高考全国Ⅱ理综试题及答案解析物理精校版 7页

‎2017年普通高等学校招生全国统一考试（全国Ⅱ）‎ 理科综合能力测试（物理）‎ 第一部分（选择题 共48分）‎ 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48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．【2017年全国Ⅱ，14，6分】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 ‎【答案】A ‎【解析】AB、大圆环是光滑的，则小环和大环之间没有摩擦力；大环对小环的支持力总是垂直于小环 的速度方向，所以大环对小环没有做功，故A正确，B错误；CD、小环在运动过程中，在大环的上半 部分运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，运动到大环的下半部分时，支持力指向大环的圆心，‎ 故CD错误，故选A。‎ ‎【点评】本题考查了功的两要素：第一是有力作用在物体上；第二是物体在力的作用下产生位移。‎ ‎15．【2017年全国Ⅱ，15，6分】一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列 说法正确的是（ ）‎ A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能 ‎ B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间 ‎ D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 ‎【答案】B ‎【解析】AB、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，根据系统动量守恒知，衰变后钍核和粒子动量之和为零，可知衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小，根据知，由于钍核和粒子质量不同，则动能不同，故A错误，B正确．C、半衰期是原子核有半数发生衰变的时间，故C错误．D、衰变的过程中有质量亏损，即衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误，故选B。‎ ‎【点评】本题考查了原子核的衰变，知道半衰期的定义，注意衰变过程中动量守恒，总动量为零，以及知道动量 和动能的大小关系。‎ ‎16．【2017年全国Ⅱ，16，6分】如图，一物块在水平拉力的作用下沿水平桌面做匀速直线运 动。若保持的大小不变，而方向与水平面成角，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． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：；当拉力倾斜时，物体受力分析如图 由，可知摩擦力为： ，，代入数据为：‎ ‎，联立可得：，故选C。‎ ‎【点评】本题考查了共点力的平衡，解决本题的关键是把拉力进行分解，然后列平衡方程。‎ ‎17．【2017年全国Ⅱ，17，6分】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，一小物快以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物快落地点到轨道下 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（ ）（重力加速度为）‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】B ‎【解析】设半圆的半径为，根据动能定理得：，离开最高点做平抛运动，有：‎ ‎，，联立解得：，可知当时，水平 位移最大，故选B。‎ ‎【点评】本题考查了动能定理与圆周运动和平抛运动的综合运用，得出水平位移的表达式是解决本题的关键，本 题对数学能力的要求较高，需加强这方面的训练。‎ ‎18．【2017年全国Ⅱ，18，6分】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，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点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，‎ 若粒子射入的速度为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度 为，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，则为 ‎（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】设圆形区域磁场的半径为，当速度大小为时，从点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为（图甲）时，由题意知，由几何关系得轨迹圆半径为；从点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为（图乙）；由题意知，由几何关系得轨迹圆的半径为；根据洛伦兹力充当向心力可知：，解得：，故速度与半径成正比，因此，故选C。‎ ‎【点评】本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动的临界问题．根据题意画出轨迹、定出轨迹半径是关键，注意最远点时的连线应是轨迹圆的直径。‎ ‎19．【2017年全国Ⅱ，19，6分】如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，，为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从经过，到的运动过程中（ ）‎ A．从到所用的时间等于 B．从到阶段，机械能逐渐变大 C．从到阶段，速率逐渐变大 D．从到阶段，万有引力对它先做负功后做正功 ‎【答案】CD ‎【解析】A、海王星在段的速度大小大于段的速度大小，则段的时间小于段的时间，所以到 所用的时间小于，故A错误．B、从到的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故 B错误．C、从到阶段，万有引力做负功，速率减小，故C正确．D、根据万有引力方向与速度方 向的关系知，从到阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确，故选CD。‎ ‎【点评】解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从到和到的运动是对称的，‎ 但是到和到不是对称的。‎ ‎20．【2017年全国Ⅱ，20，6分】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、‎ 总电阻为的正方形导线框位于纸面内，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，边于时刻进入磁场。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 ‎ B．导线框运动速度的大小为 C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D．在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为 ‎【答案】BC ‎【解析】AB、由图象可以看出，没有感应电动势，所以从开始到进入用时，导线框匀速运动的速度为：，根据知磁感应强度为：，故A错误，B正确．C、由b图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针，根据楞次定律得，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C正确．D、在内，导线框所受的安培力，故D错误，故选BC。‎ ‎【点评】本题考查了导线切割磁感线运动，掌握切割产生的感应电动势公式以及楞次定律，本题能够从图象中获取感应电动势的大小、方向、运动时间等。‎ ‎21．【2017年全国Ⅱ，21，6分】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 ‎【答案】AD ‎【解析】AD、当左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉或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，通电后根据左手定则可知下边受到的安培力方向向左，线圈开始转动，在前半轴转动过程中，线圈中有电流，安培力做正功，后半周电路中没有电流，安培力不做功，由于惯性线圈能够连续转动，故A、D正确；B、线圈中电流始终存在，安培力先做正功后做负功，但同时重力做负功，因此在转过一半前线圈的速度即减为0，线圈只能摆动，故B错误；C、左右转轴不能同时接通电源，始终无法形成闭合回路，电路中无电流，不会转动，故C错误，故选AD。‎ ‎【点评】本电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理，在转动过程中，分析线圈中电流方向和安培力做功情况 是解答本题的关键。‎ 第二部分（非选择题 共62分）‎ ‎（一）必考题（本部分共4小题，共47分）‎ ‎22．【2017年全国Ⅱ，22，6分】某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关 系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的挡光片、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；‎ ‎③用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中的位置相同，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图，如图（c）所示完成下列填空：‎ ‎（1）用表示滑块下滑的加速度大小，用表示挡 光片前端到达光电门时 ‎ 滑块的瞬时速度大小，则与 、和的关系式为=__________；‎ ‎（2）由图（c）可求得____________， __________（结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】（1）；（2）52.1，16.3。‎ ‎【解析】（1）某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则等于挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度，根据速度时间公式得：。‎ ‎（2）由知，纵轴截距等于，图线的斜率，由图可知：vA=52.1cm/s，‎ ‎。‎ ‎【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，对于图线问题，一般解题思路是得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率和截距进行求解。‎ ‎23．【2017年全国Ⅱ，23，9分】某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为， ‎ 内阻大约为）的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器，（其中一个阻值为 ‎，另一个阻值为）；电阻箱（最大阻值为）；电源（电动势约为）；‎ 单刀双掷开关和．、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：‎ ‎ ①的阻值为___________（填“20”或“2000”）‎ ‎ ②为了保护微安表，开始时将的滑片滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端（填“左”或“右”）对应 的位置；将的滑片D置于中间位置附近。‎ ‎③将电阻箱的阻值置于，接通。将的滑片置于适当位置，再反复调 节的滑片的位置、最终使得接通前后，微安表的示数保持不变，这说明 接通前与所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）‎ ‎④将电阻箱和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将的阻值置于 时，在接通前后，微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为_________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：__________________________________ ‎ ‎______________________________________________________ ‎ ‎【答案】（1）如下图；（2）①20；②左；③相等；④2550；（3）调节上的分压，尽可能使 微安表接近满量程。‎ ‎【解析】（1）根据电路原理图在实物图上连线，如图所示：‎ ‎（2）①应选择阻值较小的滑动变阻器，这样连接当闭合前后外电压变化较小，可 以减少误差；故；‎ ‎②为了保护微安表，通过微安表的电流应从零逐渐增大，当滑片滑到滑动变阻 器的最左端时，通过微安表的电流为零．所以开始时，滑片C应滑到滑动变阻 器的最左端；‎ ‎③接通前后，微安表的示数保持不变，则微安表两端的电压不变，又微安表右 端电势在接通前后保持不变，所以说明接通前与所在位置的电势相等；‎ ‎④设微安表内阻为，根据题意有，解得。‎ ‎（3）为了提高精度，可以调节上的分压，尽可能使微安表接近满量程。‎ ‎【点评】对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题，一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展，延伸，所以一定要熟练掌握教材中的重要实验．对于实验仪器的选取一般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则。‎ ‎24．【2017年全国Ⅱ，24，12分】为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离和 处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于起跑线 上，教练员将冰球以速度击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板：冰球被击出 的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到 达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达当帮时的速度为。重力加速度为 ‎。求：‎ ‎（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；‎ ‎（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。‎ 解：（1）解法1：‎ 对冰球分析，根据速度位移公式得：，加速度为：，根据牛顿第二定律得：，‎ 解得冰球与冰面之间的动摩擦因数为：。‎ 解法2：‎ 设冰球的质量为，冰球与冰面之间的动摩擦因数为，由动能定理得，‎ 解得。‎ ‎（2）解法1：‎ 根据两者运动时间相等，有：，解得运动员到达小旗处的最小速度为：，‎ 则最小加速度为：。‎ 解法2：‎ 冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最小。‎ 设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为和，所用的时间为。由运动学公式得：‎ ‎，，，联立上式得：。‎ ‎【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，难度不大。‎ ‎25．【2017年全国Ⅱ，25，20分】如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存 在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为和 的带电小球、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 用下浸入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知离开电场时的速度方向竖直向下；‎ 在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为刚离开电场时的动能的倍。不计 空气阻力，重力加速度大小为。求：‎ ‎（1）与在电场中沿水平方向的位移之比；‎ ‎（2）点距电场上边界的高度；‎ ‎（3）该电场的电场强度大小。‎ 解：（1）两带电小球的电量相同，可知球在电场中水平方向上做匀加速直线运动，球在水平方向上做匀减速直线运动，水平方向上的加速度大小相等，两球在竖直方向均受重力，竖直方向上做加速度为的匀加速直线运动，由于竖直方向上的位移相等，则运动的时间相等，设水平方向的加速度大小为，‎ 对，有：，对：，，可得，解得。‎ ‎ （2）设正电小球离开电场时的竖直分速度为，水平分速度为，两球离开电场时竖直分速度相等，‎ 因为在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为刚离开电场时的动能的倍，‎ 则有：，解得，因为，则，‎ 因为做直线运动，设小球进电场时在竖直方向上的分速度为，则有：，解得，‎ 在竖直方向上有：，，解得点距电场上边界的高度。‎ ‎（3）因为做直线运动，合力方向与速度方向在同一条直线上，有：，‎ 则电场的电场强度。‎ ‎【点评】本题考查了带电小球在复合场中的运动，理清两球在整个过程中的运动规律，将运动分解为水平方向和竖直方向，结合运动学公式灵活求解。‎ ‎（二）选考题（共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题做答，如果多做，则每学科按所做的第一题计分）‎ ‎33．【2017年全国Ⅱ，33，15分】【选修3-3】‎ ‎ （1）（5分）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_______。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；有选错的得0分）‎ 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 ‎【答案】ABD ‎【解析】AC、抽开隔板时，气体体积变大，但是右方是真空，又没有热传递，则根据可知，气体的内能不变，A正确，C错误；BD、气体被压缩的过程中，外界对气体做功，根据可知，气体内能增大，BD正确；E、气体被压缩时，外界做功，内能增大，气体分子平均动能是变化的，E错误，故选ABD。‎ ‎【点评】本题考查了气体内能和理想气体的三个变化过程，掌握内能的方程和理想气体方程才能使这样的题目变得容易。‎ ‎ （2）（10分）一热气球体积为，内部充有温度为的热空气，气球外冷空气的温度为。已知空气在1‎ 个大气压、温度为时的密度为，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。‎ ‎（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，求充气后它还能托起的最大质量。‎ 解：（i）设1个大气压下质量为的空气在温度为时的体积为，密度为，设温度为的体积为，‎ 密度为，由盖﹣吕萨克定律得联立可得：‎ 气球受到的浮力为，联立可得：；‎ ‎（ii）根据可得，气球内空气的重力为。‎ ‎（iii）气球要漂浮在空气中，则气球总重力等于冷空气的浮力，假如还能托起的最大质量为，‎ 则，所以。‎ ‎【点评】本题考查了理想气体的特点和平衡问题．对于这种问题，心理上不要惧怕，从一些重要的知识点入手，应用相应的公式即可求解。‎ ‎34．【2017年全国Ⅱ，34，15分】【选修3-4】‎ ‎ （1）（5分）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_______。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；有选错的得0分）‎ 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 ‎【答案】ACD ‎【解析】根据双缝干涉条纹间距公式知，增大入射光的波长、减小双缝间距，以及增大屏幕与双缝的距离，可以增大条纹的间距，由于红光的波长大于绿光的波长，可知换用红色激光可以增大条纹间距，故ACD正确，BE错误，故选ACD。‎ ‎【点评】解决本题的关键知道双缝干涉条纹间距公式，以及知道各种色光的波长大小关系，基础题。‎ ‎（2）（10分）一直桶状容器的高为，底面是边长为的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴、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点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。‎ 解：设从光源发出的光直接射到点的光线的入射角为，折射角为，在剖面内做光源相对于镜 面的对称点，连接，交镜面与点，由光源射向点的光线反射后由射向点，设入 射角为，折射角为，如图；设液体的折射率为，由折射定律：，‎ 由题意：联立得：由图中几何关系可得：‎ ‎；，联立得：。‎ ‎【点评】本题首先要正确作出光路图，深刻理解折射率的求法，运用几何知识求入射角与折射角的正弦是解答的关键。‎