北京高考物理试题及答案

20１4北京高考理综物理

１３．下列说法中正确的是

A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大 B ．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 C ．物体温度降低,其内能一定增大? D.物体温度不变,其内能一定不变

１4.质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3，当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c

表示真空中的光速)

A ．(m 1 + m 2 －ｍ３)c B.(m 1 - ｍ2 -m ３）c

C.(m 1 + m ２ -m 3)ｃ２

D ．（m 1 -

m 2 -m 3)ｃ2

15．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是 A.1、2两点的场强相等 B.2、３两点的场强相等

C.1、２两点的电势相等

D.2、3两点的电势相等

16.带电粒子a 、b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a 运动的半径大于ｂ运动的半

径．若a 、b 的电荷量分别为q a 、ｑb ,质量分别为ｍa 、ｍb ，周期分别为T a 、T b ．则一定有 Ａ．q ａ＜ｑb B ．m a ＜m b C.T a ＜T b D.q a /ｍa ＜q b /ｍb

１7.一简谐机械波沿ｘ轴正方向传播，波长为λ,周期T .t ＝0时刻的波形如图1所示，ａ、b 是波上的两个质

点.图2是波上某一质点的振动图像.下列说法正确的是 Ａ.t =０时质点a 的速度比质点b 的大 B ．ｔ=0时质点ａ的加速度比质点b 的小 C ．图2可以表示质点ａ的振动 Ｄ．图2可以表示质点ｂ的振动

18．应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止

开始竖直向上运动，直至将物体抛出.对此现象分析正确的是 Ａ.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B ．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C ．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D.在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

19．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所

示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O 点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1、2、3．根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是 A.如果斜面光滑，小球将上升到与Ｏ点等高的位置 B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

２0.以往，已知材料的折射率都为正值(n >0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负

值(n <0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i 与折射角ｒ依然满足sin ｉ ／ sin ｒ = n ,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射率取负值).若该材料对于电磁波的折射率n = －1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是

二.实验题 21.(18分）

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差． (1)应该选择的实验电路是图1中的＿________(

（2)现有电流表(0~0.6Ａ)、开关和导线若干,以及以下器材: A.电压表（０～15V ) B ．电流表(0~3V ）

C ．滑动变阻器(0～50Ω）

D ．滑动变阻器(0～5０0Ω)

实验中电压表应选用___＿＿____；滑动变阻器应选用____＿___＿;(选填相应器材前的字母)

D

C

A

图1

(３）某位同学记录的６组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图２的坐标纸上，请标出余

下一组数据的对应点,并画出U － I 图线.

(４）根据(3)中所画图线可得出干电池

的电动势E =__＿_＿＿___Ｖ，内电阻 r =＿＿＿__＿_＿_Ω.

（5）实验中,随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的

示数U 及干电池的输出功率Ｐ都会发生变化． 图3的各示意图中正确反映P – Ｕ关系的是 _＿______.

三．计算题

22．(16分）如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A 和Ｂ分别静止在圆弧

轨道的最高点和最低点.现将A 无初速度释放，A 与B 碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R =0.2m ；A 和B 的质量相等；A 和Ｂ整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g ＝10m ／ｓ2．求:

(1）碰撞前瞬间A 的速率υ；

(２）碰撞后瞬间A 和Ｂ整体的速率υ′; (3）A 和B 整体在桌面上滑动的距离l .

图2

D C

B

A

图3

23.（18分)万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．

（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为Ｔ，万有引力常量为G.将地球视为半径为Ｒ、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0．

ａ．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为Ｆ1，求比值F1／F0的表达式，并就h=１.0%R

的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；

ｂ.若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2,求比值Ｆ２/Ｆ０的表达式．

（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径R s和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的一年将变为多长?

2４．（20分) 导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识.如图所示，固定与水平面的Ｕ形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线ＭN在与其垂直的水平恒力F作用下，在导线框上以速度υ做匀速运动,速度υ与恒力F方向相同;导线MN始终与导线框形成闭合回路．已知导线MＮ电阻为Ｒ，其长度l恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B．忽略摩擦阻力和导线框的电阻．

(１)通过公式推导验证:在Δt时间内，F对导线MＮ所做的功Ｗ等于电路获得的电能Ｗ电，也等于导线MN 中产生的焦耳热Ｑ;

(2）若导线MN的质量m=8.0g,长度L＝０．10m,感应电流Ｉ=1．0A,假设一个原子贡献１个自由电子,计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率υe(下表中列出一些你可能会用到的数据）；

(3)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)

的碰撞．展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型;在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力ｆ的表达式.

2０1

13．B １4．C １5．D 16.A

１7.D１8．D19.A 20．Ｂ

21．（1８分)

(1）甲

（２）B,C

(3）如右图所示

（4)1.49，0.82

(5)D

22．(16分)

（1)滑块A从圆弧最高点滑到最低点的过程中，由机械能守恒定律，有

1

2

m AυA2 =m A gＲ

得υA

(2)滑块A在圆弧底部和滑块B相撞，动量守恒

(m A＋m B)υ′=ｍAυA

得υ′=1

2

υA=１ｍ/s

(3)滑块Ａ和Ｂ粘在一起在桌面上滑行过程,由动能定理可得

-f l=０-1

2

（m A+ mＢ)υ′2

其中f=μ（ｍA+ mＢ）g=2μm A g

代入解得l=

4

Rμ=0.25ｍ

23.（１8分）

（1)a．在地球北极点不考虑地球自转，则弹簧秤所称得的重力为其万有引力，即02

Mm

F G

R

=（1）

且

12

()

Mm

F G

R h

=

+

（２）

由（１)、(2)可得

()()

22

1

10.98

10.01

F R

F R h

===

++

即Ｆ１＝0．9８F０

b ．在赤道上称重时，万有引力的一部分提供物体做圆周运动的向心力，于是有 2

222

4Mm F G m R R T

π=- (3)

由（1）、（3）可得

2312

041F R F GMT π=-

(2）设太阳质量为M ,地球质量为M ′，则 2

22

'4'MM G M r r T

π=

即地球公转周期T =

而太阳质量3

43

S R M πρ=,

其中ρ为太阳密度，则地球公转周期为

T ==从上式可以看出，当公转半径和太阳半径均减小为现在的１．0%时,地球公转周期不变,即仍为1地球年

24.(２0分）

（1)动生电动势 E

＝ BL υ （1) 感应电流 E BL I R R

υ== （2)

安培力 22

B L F BIL R

υ== （3）

力Ｆ做功 Ｗ = F Δｘ= ＦυΔt ＝222

B L R

υΔt (4）

电能 W 电

= E ＩΔt ＝222

B L R

υΔt （5) 焦耳热 Ｑ = I 2R Δt =222

2

B L R υＲΔt =222B L R υΔt (6）

由(4)、（5）、（6）可知，W ＝ Ｗ电＝ Q (２)总电子数A m N N μ

=

设单位体积内电子数为n ,则N =n ＳL 故 ＩΔｔ = ｅnS υe Δt

得 I ＝ e ｎS υe = e υe N L

＝ ｅυｅA N m

L μ

(７)

所以 υe =

A

IL emN μ=7.8×10-6 m ／s

(3)从微观层面看,导线中的自由电子与金属离子发生的碰撞，可以看作非弹性碰撞,碰撞后自由电子损失

动能，损失的动能转化为焦耳热．从整体上来看，可以视为金属离子对自由电子整体运动的平均阻力导致自由电子动能的损失,

即W损=N f L

??（8）

从宏观方面看，力F对导线MN做功,而导线的速度不变,即导线的动能不变，所以力F做功全部转化为焦耳热．

Δｔ时间内,力F做功ΔW=FυΔｔ（9）

又ΔW= W损

即FυΔt=N f L

??

FυΔｔ=nSυｅΔt f L?

将I= neSυe 代入,得

Ｆυ=I f L

e

?

将

22

B L

F

R

υ

=、BL

I

R

υ

=代入

得f=eυB