2014年普通高等学校招生全国统一考试（大纲卷）物理及答案解析.docx

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1、2014 年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (大 纲 卷 )物 理1. 质 点 沿 x 轴 做 直 线 运 动 ， 其 v-t图 像 如 图 所 示 。 质 点 在 t 0 时 位 于 x 5m 处 ， 开 始 沿x轴 正 向 运 动 。 当 t 8s时 ， 质 点 在 x轴 上 的 位 置 为 ( )A.x 3mB.x 8m C.x 9mD.x 14m解 析 ： 根 据 图 像 表 示 的 物 理 意 义 可 知 ， 图 线 与 时 间 轴 围 城 的 面 积 表 示 物 体 的 位 移 ， 面 积 在 时间 轴 之 上 ， 表 示 位 移 为 正 ， 反 之 表

2、示 位 移 为 负 。 由 图 像 可 知 8 秒 内 质 点 的 位 移 为 ：(2 4) 2 (2 4) 1m 32 2s m ， 又 因 为 初 始 时 刻 质 点 的 位 置 为 x 5m 处 ， 所 以 8秒 末质 点 在 8m 处 ， B项 正 确 。案 ： B2.地 球 表 面 附 近 某 区 域 存 在 大 小 为 150N/C、 方 向 竖 直 向 下 的 电 场 。 一 质 量 为 1.00 10 4kg、带 电 量 为 1.00 10 7C 的 小 球 从 静 止 释 放 ， 在 电 场 区 域 内 下 落 10.0m。 对 此 过 程 ， 该 小 球的 电 势 能 和

3、动 能 的 改 变 量 分 别 为 (重 力 加 速 度 大 小 取 9.80m/s2， 忽 略 空 气 阻 力 )( )A. 1.50 10 4J 和 9.95 10 3JB.1.50 10 4J 和 9.95 10 3JC. 1.50 10 4J 和 9.65 10 3JD.1.50 10 4J 和 9.65 10 3J解 析 ： 电 场 力 做 功 只 与 初 末 位 置 的 电 势 差 有 关 ， 电 场 力 做 正 功 电 势 能 减 少 ， 电 场 力 做 负 功 ，电 势 能 增 加 。 小 球 带 负 电 ， 受 到 的 电 场 力 沿 竖 直 方 向 向 上 ， 所 以 下

4、落 过 程 ， 电 场 力 做 负 功 ，电 势 能 增 加 ， AC 项 错 误 ； -7 4qh 1.00 10 150 / 10 1.5 10W E C N C J 电 ,根 据 动 能定 理 ， 合 力 做 功 等 于 动 能 的 变 化 ， 有 ：4 -7 3( q)h (9.8 10 1.00 10 150 / ) 10 9.65 10GW W mg E C N C J 电 ， D 项正 确 。 答 案 ： D3.对 于 一 定 量 的 稀 薄 气 体 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.压 强 变 大 时 ， 分 子 热 运 动 必 然 变 得 剧 烈B.保 持 压 强

5、 不 变 时 ， 分 子 热 运 动 可 能 变 得 剧 烈C.压 强 变 大 时 ， 分 子 间 的 平 均 距 离 必 然 变 小D.压 强 变 小 时 ， 分 子 间 的 平 均 距 离 可 能 变 小解 析 ： 一 定 质 量 的 稀 薄 气 体 可 以 看 做 理 想 气 体 ， 分 子 运 动 的 剧 烈 程 度 与 温 度 有 关 ， 温 度 越 高 ，分 子 运 动 的 越 剧 烈 ； 压 强 变 大 可 能 是 的 原 因 是 体 积 变 小 或 温 度 升 高 ， 所 以 压 强 变 大 ， 分 子 热运 动 不 一 定 剧 烈 ， AC 项 错 误 ， B项 正 确 ；

6、压 强 变 小 时 ， 也 可 能 体 积 不 变 ， 可 能 变 大 ， 也 可 能变 小 ； 温 度 可 能 降 低 ， 可 能 不 变 ， 可 能 升 高 ， 所 以 分 子 间 距 离 不 能 确 定 ， D项 正 确 。答 案 ： BD 4.在 双 缝 干 涉 实 验 中 ， 一 钠 灯 发 出 的 波 长 为 589nm 的 光 ， 在 距 双 缝 1.00m的 屏 上 形 成 干 涉 图样 。 图 样 上 相 邻 两 明 纹 中 心 间 距 为 0.350cm， 则 双 缝 的 间 距 为 ( )A.2. 06 10 7mB.2.06 10 4mC.1.68 10 4mD.1.6

7、8 10 3m解 析 ： 根 据 双 缝 干 涉 实 验 条 纹 间 距 离 Lx d ， 代 入 数 据 得41 589 1.68 10 m0.0035Ld nmx ， C项 正 确 。答 案 ： C5.两 列 振 动 方 向 相 同 、 振 幅 分 别 为 A 1和 A2的 相 干 简 谐 横 波 相 遇 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.波 峰 与 波 谷 相 遇 处 质 点 的 振 幅 为 |A1 A2|B.波 峰 与 波 峰 相 遇 处 质 点 离 开 平 衡 位 置 的 位 移 始 终 为 A1 A2C.波 峰 与 波 谷 相 遇 处 质 点 的 位 移 总 是 小 于

8、 波 峰 与 波 峰 相 遇 处 质 点 的 位 移D.波 峰 与 波 峰 相 遇 处 质 点 的 振 幅 一 定 大 于 波 峰 与 波 谷 相 遇 处 质 点 的 振 幅解 析 ： 根 据 波 的 叠 加 原 理 ， 两 列 波 相 遇 互 不 干 扰 ， 所 以 波 峰 与 波 谷 相 遇 ， 质 点 的 振 幅 变 为1 2A -A ， A 项 正 确 ； 任 何 一 点 质 点 都 不 会 一 直 处 于 波 峰 或 波 谷 ， 总 是 在 平 衡 位 置 附 近 往 复运 动 ， BC 项 错 误 ； 波 峰 与 波 峰 相 遇 处 的 质 点 处 于 振 动 加 强 点 ， 所

9、以 振 幅 较 大 ， 波 谷 与 波 峰处 的 质 点 处 于 振 动 减 弱 点 ， 振 幅 偏 小 ， D 项 正 确 。答 案 ： AD6.一 物 块 沿 倾 角 为 的 斜 坡 向 上 滑 动 。 当 物 块 的 初 速 度 为 v 时 ， 上 升 的 最 大 高 度 为 H， 如 图所 示 ； 当 物 块 的 初 速 度 为 2v 时 ， 上 升 的 最 大 高 度 记 为 h。 重 力 加 速 度 大 小 为 g。 物 块 与 斜 坡 间 的 动 摩 擦 因 数 和 h分 别 为 ( )A.tan 和 2HB.( gHv2 2 1)tan 和 2HC.tan 和 4HD.( gH

10、v2 2 1)tan 和 4H解 析 ： 物 块 向 上 做 匀 减 速 直 线 运 动 ， 根 据 受 力 可 知 ， 其 加 速 度 为 ： sin cosa g g ；再 根 据 匀 变 速 位 移 速 度 关 系 ， 有 ： 22( sin cos )g g H v ，22( sin cos ) 4vg g h ， 联 立 解 得 ： 2 1 tan2vgH ， 4Hh ， D 项 正 确 。答 案 ： D7.很 多 相 同 的 绝 缘 铜 圆 环 沿 竖 直 方 向 叠 放 ， 形 成 一 很 长 的 竖 直 圆 筒 。 一 条 形 磁 铁 沿 圆 筒 的 中心 轴 竖 直 放 置

11、， 其 下 端 与 圆 筒 上 端 开 口 平 齐 。 让 条 形 磁 铁 从 静 止 开 始 下 落 。 条 形 磁 铁 在 圆 筒 中 的 运 动 速 率 ( )A.均 匀 增 大B.先 增 大 ， 后 减 小C.逐 渐 增 大 ， 趋 于 不 变D.先 增 大 ， 再 减 小 ， 最 后 不 变解 析 ： 小 磁 铁 在 圆 环 中 下 落 的 过 程 由 于 穿 过 圆 环 的 磁 通 量 发 生 变 化 ， 所 以 在 圆 环 中 会 感 应 电流 阻 碍 磁 铁 的 下 落 ， 又 因 为 圆 筒 很 长 ， 所 以 当 磁 铁 受 到 的 阻 力 等 于 重 力 时 ， 其 速

12、度 保 持 趋 于不 变 ， C 项 正 确 。答 案 ： C8.一 中 子 与 一 质 量 数 为 A(A 1)的 原 子 核 发 生 弹 性 正 碰 。 若 碰 前 原 子 核 静 止 ， 则 碰 撞 前 与 碰撞 后 中 子 的 速 率 之 比 为 ( )A. 11AA B. 11AAC. 2)1( 4A AD. 22)1( )1( AA解 析 ： 中 子 与 原 子 核 的 碰 撞 属 于 弹 性 正 碰 ， 中 子 的 质 量 数 为 1， 设 其 速 度 为 v0； 根 据 动 量 守恒 ， 有 ： 01 21 01 2 1 11vm m Av vm m v A ， A项 正 确

13、。答 案 ： A9.(6 分 )现 用 频 闪 照 相 方 法 来 研 究 物 块 的 变 速 运 动 。 在 一 小 物 块 沿 斜 面 向 下 运 动 的 过 程 中 ，用 频 闪 相 机 拍 摄 的 不 同 时 刻 物 块 的 位 置 如 图 所 示 。 拍 摄 时 频 闪 频 率 是 10Hz； 通 过 斜 面 上 固 定 的 刻 度 尺 读 取 的 5 个 连 续 影 像 间 的 距 离 依 次 为 x1、 x2、 x3、 x4。 已 知 斜 面 顶 端 的 高 度 h 和斜 面 的 长 度 s。 数 据 如 下 表 所 示 。 重 力 加 速 度 大 小 g 9.80m/s2。根

14、据 表 中 数 据 ， 完 成 下 列 填 空 ： 物 块 的 加 速 度 a m/s2(保 留 3 位 有 效 数 字 )。根 据 逐 差 法 可 求 得 物 块 的 加 速 度 为 ： 23 4 1 22( ) ( ) 4.30 /0.2x x x xa m s 答 案 ： 4.30 因 为 ， 可 知 斜 面 是 粗 糙 的 。解 析 ： 若 斜 面 是 光 滑 的 ， 小 物 块 下 滑 的 加 速 度 应 该 为 ： 2 5.88 /gha m ss ， 由 于 物 块 加 速 度 小 于 物 块 沿 光 滑 斜 面 下 滑 的 加 速 度 ， 所 以 说 明 斜 面 是 粗 糙 的

15、 。答 案 ： 物 块 加 速 度 小 于 gh/s 5.88m/s2(或 ： 物 块 加 速 度 小 于 物 块 沿 光 滑 斜 面 下 滑 的 加 速 度 )10.(12分 )现 要 测 量 某 电 源 的 电 动 势 和 内 阻 。 可 利 用 的 器 材 有 ： 电 流 表 ， 内 阻 为 1.00 ；电 压 表 ； 阻 值 未 知 的 定 值 电 阻 R1、 R2、 R3、 R4、 R5； 开 关 S； 一 端 连 有 鳄 鱼 夹 P 的 导 线 1，其 他 导 线 若 干 。 某 同 学 设 计 的 测 量 电 路 如 图 (a)所 示 。(1)按 图 (a)在 实 物 图 (b)

16、中 画 出 连 线 ， 并 标 出 导 线 1 和 其 P 端 。 解 析 ： 电 流 表 的 内 阻 已 知 ， 所 以 对 实 验 数 据 的 测 量 没 有 误 差 ， 可 以 将 其 看 做 电 源 的 内 阻 ； 用固 定 电 阻 代 替 滑 动 变 阻 器 ， 可 以 知 道 外 电 路 的 电 阻 ， 根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 可 以 测 量 出 电 源的 电 动 势 和 内 阻 ， 实 物 连 接 如 下 图 ：答 案 ： 连 线 如 图 所 示 ： (2)测 量 时 ， 改 变 鳄 鱼 夹 P 所 夹 的 位 置 ， 使 R1、 R2、 R3、 R4、 R5依

17、次 串 入 电 路 ， 记 录 对 应 的 电压 表 的 示 数 U 和 电 流 表 的 示 数 I。 数 据 如 下 表 所 示 。 根 据 表 中 数 据 ， 在 图 (c)中 的 坐 标 纸 上将 所 缺 数 据 点 补 充 完 整 ， 并 画 出 U-I 图 线 。 解 析 ： 根 据 给 出 的 数 据 进 行 描 点 ， 用 直 线 连 接 即 可 ：答 案 ： U-I图 线 如 下 ： 根 据 U-I图 线 求 出 电 源 的 电 动 势 E V， 内 阻 r 。 解 析 ： 根 据 ( )AU E I r r ,图 线 的 斜 率 表 示 电 源 的 内 阻 和 电 流 表 的

18、 内 阻 之 和 ， 由 图 像 可知 斜 率 为 ： 1.03A AUr k r rI ， 纵 截 距 表 示 电 源 的 电 动 势 ， 即 E 2.90V。答 案 ： 2.90 1.0311.(12 分 )冰 球 运 动 员 甲 的 质 量 为 80.0kg。 当 他 以 5.0m/s的 速 度 向 前 运 动 时 ， 与 另 一 质 量为 100kg、 速 度 为 3.0m/s 的 迎 面 而 来 的 运 动 员 乙 相 撞 。 碰 后 甲 恰 好 静 止 。 假 设 碰 撞 时 间 极短 ， 求 ： 碰 后 乙 的 速 度 的 大 小 。解 析 ： 设 运 动 员 甲 、 乙 的 质

19、 量 分 别 为 m、 M 碰 前 速 度 大 小 分 别 为 v 和 V， 碰 后 乙 的 速 度 为 V ，由 动 量 守 恒 定 律 得 ：mv MV MV 代 入 数 据 得 ： 1.0V m s /答 案 ： 1.0m/s 碰 撞 中 总 机 械 能 的 损 失 。解 析 ： 设 碰 撞 过 程 中 总 机 械 能 的 损 失 为 E， 应 有 ： 2 2 21 1 1 2 2 2mv MV MV E 联 立 上 式 ， 代 入 数 据 得 ： E 1400J答 案 ： 1400J12.(20 分 )如 图 ， 在 第 一 象 限 存 在 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强 度 方

20、向 垂 直 于 纸 面 (xy 平 面 )向 外 ；在 第 四 象 限 存 在 匀 强 电 场 ， 方 向 沿 x轴 负 向 。 在 y 轴 正 半 轴 上 某 点 以 与 x轴 正 向 平 行 、 大 小为 v 0的 速 度 发 射 出 一 带 正 电 荷 的 粒 子 ， 该 粒 子 在 (d， 0)点 沿 垂 直 于 x 轴 的 方 向 进 人 电 场 。不 计 重 力 。 若 该 粒 子 离 开 电 场 时 速 度 方 向 与 y 轴 负 方 向 的 夹 角 为 ， 求 ：(1)电 场 强 度 大 小 与 磁 感 应 强 度 大 小 的 比 值 。解 析 ： 如 图 粒 子 进 入 磁

21、场 后 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 设 磁 感 应 强 度 大 小 为 B， 粒 子 质 量 与 所 带 电 荷量 分 别 为 m和 q， 圆 周 运 动 的 半 径 为 R 0， 由 洛 伦 兹 力 公 式 及 牛 顿 第 二 定 律 得 ：200 0mvqv B R由 题 给 条 件 和 几 何 关 系 可 知 ： R 0 d设 电 场 强 度 大 小 为 E， 粒 子 进 入 电 场 后 沿 x轴 负 方 向 的 加 速 度 大 小 为 ax， 在 电 场 中 运 动 的 时间 为 t， 离 开 电 场 时 沿 x轴 负 方 向 的 速 度 大 小 为 vy。 由 牛 顿 定 律 及

22、 运 动 学 公 式 得 ：xqE ma xqE maxv at=2xv d= 粒 子 在 电 场 中 做 类 平 抛 运 动 ， 如 图 所 示0tan yvv = 联 立 得 201 tan2E vB =答 案 ： 201 tan2v (2)该 粒 子 在 电 场 中 运 动 的 时 间 。解 析 ： 同 理 可 得 02tandt v =答 案 ： 02tandv 13.(22 分 ) 已 知 地 球 的 自 转 周 期 和 半 径 分 别 为 T和 R， 地 球 同 步 卫 星 A 的 圆 轨 道 半 径 为 h。 卫 星 B 沿 半径 为 r(r h)的 圆 轨 道 在 地 球 赤

23、道 的 正 上 方 运 行 ， 其 运 行 方 向 与 地 球 自 转 方 向 相 同 。 求 ： 卫 星 B 做 圆 周 运 动 的 周 期 。解 析 ： 设 卫 星 B绕 地 心 转 动 的 周 期 为 T ， 根 据 万 有 引 力 定 律 和 圆 周 运 动 的 规 律 有22 2( )GMm m hTh = 22 2( )GMm m rTr =式 中 G为 引 力 常 量 ， M 为 地 球 的 质 量 ， m、 m 为 卫 星 的 质 量联 立 可 得 32 ( )rT Th= 答 案 ： 32( )r Th 卫 星 A 和 B 连 续 地 不 能 直 接 通 讯 的 最 长 时

24、间 间 隔 (信 号 传 输 时 间 可 忽 略 )。解 析 ： 设 卫 星 A和 连 续 不 能 直 接 通 讯 的 时 间 间 隔 为 在 此 时 间 内 ， 卫 星 和 绕 地 心 转 动 的 角 度 分 别 为 和 ， 则2T = 2T =若 不 考 虑 卫 星 A的 公 转 ， 两 卫 星 不 能 直 接 通 讯 时 ， 卫 星 B 的 位 置 在 图 中 B和 B 点 之 间 ， 图 中 内 圆 表 示 地 球 的 赤 道由 几 何 关 系 得 B=2(arcsin +arcsin )R RBO h r当 r h 时 ， 卫 星 B 比 卫 星 A 转 的 快 ， 考 虑 卫 星 A 的 公 转 后 应 有- = BBO 联 立 各 式 3/23/2 3/2r= (arcsin arcsin )( ) R R Th rh r +-答 案 ： 3/23/2 3/2r (arcsin arcsin )( ) R R Th rh r +-