2017年高考北京理綜試題及答案解析(物理)

1、2017年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（北京卷）理科綜合能力測(cè)試（物理）第一部分（選擇題 共48分）（13）【2017年北京，13，6分】以下關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（ ）（A）水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈 （B）水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止（C）水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈 （D）水的溫度升高，每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大【答案】C【解析】水流速度是機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度，不能反映熱運(yùn)動(dòng)情況，A錯(cuò)誤；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；水的溫度升高，水分子的平均速率增大，并非每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大，D錯(cuò)誤；選項(xiàng)C說法正確，故選C。【點(diǎn)評(píng)】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，但單個(gè)分子做

2、無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，單個(gè)分子在高溫時(shí)速率可能較小。（14）【2017年北京，14，6分】如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是（ ）（A）紅光 （B）黃光 （C）綠光 （D）紫光【答案】D【解析】根據(jù)題意作出完整光路圖，如圖所示，光進(jìn)入玻璃磚時(shí)光線偏折角較大，根據(jù)光的折射 定律可知玻璃磚對(duì)光的折射率較大，因此光的頻率應(yīng)高于光，故選D?！军c(diǎn)評(píng)】由教材中白光通過三棱鏡時(shí)發(fā)生色散的演示實(shí)驗(yàn)可知，光線在進(jìn)入棱鏡前后偏折角越大， 棱鏡對(duì)該光的折射率越大，該光的頻率越大。（15）【2017年北京，15，6分】某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖像如圖所示，下列描述正確

3、的是（ ）（A）t=1s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值（B）t=2s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值 （C）t=3s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零 （D）t=4s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值【答案】A【解析】在和時(shí)，振子偏離平衡位置最遠(yuǎn)，速度為零，回復(fù)力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正確，C錯(cuò)誤；在和時(shí)，振子位于平衡位置，速度最大，回復(fù)力和加速度均為零，B、D錯(cuò)誤，故選A。【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)振動(dòng)圖像判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法：沿著時(shí)間軸看去，上坡段質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，下坡段質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)。（16）【2017年北京，16，6分】如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，

4、副線圈接有的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（ ）（A）原線圈的輸入功率為 （B）電流表的讀數(shù)為（C）電壓表的讀數(shù)為 （D）副線圈輸出交流電的周期為【答案】B【解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為，由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為，C錯(cuò)誤；流過電阻的電流為，可知負(fù)載消耗的公率為，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為，A錯(cuò)誤；由可知，電流表的讀數(shù)為，B正確，由交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，周期，D錯(cuò)誤，故選B?！军c(diǎn)評(píng)】理想變壓器原副線圈兩端電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系需注意因果關(guān)系，電壓由原線圈決定副

5、線圈，電流與功率則由副線圈決定原線圈。（17）【2017年北京，17，6分】利用引力常量和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（ ） （A）地球的半徑及重力加速度（不考慮地球自轉(zhuǎn)）（B）人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期（C）月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離（D）地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽間的距離【答案】D【解析】在地球表面附近，在不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下，物體所受重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力，有，可得，（A）能求出地球質(zhì)量。根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星、月球、地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由，解得；由，解得，由，會(huì)消去兩邊的；故B、C能求出地球質(zhì)量，D不能求出。故選D

6、?！军c(diǎn)評(píng)】利用萬有引力定率求出天體質(zhì)量時(shí)，只能求中心天體的質(zhì)量，無法求環(huán)繞天體的質(zhì)量。（18）【2017年北京，18，6分】2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖，大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為（ ）（取普朗克常量，真空光速）（A） （B） （C） （D）【答案】B【解析】一個(gè)處于極紫外波段的光子的能量約為，由題意可知，光子的能量應(yīng)比電離一個(gè)分子的

7、能量稍大，因此數(shù)量級(jí)應(yīng)相同，故選B?！军c(diǎn)評(píng)】根據(jù)題意可知光子的能量足以電離一個(gè)分子，因此該光子的能量應(yīng)比該分子的電離能大，同時(shí)又不能把分子打碎，因此兩者能量具有相同的數(shù)量級(jí)，不能大太多。（19）【2017年北京，19，6分】圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，和為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)瞬間，燈突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)，燈逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈立即變亮，最終與的亮度相同。下列說法正確的是（ ）（A）圖1中，與的電阻值相同 （B）圖1中，閉合，電路穩(wěn)定后，中電流大于中電流 （C）圖2中，變阻器與的電阻值相同（D）圖2中，閉合瞬間，中電流與變阻器中電流相等【答案】C【解析】斷

8、開開關(guān)瞬間，燈突然閃亮，由于線圈的自感，通過的電流逐漸減小，且通過，即自感電流會(huì)大于原來通過的電流，說明閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，通過的電流小于通過的電流，的電阻小于的電阻，A、B錯(cuò)誤；閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，與的亮度相同，說明兩支路的電流相同，因此變阻器與的電阻值相同，C正確；閉合開關(guān)，逐漸變亮，而立即變亮，說明中電流與變阻器中電流不相等，D錯(cuò)誤，故選C。【點(diǎn)評(píng)】線圈在電路中發(fā)生自感現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流要阻礙使原磁場(chǎng)變化的電流變化情況。電流突然增大時(shí)，會(huì)感應(yīng)出逐漸減小的反向電流，使電流逐漸增大；電流突然減小時(shí)，會(huì)感應(yīng)出逐漸減小的正向電流，使電流逐漸減小。（20）【2017年北京，20，6分】物

9、理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如，利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。如圖所示，兩個(gè)可發(fā)射無線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè)，它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為和的無線電波。飛機(jī)降落過程中，當(dāng)接收到和的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說法正確的是（ ）（A）天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強(qiáng) （B）導(dǎo)航利用了與兩種無線電波之間的干涉 （C）兩種無線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 （D）兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合【答案】C【解析】由于兩無線電波波源對(duì)稱分布在跑道兩側(cè)，兩種波長(zhǎng)的無線電波各自發(fā)生干涉，在跑道處干涉均加強(qiáng)，兩種無線電

10、波各自在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定，但不重合，當(dāng)接收到的和的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。由題意，天線發(fā)出的兩種無線電波不必一樣強(qiáng)，A錯(cuò)誤；導(dǎo)航利用了兩種波長(zhǎng)的無線電波電波各自的穩(wěn)定干涉，B錯(cuò)誤；若兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合，則接收到和的信號(hào)都保持最強(qiáng)的位置，不一定在跑道上，D錯(cuò)誤，故選C?！军c(diǎn)評(píng)】波長(zhǎng)相等的兩列波可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，類似雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在兩波源連線的中垂線上干涉始終加強(qiáng)（波長(zhǎng)差為零）。第二部分（非選擇題 共72分）（21）【2017年北京，21，18分】如圖所示，用質(zhì)量為的重物通過滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可

11、以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是 （選填選項(xiàng)前的字母）。A直流電源 B交流電源（2）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其它阻力。正確操作方法是 （選填選項(xiàng)前的字母）。A把長(zhǎng)木板右端墊高 B改變小車的質(zhì)量在不掛重物且 （選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其它阻力的影響。A計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B計(jì)時(shí)器打點(diǎn)（3）接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為。在紙帶上依次取、若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為。測(cè)得、 、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離為、，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉

12、力大小為，從打點(diǎn)到打點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功 ，打點(diǎn)時(shí)小車的速度 。（4）以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出如圖3所示的圖像。由此圖像可得隨變化的表達(dá)式為_。根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_。（5）假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其它阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿 足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映關(guān)系的是_?！敬鸢浮浚?）B；（2）A；（3），；（4），質(zhì)量；（5）A?！窘馕觥浚?）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器均使用交流電源，選B。（2）平衡摩擦和其他阻力，是通過墊高木板右端，構(gòu)成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它們平衡，選

13、A；平衡摩擦力時(shí)需要讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，紙帶跟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間會(huì)有摩擦力，且可以通過紙帶上打出的點(diǎn)跡判斷小車的運(yùn)動(dòng)是否為勻速直線運(yùn)動(dòng)，選B。（3）小車拖動(dòng)紙帶移動(dòng)的距離等于重物下落的距離，又小車所受拉力約等于重物重力，因此；小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此打點(diǎn)時(shí)小車的速度為打段的平均速度，則。（4）由圖3可知，圖線斜率，即；設(shè)小車質(zhì)量為，根據(jù)動(dòng)能定理有，變形得，即，因此與圖線斜率有關(guān)的物理量為質(zhì)量。（5）若不滿足遠(yuǎn)小于，則由動(dòng)能定理有，可得，與仍然成正比關(guān)系，選A。【點(diǎn)評(píng)】實(shí)驗(yàn)總存在一定的誤差，數(shù)據(jù)處理過程中，圖像讀數(shù)一樣存在誤差，因此所寫函數(shù)表達(dá)式的比例系數(shù)在一定范圍內(nèi)即可；第（5）問有一定的迷惑

14、性，應(yīng)明確寫出函數(shù)關(guān)系，再進(jìn)行判斷。（22）【2017年北京，22，16分】如圖所示，長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角。已知小球所帶電荷量，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，取重力加速度，求：（1）小球所受電場(chǎng)力的大小。（2）小球的質(zhì)量。（3）將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度的大小。解：（1）根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可知，小球所受電場(chǎng)力大小為。（2）小球受、繩的拉力和電場(chǎng)力作用處于平衡狀態(tài)，如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系有，得。 （3）撤去電場(chǎng)后，小球?qū)⒗@懸點(diǎn)擺動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有，得?！军c(diǎn)評(píng)】本題力電綜合問題，但電場(chǎng)力與對(duì)小球施加水平向右的恒力作用效果

15、相同，因此可以用相關(guān)的力學(xué)知識(shí)來解答。（23）【2017年北京，23，18分】在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為。以、分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量。（1）放射性原子核用表示，新核的元素符號(hào)用表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程。（2）粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小。（3）設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)為為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為，求衰變過程的質(zhì)量虧損。解：（1）根據(jù)核反應(yīng)中國(guó)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，該衰變的核反應(yīng)方程為。 （2）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為，由洛倫茲力提

16、供向心力有。根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的參量關(guān)系有，得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期。根據(jù)電流強(qiáng)度定義式，可得環(huán)形電流大小。（3）由，得。設(shè)衰變后新核的速度大小為，核反應(yīng)前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有， 可得，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程和能量守恒定律有，解得。說明：若利用解答，亦可?！军c(diǎn)評(píng)】（1）無論哪種核反應(yīng)方程，都必須遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒。（2）衰變的生成物是兩種帶電荷量不同的帶電粒子，反應(yīng)前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因此反應(yīng)后的兩產(chǎn)物向相反方向運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受洛倫茲力作用將各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且兩軌跡圓相外切，應(yīng)用洛倫茲力計(jì)算公式和向心力公式即可求解運(yùn)動(dòng)周期，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可求解電流大小。（3）核反應(yīng)中釋放的核能應(yīng)利用愛

17、因斯坦質(zhì)能方程求解，在結(jié)合動(dòng)量守恒定律即可解得質(zhì)量虧損。（24）【2017年北京，24，20分】發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類似性，源于它們機(jī)理上的類似性。直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖1、圖2所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根光滑平行金屬軌道、固定在水平面內(nèi)，相距為，電阻不計(jì)。電阻為的金屬導(dǎo)體棒垂直于、放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度（平行于）向右做勻速運(yùn)動(dòng)。圖1軌道端點(diǎn)間接有阻值為的電阻，導(dǎo)體棒受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點(diǎn)間接有直流電源，導(dǎo)體棒通過滑輪勻速提升重物，電路中的電流為。（1）求在時(shí)間內(nèi)，圖1“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能和圖2“電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)

18、械能。（2）從微觀角度看，導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用。為了方便，可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。a請(qǐng)?jiān)趫D3（圖1的導(dǎo)體棒）、圖4（圖2的導(dǎo)體棒）中，分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖。b我們知道，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。那么，導(dǎo)體棒中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢？請(qǐng)以圖2“電動(dòng)機(jī)”為例，通過計(jì)算分析說明。解：（1）圖1中，電路中的電流，棒受到的安培力，在時(shí)間內(nèi)，“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能等于棒克服安培力做的功。圖2中，棒受到的安培力，在時(shí)間內(nèi)，“電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)械能等于安培力對(duì)棒做的功。 （2）a圖3中，棒向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知其中的正電荷受到方 向的洛倫茲力，在該洛倫茲力作用下，正電荷沿導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)形成感應(yīng)電流，有沿方向的分速度，受到向左的洛倫茲力作用；圖4中，在電源形成的電場(chǎng)作用下，棒中的正電荷沿方向運(yùn)動(dòng)，受到向右的洛倫茲力作用，該洛倫茲力使導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)