全國新課標(biāo)(卷一)高考物理試題

2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ(物理課標(biāo))14．（2014-全國卷1-單選）在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化【答案】D【解析】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．本題中的A、B選項都不會使電路中的磁通量發(fā)生變化，不滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，故不正確．C選項雖然在插入條形磁鐵瞬間電路中的磁通量發(fā)生變化，但是當(dāng)人到相鄰房間時，電路已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電路中的磁通量不再發(fā)生變化，故觀察不到感應(yīng)電流．在給線圈通電、斷電瞬間，會引起閉合電路磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此D選項正確．15．（2014-全國卷1-單選）關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A．安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B．安培力的方向總是垂直于磁場的方向C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D．將直導(dǎo)線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话搿敬鸢浮緽【解析】本題考查安培力的大小和方向．安培力總是垂直于磁場與電流所決定的平面，因此，安培力總與磁場和電流垂直，A錯誤，B正確；安培力F＝BILsinθ，其中θ是電流方向與磁場方向的夾角，C錯誤；將直導(dǎo)線從中點折成直角，導(dǎo)線受到安培力的情況與直角導(dǎo)線在磁場中的放置情況有關(guān)，并不一定變?yōu)樵瓉淼囊话?，D錯誤．16．（2014-全國卷1-單選）如圖所示，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場(未面出)，一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂直于鋁板向上射出，從Q點穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點O，已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變．不計重力．鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為()A．2B.eq\r(2)C．1D.eq\f(\r(2),2)【答案】D【解析】本題考查了帶電粒子在磁場中的運動．根據(jù)qvB＝eq\f(mv2,r)有eq\f(B1,B2)＝eq\f(r2,r1)·eq\f(v1,v2)，穿過鋁板后粒子動能減半，則eq\f(v1,v2)＝eq\r(2)，穿過鋁板后粒子運動半徑減半，則eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,2)，因此eq\f(B1,B2)＝eq\f(\r(2),2)，D正確．17．（2014-全國卷1-單選）如圖所示，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))．與穩(wěn)定在豎直位置時相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不變D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定【答案】A【解析】本題考查了牛頓第二定律與受力分析．設(shè)橡皮筋原長為l0，小球靜止時設(shè)橡皮筋伸長x1，由平衡條件有kx1＝mg，小球距離懸點高度h＝l0＋x1＝l0＋eq\f(mg,k)，加速時，設(shè)橡皮筋與水平方向夾角為θ，此時橡皮筋伸長x2，小球在豎直方向上受力平衡，有kx2sinθ＝mg，小球距離懸點高度h′＝(l0＋x2)sinθ＝l0sinθ＋eq\f(mg,k)，因此小球高度升高了．圖(b)(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系．(2)由圖(b)可知，a-m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是________．(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是________．【答案】(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量【解析】本題考查了驗證牛頓第二定律的實驗．(1)根據(jù)圖中描出的各點作出的圖像不是一條直線，故小車的加速度和鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系．(2)圖像不過原點，小車受到拉力但沒有加速度，原因是有摩擦力的影響．(3)平衡摩擦力之后，在滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以得出在小車質(zhì)量不變的情況下拉力與加速度成正比的結(jié)論．23．（2014-全國卷1）利用如圖(a)所示電路，可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，所用的實驗器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值999.9Ω)，電阻R0(阻值為3.0Ω)，電阻R1(阻值為3.0Ω)，電流表A(量程為200mA，內(nèi)阻為RA＝6.0Ω)，開關(guān)S.圖(a)實驗步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻值箱相應(yīng)的阻值R；③以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作eq\f(1,I)-R圖線(用直線擬合)；④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.回答下列問題：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則eq\f(1,I)與R的關(guān)系式為________．(2)實驗得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0Ω時電流表的示數(shù)如圖(b)所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0圖(b)圖(c)(3)在圖(c)的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k＝________A－1Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.【答案】(1)eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(RA＋\f(RA＋R1,R1)（r＋R0）))(2)0.1109.09(3)1.0(或在0.96～1.04)之間，6.0(或在5.9～6.1之間)(4)3.0(或在2.7～3.3之間)，1.0(或在0.6～1.4之間)【解析】本題考查了測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗．(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(IRA,R1)＋I(xiàn)))(R＋R0＋r)＋I(xiàn)RA.代入數(shù)據(jù)，化簡得eq\f(1,I)＝eq\f(（RA＋R1）,ER1)R＋eq\f(1,E)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(RA＋R1,R1)（R0＋r）＋RA)).(2)電流表每小格表示4mA，因此電流表讀數(shù)是0.110A，倒數(shù)是9.09A－1.(3)根據(jù)坐標(biāo)紙上給出的點，畫出一條直線，得出斜率k＝1.0A－1·Ω－1，截距b＝6.0A－1.(4)斜率k＝eq\f(RA＋R1,ER1)，因此E＝3.0V，截距b＝eq\f(1,E)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(RA＋\f(RA＋R1,R1)（r＋R0）))，因此r＝eq\f(bE,3)－5＝1.0Ω.24．（2014-全國卷1）公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離．當(dāng)前車突然停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰．通常情況下，人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為1s，當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時，安全距離為120m．設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的eq\f(2,5)，若要求安全距離仍為120m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度．【答案】2m/s(或72km/h)【解析】設(shè)路面干燥時，汽車與地面的動摩擦因數(shù)為μ0，剎車時汽車的加速度大小為a0，安全距離為s，反應(yīng)時間為t0，由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得μ0mg＝ma0①s＝v0t0＋eq\f(veq\o\al(2,0),2a0)②式中，m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度．設(shè)在雨天行駛時，汽車與地面的動摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝eq\f(2,5)μ0③設(shè)在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得μmg＝ma④s＝vt0＋eq\f(v2,2a)⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得v＝20m/s(72km/h)．⑥25．（2014-全國卷1）如圖所示，O，A，B為同一豎直平面內(nèi)的三個點，OB沿豎直方向，∠BOA＝60°，OB＝eq\f(3,2)OA，將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動能自O(shè)點水平向右拋出，小球在運動過程中恰好通過A點，使此小球帶電，電荷量為q(q>0)，同時加一勻強電場，場強方向與△OAB所在平面平行．現(xiàn)從O點以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過了A點，到達(dá)A點時的動能是初動能的3倍；若該小球從O點以同樣的初動能沿另一方向拋出，恰好通過B點，且到達(dá)B點時的動能為初動能的6倍，重力加速度大小為g.求(1)無電場時，小球到達(dá)A點時的動能與初動能的比值；(2)電場強度的大小和方向．【答案】(1)7∶3(2)eq\f(\r(3)mq,6q)，方向略【解析】設(shè)小球的初速度為v0，初動能Ek0，從O點運動到A點的時間為t，令OA＝d，則OB＝eq\f(3,2)d，根據(jù)平拋運動的規(guī)律有dsin60°＝v0t①dcos60°＝eq\f(1,2)gt2②又有Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)③由①②③式得Ek0＝eq\f(3,8)mgd④設(shè)小球到達(dá)A點時的動能為EkA，則EkA＝Ek0＋eq\f(1,2)mgd⑤由④⑤式得eq\f(EkA,Ek0)＝eq\f(7,3).⑥(2)加電場后，小球從O點到A點和B點，高度分別降低了eq\f(d,2)和eq\f(3,2)d，設(shè)電勢能分別減小ΔEpA和ΔEpB，由能量守恒及④式得ΔEpA＝3Ek0－Ek0－eq\f(1,2)mgd＝eq\f(2,3)Ek0⑦ΔEpB＝6Ek0－Ek0－eq\f(3,2)mgd＝Ek0⑧在勻強電場中，沿任一直線，電勢的降落是均勻的，設(shè)直線OB上的M點與A點等電勢，M與O點的距離為x，如圖，則有eq\f(x,\f(3,2)d)＝eq\f(ΔEpA,ΔEpB)⑨解得x＝d，MA為等勢線，電場必與其垂線OC方向平行，設(shè)電場方向與豎直向下的方向的夾角為α，由幾何關(guān)系可得α＝30°⑩即電場方向與豎直向下的方向的夾角為30°.設(shè)場強的大小為E，有qEdcos30°＝ΔEpA?由④⑦?式得E＝eq\f(\r(3)mg,6q).?33．（2014-全國卷1）[物理——選修3－3](1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)．其p-T圖像如圖所示．下列判斷正確的是________．A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D．a(chǎn)、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同【答案】(1)ADE【解析】本題考查了氣體性質(zhì)．因為eq\f(pV,T)＝C，從圖中可以看出，a→b過程eq\f(p,T)不變，則體積V不變，因此a→b過程外力做功W＝0，氣體溫度升高，則ΔU>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＞0，即氣體吸收熱量，A正確；b→c過程氣體溫度不變，ΔU＝0，但氣體壓強減小，由eq\f(pV,T)＝C知V增大，氣體對外做功，W<0，由ΔU＝Q＋W可知Q>0，即氣體吸收熱量，B錯誤；c→a過程氣體壓強不變，溫度降低，則ΔU<0，由eq\f(pV,T)＝C知V減小，外界對氣做功，W>0，由ΔU＝W＋Q可知W<Q，C錯誤；狀態(tài)a溫度最低，而溫度是分子平均動能的標(biāo)志，D正確；b→c過程體積增大了，容器內(nèi)分子數(shù)密度減小，溫度不變，分子平均速率不變，因此容器壁單位面積單位時間受到分子撞擊的次數(shù)減少了，E正確．(2)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)，氣缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動．開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對于氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了eq\f(h,4).若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積．已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g.(2)解：設(shè)氣缸的橫載面積為S，沙子倒在活塞上后，對氣體產(chǎn)生的壓強為Δp，由玻意耳定律得phS＝(p＋Δp)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h－\f(1,4)h))S①解得Δp＝eq\f(1,3)p②外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h′.根據(jù)蓋一呂薩克定律，得eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h－\f(1,4)h))S,T0)＝eq\f(h′S,T)③解得h′＝eq\f(3T,4T0)h④據(jù)題意可得Δp＝eq\f(mg,S)⑤氣體最后的體積為V＝Sh′⑥聯(lián)立②④⑤⑥式得V＝eq\f(9mghT,4pT0).⑦34．（2014-全國卷1）[物理——選修3-4](1)圖(a)為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖．圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在x＝1.5m處的質(zhì)點的振動圖像，P是平衡位置為x＝2m的質(zhì)點．下列說法正確的是________．圖(a)圖(b)A．波速為0.5m/sB．波的傳播方向向右C．0～2s時間內(nèi)，P運動的路程為8cmD．0～2s時間內(nèi)，P向y軸正方向運動E．當(dāng)t＝7s時，P恰好回到平衡位置【答案】ACE【解析】本題考查了機械振動與機械波．v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(2,4)m/s＝0.5m/s，A正確．x＝1.5m處的質(zhì)點在t＝2s時正在向下振動，根據(jù)“上坡下”法可判斷機械波向左傳播，B錯誤；0～2s是半個周期，P點運動的路程為2×4cm＝8cm，C正確，D錯誤；7s是此時刻再經(jīng)過5s，即1eq\f(1,4)T，這時P點剛好回到平衡位置，E正確．(2)一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝eq\r(2).(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(ⅱ)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距eq\f(\r(3),2)R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置．【答案】(2)(ⅰ)eq\r(2)R(ⅱ)略【解析】在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖所示，由全反射條件有sinθ＝eq\f(1,n)①由幾何關(guān)系有OE＝Rsinθ②由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l＝2OE③聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得l＝eq\r(2)R④(ⅱ)設(shè)光線在距O點eq\f(\r(3),2)R的C點射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得α＝60°>θ⑤光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射．最后由G點射出，如圖所示，由反射定律和幾何關(guān)系得OG＝OC＝eq\f(\r(3),2)R⑥射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點射出．35．（2014-全國卷1）[物理——選修3－5](1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是________．A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強E．一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線【答案】(1)BCD【解析】本題考查了原子核的衰變．原子序數(shù)大于83的元素才可以發(fā)生衰變