ⅱ．22] 某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；‎ ‎③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度，如图(b)所示，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出-Δt图，如图(c)所示．‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为＝________．‎ ‎(2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________cm/s2.(结果保留3位有效数字)‎ ‎22．[答案] (1)vA＋Δt(2)52.1　16.3 ‎ ‎ [解析] (1)挡光片完全经过光电门时的速度v＝vA＋aΔt，又因为＝，解得＝vA＋aΔt.‎ ‎(2)根据图像可知vA＝‎52.1 cm/s，求得a＝‎16.3 cm/s2.‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．23] 某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20 Ω，另一个最大阻值为2000 Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．‎ ‎　 ‎ ‎(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线．‎ ‎(2)完成下列填空：‎ ‎①R1的最大阻值为________(填“‎20”‎或“‎2000”‎)Ω.‎ ‎②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的________(填“左”或“右”)端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．‎ ‎③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)．‎ ‎④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．‎ ‎(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：‎ ‎____________________________________________．‎ ‎23．[答案] (1)连线如图 ‎(2)①20　②左　③相等　④2550‎ ‎(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程 ‎[解析] (2)①滑动变阻器的分压式接法要求选用最大阻值较小的滑动变阻器，因此R1要选择最大阻值为20 Ω的滑动变阻器．‎ ‎②开始时将R1的滑片移动到滑动变阻器的左端对应的位置，可使得微安表上的电压最小，从而保护了微安表．‎ ‎③接通S1前后，微安表的示数保持不变，这说明S1接通前后在BD中无电流流过，可知B与D所在位置的电势相等．‎ ‎④因B与D电势相等，＝，对调后＝，解得RA＝＝2550 Ω.‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．24] 为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s10)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出．小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开．已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍．不计空气阻力，重力加速度大小为g.求：‎ ‎ (1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比；‎ ‎ (2)A点距电场上边界的高度；‎ ‎(3)该电场的电场强度大小．‎ ‎25．[答案] (1)3∶1　(2)H　(3) ‎[解析] (1)设小球M、N在A点水平射出时的初速度大小为v0，则它们进入电场时的水平速度仍然为v0.M、N在电场中运动的时间t相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2.由题给条件和运动学公式得 v0－at＝0　①s1＝v0t＋at2　②s2＝v0t－at2　③‎ 联立①②③式得＝3　④‎ ‎(2)设A点距电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为vy，由运动学公式得 v＝2gh　⑤H＝vyt＋gt2　⑥‎ M进入电场后做直线运动，由几何关系知＝　⑦‎ 联立①②⑤⑥⑦式可得h＝H　⑧‎ ‎(3)设电场强度的大小为E，小球 M进入电场后做直线运动，则＝　⑨‎ 设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2，由动能定理得 Ek1＝m(v＋v)＋mgH＋qEs1　⑩‎ Ek2＝m(v＋v)＋mgH－qEs2　⑪‎ 由已知条件Ek1＝1.5Ek2　⑫‎ 联立④⑤⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得E＝　⑬‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．33] [物理—选修33]‎ ‎ (1)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是________．‎ A．气体自发扩散前后内能相同 B．气体在被压缩的过程中内能增大 C．在自发扩散过程中，气体对外界做功 D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 ‎33．[答案] (1)ABD ‎ [解析] (1)气体向真空自发扩散，对外界不做功，且没有热传递，气体的内能不会改变，A正确，C错误；气体在被压缩的过程中，活塞对气体做功，因汽缸绝热，故气体内能增大，B正确；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，D正确；气体在被压缩的过程中内能增加，而理想气体无分子势能，故气体分子的平均动能增加，选项E错误．‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．33] [物理—选修33]‎ ‎ (2)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.‎ ‎(ⅰ)求该热气球所受浮力的大小；‎ ‎(ⅱ)求该热气球内空气所受的重力；‎ ‎(ⅲ)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．‎ ‎ (2)(ⅰ)Vgρ0　(ⅱ)Vgρ0(ⅲ)Vρ0T0－m0‎ ‎ (2)(ⅰ)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为ρ0＝　①‎ 在温度为T时的体积为VT，密度为ρ(T)＝　②‎ 由盖—吕萨克定律得＝　③‎ 联立①②③式得ρ(T)＝ρ0　④‎ 气球所受到的浮力为f＝ρ(Tb)gV　⑤‎ 联立④⑤式得f＝Vgρ0　⑥‎ ‎(ⅱ)气球内热空气所受的重力为G＝ρ(Ta)Vg　⑦‎ 联立④⑦式得G＝Vgρ0　⑧‎ ‎(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mg＝f－G－m‎0g　⑨‎ 联立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0－m0　⑩‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．34] [物理—选修34]‎ ‎(1)在“双缝干涉”实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________．‎ A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距 D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E．将光源向远离双缝的位置移动 ‎34．[答案] (1)ACD ‎ ‎[解析] (1)两相邻亮条纹间距Δx＝λ，因λ红>λ绿，所以Δx红>Δx绿，故改用红色激光后，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，A正确；因λ蓝<λ绿，所以Δx蓝<Δx绿，B错误；减小双缝间距d会增大条纹间距，C正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，l增大，会使条纹间距变大，D正确；光源与双缝间的距离不影响条纹间距，E错误．‎ ‎[2017·全国卷Ⅱ．34] [物理—选修34]‎ ‎ (2)一直桶状容器的高为‎2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．‎ ‎(2)1.55‎ ‎ (2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线反射后沿ED射向D点．光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示．设液体的折射率为n，由折射定律有 nsin i1＝sin r1　①nsin i2＝sin r2　②‎ 由题意知r1＋r2＝90°　③‎ 联立①②③式得n2＝　④‎ 由几何关系可知sin i1＝＝　⑤sin i2＝＝　⑥‎ 联立④⑤⑥式得n＝1.55　⑦‎