高考理综物理真题及解析新课标Ⅰ卷 13页

‎2014年普通高等学校招生全国统一考试 理综——物理解析版（新课标第I卷）‎ 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。答卷前，考试务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。‎ ‎2. 回答第I卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号，写在本试卷上无效。‎ ‎3. 回答第II卷时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。‎ ‎4. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。‎ 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 F19 AL27 P31 S32‎ ‎ Ca 40 Fe56 Cu64 Br 80 Ag108‎ 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎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瑞与相邻房间的电流表连接。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 ‎14.【答案】：D ‎ 【解析】：穿过线圈磁通量不变，不产生感应电流时，电流表指针不会偏转，A错的；在通电线圈中通电后，穿过旁边放置的线圈磁通量不变，不能产生感应电流，B错的；当插入磁铁时，能产生感应电流，但当跑到另一房间观察时，穿过线圈磁通量不变，不能产生感应电流，C错的；在通电与断电瞬间，磁通量生了变化，有感应电流，D对的。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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 ‎15.【答案】：B ‎ 【解析】：由左手定则安培力方向一定垂直于导线和磁场方向，A错的B对的；F=BIL sin θ,安培力大小与磁场和电流夹角有关，C错误的；从中点折成直角后，导线的有效长度不等于导线长度一半，D错的 ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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)。一带电拉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。已知拉子穿越铝板时，其动能损失一半，这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 13‎ A．2 B． C．1 D．‎ ‎16.【答案】：D ‎ 【解析】：动能是原来的一半，则速度是原来的倍，又由得上方磁场是下方磁场的倍，选D。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎17.如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。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 B.一定降低 C.保持不变 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 ‎17．【答案】：A ‎ 【解析】：竖直平衡时kx1=mg，加速时，令橡皮筋与竖直方向夹角为θ，则kx2 cosθ=mg，可得； 静止时，球到悬点的竖直距离，加速时，球到悬点的竖直距离，比较可得，，选项A正确。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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 13‎ ‎18．【答案】：C ‎ 【解析】：由图b看出c、d电压在某小段时间不变，则a、b中电流在该段时间是均匀变化的，只能是图像C。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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日火里冲日；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土星的一半 D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 ‎19．【答案】BD ‎ 解析：令地球周期为w0，地外行星周期为w，由w0t－wt=2π 13‎ 得各地外行星相邻两次冲日时间间隔不等于一年，A错的；根据开普勒第三定律或得，木星周期大约是11.5年,则木星的冲日周期由w0t－wt=2π，得年，上次木星冲日在2014年1月6日，则2015年一年时间内一定出现冲日，B选项正确；天王星与土星轨道半径之比为2:1，周期之比为2:1，由w0t－wt=2π可得C错的；由 w0t－wt=2π，越高越慢，w越小，t就越小，D对的。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎20.如图.两个质盘均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平四盘上，a与转轴00'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转轴缓慢地加速转动，用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．是b开始滑动的临界角速度 D．当时，a所受摩擦力的大小为kmg ‎20．【答案】：A C ‎ 【解析】：两物块共轴转动，角速度相等，b的转动半径是a的2倍，所以b物块最先达到最大静摩擦，最先滑动，A对的；两物块的向心力由静摩擦力提供的，由于半径不等，所以向心力不等，B错误的；当b要滑动时kmg=mw2.2L，所以C对的；同理b要滑动时，‎ kmg=mw2.L，解得其临界角速度，显然实际角速度小于临界角速度，b还没达到最大静摩擦力，D错误的。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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的中点，M =300. M、N、P、 F四点处的电势分别用、、、表示。己知=，=，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，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 13‎ D. 大于 ‎21．【答案】：A D ‎ 【解析】：因为M、N电势相等，P、F电势相等，M、N处在同一个圆上，同理P、F处在同一个圆上，连接M、N和P、F分别作他们的垂直平分线，必交于一点，则由几何关系得到交于PM上，A对的；这是点电荷电场，不是匀强电场，B错误的；这是正电荷，距离点电荷越远，电势越小，电势能越小，C错D对的。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎22. (6分)‎ ‎ 某同学利用图(a)所示实验装置及数字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，可能的原因是存在 。‎ ‎(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，则实脸中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应满足的条件是 。‎ ‎【答案】：（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。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ 13‎ ‎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999.90).电阻R0(阻值为3.0)，电阻R1,(阻值为3.0).电流表(量程为200mA.内阻为RA = 6.0).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；‎ ‎③以为纵坐标，R为横坐标，作粤图线(用直线线拟合)；‎ ‎④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距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，则与R的关系式为 。‎ ‎ ‎ ‎ (2)实脸得到的部分数据如下表所示，其中电阻R = 3.O)时电流表的示数如图(b)所示，读出数据.完成下表。答：① ，② 。‎ ‎ (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= A-1-1，截距b= A-1，.‎ ‎(4)根据图线求得电源电动势E= V，内阻r= 。‎ R/Ω ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎6.0‎ ‎7.0‎ I/A ‎0.143‎ ‎0.125‎ ‎①‎ ‎0.100‎ ‎0.091‎ ‎0.084‎ ‎0.077‎ I-1/A-1‎ ‎6.99‎ ‎8.00‎ ‎②‎ ‎10.0‎ ‎11.0‎ ‎11.9‎ ‎13.0‎ ‎【答案】：（1）（1）E=I总（R+R0+r）+IRA，I总=I+I1，I1R1= IRA，三式联立得 ‎=R+(R0+r)+‎ ‎（2）① 0.110 ，② 9.09 。‎ ‎（3）见答图c；1.0（0.96-1.04之间）；6.0（5.9-6.1之间）‎ ‎(4)3.0（2.7-3.3之间）；1.0（0.6-1.4之间）‎ 13‎ ‎【解析】(1)由于电流表与电阻R1并联，且RA=6.0Ω，R1=3.0Ω，当电流表示数为I时，电路总电流应为3I。根据闭合电路欧姆定律有：E=3I(+R0+R+r)，代入数据整理得：‎ ‎ (2)根据图（b）可得电流表示数为110mA=0.110A；所以1/I=9.09‎ ‎ (3)见图(c)答 ‎(4) 根据和图象可得：，，解得：E=3V r=1.0Ω ‎（2014年全国卷1）‎ ‎24. (12分)‎ 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机以采取刹车措施，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。‎ ‎24.【word版解析】：令晴天时加速度为a1，据 ‎ μmg=m a1 ① 得 ‎ a1=μg 由题意得 S=vt+ ②‎ 代入得，‎ a1=5m/s2‎ 同理：雨天时a2=2/5 a1=2 m/s2 ‎ 代入②得v=20(24舍去)m/s ‎24.【图片版解析】‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎25. (20分)‎ 13‎ ‎ 如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，BOA = 600，OB=OA。将一将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，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点时的动能为初动能的6倍。重力加速度大小为g。求 ‎ (I)无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；‎ ‎(2)电场强度的大小和方向。‎ ‎25.【word版解析】：（1）由平抛运动的规律，‎ ‎ h=gt2‎ ‎ x=vt ‎ =‎ ‎ 得2 v0=3gt ‎ ‎ 所以h=gt2=‎ ‎ 由动能定理得 ‎ mgh=Ek－ m v02‎ ‎ Ek= m v02‎ ‎ 所以Ek：Ek0=7:3‎ ‎（2）令OA=2L,OB=3L 由动能定理得 ‎ UOAq+mg .2L sin 300=Ek1－Ek0‎ UOBq+mg 3L=Ek12－Ek0‎ 由上式mg .2L sin 300==m v02‎ 解得UOAq= m v02‎ UOBq=m v02‎ 所以UOA=UOB 场强方向在∠AOB的角平分线上，从O点斜向下与竖直方向成300角。‎ 由上式Eq2L sin 600= m v02‎ mg .2L sin 300==m v02‎ 13‎ 所以E=mg ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 ‎33 （1）【答案】：ADE【解析】 从a 到b的过程，根据图线过原点可得，所以为等容变化过程，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以温度升高，只能是吸热的结果， A正确；从b到c的过程温度不变，可是压强变小，说明体积膨胀，对外做功，理应内能减少温度降低，而温度不变说明从外界吸热，B错误；从 c 到a的过程，压强不变，根据温度降低说明内能减少，根据改变内能的两种方式及做功和热传递的结果是内能减少，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量， C错误。分子的平均动能与温度有关，状态 a 的温度最低，所以分子平均动能最小，D正确； b和c两个状态，温度相同，即分子运动的平均速率相等，单个分子对容器壁的平均撞击力相等，根据b压强大，可判断状态 b 单位时间内容器壁受到分子撞击的改数多，E正确。‎ ‎ （2014年全国卷1）‎ ‎ (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To。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.若此后外界的温度变为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。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】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Δp，由玻意耳定律得 ‎ phS =(p +Δp)(h -h)S ①‎ 解得 Δp =p ②‎ 13‎ 外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′。根据盖—吕萨克定律，得 ‎ = ③‎ 解得 h′=h ④‎ 据题意可得 Δp = ⑤‎ 气体最后的体积为V =Sh′ ⑥‎ 联立②④⑤⑥式得 ‎ V = ⑦‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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。‎ A.波速为为.5m/s B.波的传播方向向右 C. 0-2 s时间内，p运动的路程为8cm D. 0^-2 s时间内，p向y轴正方向运动 E.当t= 7s时，p恰好回到平街位置 答案：ACE ‎【解析】根据图(a)的波形图判断机械波的波长λ=2m，根据图(b)可得振动周期T=4s，所以波速v=λ/T=0.5m/s，A正确；根据图(b)可判断x=1.5m的质点在t=2s振动方向为y轴负方向，在图(a)中，根据质点振动方向和传播方向在图像同一侧可判断波的传播方向向左，B错误；t=2s 时质点P在最低点，根据周期T=4s，可知T=0 时质点P在最高点，所以0~2s时间内质点P通过的路程为2倍的振幅即8cm，C 正确； 0~2s质点P向y轴负方向运动，D错误；t=2s到t =7s共经5s为5T/4，所以质点P刚好回到平衡位置，E正确。‎ ‎ (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为半圈的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为。‎ ‎(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?‎ 13‎ ‎(ⅱ)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。‎ ‎34.（1）【答案】：A C E ‎ 【解析】：由图像波长是2m，周期是4s，所以波速是0.5m/s,A对的；t=2s时x=1.5m处质点向下振动，由上坡法波向左传播，B错的；0—2s内，质点振动半个周期，路程为8cm，‎ ‎ C对的；2s时P在波谷，0—2s内P向y负向振动，D错的；2s时P在波谷，再过5sP回到平衡位置，E对。‎ ‎（2）【解析】：(i)在0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 ‎ ①‎ 由几何关系有 ‎ ②‎ 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 ‎ ③‎ 联立∞③式，代入已知数据羁 ‎ ④‎ ‎ (ii)设光线在距O点R的c点射入后，在上表面入射角为，由几何关系及①式和已知条件得 A ‎ a=60'> ⑤‎ 13‎ 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：‎ ‎ ⑥‎ 射到G点的光线有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。‎ ‎（2014年全国卷1）‎ ‎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)‎ ‎ 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的温度无关 ‎ C.放射性元萦与别的元紊形成化合物时仍具有放射性 ‎ D. 、和三种射线中，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、和三种射线 ‎35.（1）答案：BCD【解析】只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期决定于由原子核内部的结构，与外界温度及化学作用等无关，B正确；放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，C正确；α、β和γ；三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，D正确； 一个原子核在一次衰变中，要是α衰变、要么是β衰变，同时伴随着能量的释放，即γ射线，E错误。‎ ‎ （2014年全国卷1）‎ ‎ (2) (9分)如图，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度b=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mB=3mA，重力加速度大小g=10m/s2，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点距离地面的高度。‎ 13‎ ‎35. （2）【答案】(i) 4m/s (ii) 0.75m ‎ ‎【解析】(i)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有 ‎ vB = ①‎ 将h =0.8m代入上式，得 ‎ vB =4m/s ②‎ ‎(ii)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1′(v1′ =0)，B球的速度分别为v2和v2′，由运动学规律可得 ‎ v1 =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 ‎ mAv1+ mBv2 =mBv2′ ④‎ ‎ mAv+mBv=mB ⑤‎ 设B球与地面相碰后的速度大小为vB′，由运动学及碰撞的规律可得 ‎ vB′= vB ⑥‎ 设P点距地面的高度为h′，由运动学规律可得 ‎ h′ = ⑦‎ 联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得 ‎ h′ =0.75m ⑧‎ 13‎