1、 2014 年普通高等学校招生全国统一考试 (新课标卷 )物理 1.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶 .在 t 0 到 t t1 的时间 内，它们的 vt 图像如图所示 .在这段时间内 ( ) A.汽车甲的平均速度比乙的大 B.汽车乙的平均速度等于 v1 v22 C.甲乙两汽车的位移相同 D.汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 解析： vt 图像中图线与横轴围成的面积代表位移，可知甲的位移大于乙的位移，而时间相同，故甲的平均速度比乙的大 ， A 正确， C 错误；匀变速直线运动的平均速度可以用 v1 v22 来表示，乙的运动不是匀变速直线运动，所以 B 错误；图像的斜率的绝
2、对值代表加速度的大小，则甲、乙的加速度均减小， D 错误 . 答案： A 2.取水平地面为重力势能零点 .一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等 .不计空气阻力 .该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 ( ) A.6 B.4 C.3 D.512 解析： 由题意可知， mgh 12mv20，又由动能定理得 mgh 12mv2 12mv20，根据平抛运动可知 v0是 v 的水平分速度，那么 cos v0v 22 ，其中 为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得 45， B 正确 . 答案： B 3.一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为 F1 的水平拉力拉动物体，经过一
3、段时间后 其速度变为 v.若将水平拉力的大小改为 F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v.对于上述两个过程，用 WF1、 WF2 分别表示拉力 F1、 F2 所做的功， Wf1、 Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则 ( ) A.WF2 4WF1， Wf2 2Wf1 B.WF2 4WF1， Wf2 2Wf1 C.WF2 4WF1， Wf2 2Wf1 D.WF2 4WF1， Wf2 2Wf1 解析： 因物体均做匀变速直线运动，由运动学公式得前后两个过程的平均速度是 2 倍关系，那么位移 x v t 也是 2 倍关系，若 Wf1 fx，则 Wf2 f2 x 故 Wf2 2Wf1
4、；由动能定理 WF1 fx 12mv2 和 WF2 f2 x 12m(2v)2 得 WF2 4WF1 2fx4WF1， C 正确 . 答案： C 4.如图，一质量为 M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为 m的小环 (可视为质点 )，从大环的最高处由静止滑下 .重力加速度大小为 g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为 ( ) A.Mg 5mg B.Mg mg C.Mg 5mg D.Mg 10mg 解析： 小环在最低点时，对整体有 T (M m)g mv2R ，其中 T 为轻杆对大环的拉力；小环由最高处运动到最低处由动能定理得 mg2 R 12mv2 0，联
5、立以上二式解得 T Mg 5mg，由牛顿第三定律知，大环对轻杆拉力的大小为 T T Mg 5mg， C 正确 . 答案： C 5.假设地球可视为质量均匀分布的球体 .已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g0，在赤道的大小为 g；地球自转的周期为 T，引力常量为 G.地球的密度为 ( ) A.3GT2g0 gg0B.3GT2 g0g0 gC.3GT2 D.3GT2g0g 解析： 在两极物体所受的重力等于万有引力，即 GMmR2 mg0，在赤道处的物体做圆周运动的周期等于地球的自转周期 T，则 GMmR2 mg m42T2 R，则 密度 3M4 R334 R3g0R2G 3 g0GT2（ g0
6、g） .B 正确 . 答案： B 6.关于静电场的电场强度和电 势，下列说法正确的是 ( ) A.电场强度的方向处处与等电势面垂直 B.电场强度为零的地方，电势也为零 C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 解析： 由静电场的电场线与等势面垂直可知 A 正确 .电势大小是由参考点和电场共同决定的，与场强的大小无关， B、 C 错误 .沿电场线电势降低，且电势降落最快的方向为电场方向， D正确 . 答案： AD 7.图为某磁谱仪部分构件的示意图 .图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹 .宇宙射线中有大量
7、的电子、正电子和质子 .当这些 粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是 ( ) A.电子与正电子的偏转方向一定不同 B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D.粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 解析： 电子、正电子和质子垂直进入磁场时，所受的重力均可忽略，受到的洛伦兹力的 方向与其电性有关，由左手定则可知 A 正确；由轨道公式 R mvBq知 ，若电子与正电子与进入磁场时的速度不同，则其运动的轨迹半径也不相同，故 B 错误 .由 R mvBq 2mEkBq 知， D 错误 .因质子和正电子均带正电，且半径大小无法计算
8、出，故依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子， C 正确 . 答案： AC 8.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、 n2.原线圈通过一理想电流表 A 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端 .假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大 .用交流电压表测得 a、 b 端和 c、 d 端的电压分别为 Uab 和 Ucd，则 ( ) A.Uab Ucd n1 n2 B.增大负载电阻的阻值 R，电流表的读数变小 C.负载电阻的阻值越小， c、 d 间的电压 Ucd越大 D.将二极管短路，电流表的读数加倍 解析： 经交流电压表、交流电流表测得
9、的值分别为交变电压和交变电流的有效值，根据变压器公式 UabU2 n1n2得到输出电压，而输出电压 U2 不等于 c、 d 端电压，因二极管具有单向导电性，输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化， Ucd 2U22 2n2Uab2n1，则 UabUcd 2n1 n2，故 A 错误 .增大负载电阻的阻值 R, Uab 不变， Ucd也不变，根据 P 出 U2cdR 可知输出功率减小，根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知，输入功率必减小，故电流表读数变小， B 正确， C 错误 .二极管短路时， U cd U2，输出功率 P 出 U2cdR U22R 2P 出 ，故输入功率 P1
10、 也加倍，而输入电压 U1 不变，根据 P1 U1I1得电流表读数加倍， D 正确 . 答案： BD 二、非选择题 (一 )必考题 9.(6 分 ) 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx 的阻值约为 200 ，电压表 V 的内阻约为 2 k ，电流表 A 的内阻约为 10 ，测量电路中电流表的连接方式如图 (a)或图 (b)所示， 结果由公式 Rx UI计算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数 .若将图 (a)和图 (b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1和 Rx2，则 _(选填 “ Rx1” 或 “ Rx2” )更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1_(选填 “ 大于 ”“
11、 等于 ” 或 “ 小于 ”) 真实值，测量值Rx2_(选填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ”) 真实值 . 解析： RVRx 2000 200 10， RxRA 200 10 20，故 RVRxRxRA 10，应该采用电流表内接法，即图 (a)接法 .由 “ 大内偏大，小外偏小 ” 的结论可知电流表内接时测量值 Rx1 大于真实值，外接时，测量值 Rx2 小于真实值 . 答案： Rx1 大于 小于 10.(10 分 )某实验小组探究弹簧的劲度系数 k 与其长度 (圈数 )的关系 .实验装置如图 (a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂， 7 个指针 P0、 P1、 P2、 P3、 P4、
12、P5、 P6 分别固定在弹簧上距悬点0、 10、 20、 30、 40、 50、 60 圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置， P0指向 0 刻度 .设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为 x0；挂有质量为 0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为 x.测量结果及部分计算结果如下表所示 (n 为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为 60，整个弹簧的自由长度为 11.88 cm. (1)将表中 数据补充完整： _； _. P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm)
13、 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 56.0 43.6 33.8 28.8 1k(m/N) 0.0061 0.0179 0.0229 0.0296 0.0347 (2)以 n 为横坐标， 1k为纵坐标，在图 (b)给出的坐标纸上画出 1k n 图像 . (3)图 (b)中画出的直线可近似认为通过原点 .若从实验中所用的弹簧截取圈数为 n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数 k 与其圈数 n 的关系的表达式为 k _ _N/m；该弹簧的劲度系数 k 与其自由长度 l0(单位为 m)的关系的表达式为 k _ _
14、N/m. 解析： (1) k mg x 0.100 9.80（ 5.26 4.06） 10 2 81.7 N/m； 1k 181.7 m/N 0.0122 m/N. (2) (3)由作出的图像可知直线的斜率为 5.810 4，故直线方程满足 1k 5.810 4n m/N，即 k 1.7103n N/m(在1.67 103n 1.83 103n 之间均正确 ) 由于 60 圈弹簧的原长为 11.88 cm，则 n 圈弹簧的原长满足 nl0 6011.88 10 2，代入数值，得 k 3.47l0(在 3.31l0 3.62l0之间均正确 ). 答案： (1)81.7 0.0122 (2)略 (
15、3) 1.75 103n (在1.67 103n 1.83 103n 之间均同样给分 ) 3.47l0 (在3.31l0 3.62l0 之间均同样给分 ) 11.(13 分 )2012 年 10 月，奥地利极限运动员菲利克斯 鲍姆加特纳乘气球升至约 39 km 的高空后跳下，经过 4 分 20 秒到达距地面约 1.5 km 高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录 .重力加速度的大小 g 取 10 m/s2. (1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至 1.5 km 高度处所需的时间及其在此处速度的大小； (2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受
16、阻力的大小可近似表示为 f kv2，其中 v 为速率， k 为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关 .已知该运动员在某 段时间内高速下落的 vt 图像如图所示 .若该运动员和所带装备的总质量 m 100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数 .(结果保留 1 位有效数字 ) 解析： (1)设该运动员从开始自由下落至 1.5 km 高度处的时间为 t，下落距离为 s，在 1.5 km高度处的速度大小为 v，根据运动学公式有 v gt s 12gt2 根据题意有 s 3.910 4 m 1.510 3 m 联立 式得 t 87 s v 8.710 2 m/s (2
17、)该运动员达到最大速度 vmax时，加速度为零，根据牛顿第二定律有 mg kv2max 由所给的 vt 图像可读出 vmax 360 m/s 由 式得 k 0.008 kg/m 答案： (1)87 s 8.710 2 m/s (2)0.008 kg/m 12.半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为 r、质量为 m 且质量分布均匀的直导体棒 AB 置于圆导轨上面， BA 的延长线通过圆导轨中心 O，装置的俯视图如图所示 .整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，方向竖直向下 .在内圆导轨的 C点和外圆导轨的 D 点之间接有一阻值为 R 的电阻 (图中未画出
18、).直导体棒在水平外力作用下 以角速度 绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触 .设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒和导轨的电阻均可忽略 .重力加速度大小 g.求 (1)通过电阻 R 的感应电流的方向和大小： (2)外力的功率 . 解析： (1)在 t 时间内，导体棒扫过的面积为 S 12 t(2r)2 r2 根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为 B S t 根据右手定则，感应电流的方向是从 B 端流向 A 端 .因此，通过电阻 R 的感应电流的方向是从 C 端流向 D 端 .由欧姆定律可知，通过电阻 R 的感应电流的大小 I满足 I R 联立 式得
19、I 3 Br22R . (2)在竖直方向有 mg 2N 0 式中，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为 N，两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为 f N 在 t 时间内，导体棒在内、外圆轨上扫过的弧长为 l1 r t 和 l2 2r t 克服摩擦力做的总功为 Wf f(l1 l2) 在 t 时间内，消耗在电阻 R 上的 功为 WR I2R t 根据能量转化和守恒定律知，外力在 t 时间内做的功为 W Wf WR 外力的功率为 P W t 由 至 12 式得 P 32 mg r 92B2r44R 答案： (1)从 C 端流向 D 端 3 Br22R (2)32 mg r
20、 92B2r44R 13.物理 选修 3 3(15 分 ) (1)下列说法正确的是 _. A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利 用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 (2)如图所示，两气缸 A、 B 粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通：A 的直径是 B 的 2 倍， A 上端封闭， B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热 .两气
21、缸中各有一厚度可忽略的绝 热轻活塞 a、 b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气 .当大气压为 p0、外界和气缸内气体温度均为 7 且平衡时，活塞 a 离气缸顶的距离是气缸高度的 14，活塞 b 在气缸正中间 . (i)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时，求氮气的温度； () 继续缓慢加热，使活塞 a 上升，活塞 a 上升的距离是气缸高度的 116时，求氧气的压强 . 解析： (1)悬浮在水中的花粉的布朗运动是花粉颗粒的无规律运动，反映了水分子的无规则运动， A 项错误；空中的小雨滴表面有张力，使小雨滴呈球形， B 项正确；液晶具有各向异性，利用这个特性可以制成彩色显示
22、器， C 项正确；高原地区的气压低，因此水的沸点低，D 项错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，主要是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热，从而温度降低的缘故， E 正确 . (2)(i)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、 b 下方的氮气经历等压过程，设气缸容积为 V0，氮气初态体积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度 T2，按题意，气缸 B的 容积为 VB4 V1 34V0 12V04 78V0 V2 34V0 14V0 V0 V1T1V2T2 由 式和题给数据得 T2 320 K. (ii)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上移动
23、，直到活塞上升的距离是气缸高度的 116时，活塞 a 上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为 V 1，压强为 p 1，末态体积 V 2，压强 p 2 ，由题给数据和玻意耳定律有 V 1 14V0， p 1 p0， V 2 316V0 p 1V 1 p 2V 2 得 p 2 43p0. 答案： (1)BCE (2)()320 K () 43p0 14.物理 选修 3 4 (1)图 (a)为一列简谐横波在 t 0.10 s 时刻的波形图， P 是平衡位置在 x 1.0 m 处的质点，Q是平衡位置在 x 4.0 m处的质点；图 (b)为质点 Q的振动图像，下列说法正确的是 _. A.在 t 0.1
24、0 s 时，质点 Q 向 y 轴正方向运动 B.在 t 0.25 s 时，质点 P 的加速度方向与 y 轴正方向相同 C.从 t 0.10 s 到 t 0.25 s，该波沿 x 轴负方向传播了 6 m D.从 t 0.10 s 到 t 0.25 s，质点 P 通过的路程为 30 cm E.质点 Q 简谐运动的表达式为 y 0.10sin 10 t(国际单位制 ) (2)一厚度为 h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半 径为 r 的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为 R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 (不考虑反射 )，
25、求平板玻璃的折射率 . 解析： (1)由 Q 点的振动图像可知， t 0.10 s 时质点 Q沿 y 轴 负方向运动， A 项错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期 T 0.2 s，振幅 A 10 cm， t 0.10 s 时质点 P 向上 运动，经过 0.15 s 34T 时，即在 t 0.25 s 时，质点振动到 x 轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿 y 轴正方向， B 项 正确；波动速度 v T 80.2 m/s 40 m/s ，故从 t 0.10 s 到 t 0.25 s，波沿 x 轴负方向传播的距离为 x vt 6 m， C 项正确；由于 P 点不是在波峰或波谷或平衡位
26、置，故从 t 0.10 s 到 t 0.25 s 的 34周期内，通过的路程不等于3A 30 cm， D 项错误；质点 Q 做简谐振动的振动方程为 y Asin 2T t 0.10sin 10 t(国际单位制 )， E 项正确 . (2)如图所示，考虑从圆形发光面边缘的 A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A 点折射，根据折射定律有 nsin sin 式中 n 是玻璃的折射率， 是入射角， 是折射角 . 现假设 A 恰好在纸片边缘，由题意，在 A 点刚好发生全反射，故 2 设 AA 线段在玻璃上表面的投影长为 L，由几何关系有 sin LL2 h2 由题意，纸片的半径应为 R L r
27、 联立以上各式可得 n 1 hR r2 答案： (1)BCE (2) 1 hR r215.物理 选修 3 5 (1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用 .下列说法符合历史事实的是 _. A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值 B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋 (Po)和镭 (Ra)两种新元素 D.卢瑟福通过 粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷 (2)现利用图 (a)所示的装置验证动量守恒定
28、律 .在图 (a)中，气 垫导轨上有 A、 B 两个滑块，滑块 A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器 (图中未画出 )的纸带相连；滑块 B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器 (未完全画出 )可以记录遮光片通过光电门的时间 . 实验测得滑块 A 的质量 m1 0.310 kg，滑块 B 的质量 m2 0.108 kg，遮光片的宽度 d 1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率 f 50.0 Hz. 将光电门固定在滑 块 B 的右侧，启动打点计时器，给滑块 A 一向右的初速度，使它与 B 相碰 .碰后光电计时显示的时间为 tB 3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图 (b)所
29、示 . 若实验允许的相对误差绝对值 ( 碰撞前后总动量之差 碰前总动量 100%)最大为 5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程 . 解析： (1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量， A 项正确；卢瑟福通过 粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核， B、 D 两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖， C 项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷， E 项正确 . (2)按定义，物块运动的瞬间时速度大小 v 为 v s t 式中 s 为物块在短时间 t 内走过的路程 . 设纸带上打出相邻两
30、点的时间间隔为 tA，则 tA 1f 0.02 s tA 可视为很短 设 A 在碰撞前、后时速度大小分别为 v0， v1.将 式和图给实验数据代入 式得 v0 2.00 m/s v2 0.970 m/s 设 B 在碰撞后的速度大小为 v2，由 式 得 v2 d tB 代入题给实验数据得 v2 2.86 m/s 设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为 p 和 p 则 p m1v0 p m1v1 m2v2 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 p p pp 100% 联立 式并代入有关数据，得 p 1.7%5% 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律 . 答案： (1)ACE (2)略
