1、2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理（安徽卷带解析） 选择题 在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为 l，引力常量为 G，地球质量为 M，摆球到地心的距离为 r，则单摆振动周期 T与距离 r的关系式为（ ） A B C D 答案： B 试题分析：单摆的周期为 ，其中摆球所在处的重力加速度为，联立两式可得 ， B正确。 考点：万有引力定律、单摆周期公式 英国物体学家麦克斯韦认为，
2、磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为 r的绝缘细圆环放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为 的小球，已知磁感强度 B随时间均匀增加，其变化率为 ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功大小是 A 0 BC D 答案： D 试题分析：由法拉第电磁感应定律可知，磁场变化在圆环处产生的感应电动势为 小球运动一周，感生电场对小球所做的功为 ， D正确。 考点：法拉第电磁感应定律、麦克斯韦的电磁场理论 如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度 转动，盘面上离转轴距离 2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为
3、。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为 30， g取 10m/s2。则 的最大值是 A rad/s B rad/s C 1.0rad/s D 0.5rad/s 答案： 试题分析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有 ，解得 ，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选。 考点： 圆周运动的向心力 “人造小太阳 ”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞，已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度 T成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使
4、带电粒子在磁场中的运动半径不变，由此可判断所需的磁感应强度 B正比于 A B C D 答案： A 试题分析：粒子在磁场中运动的半径满足 ，即 R不变时， v 与 B成正比，由题意知粒子的动能与温度成正比，即 v2与 T成正比，综上可知， ， A正确。 考点：带电粒子在磁场中的运动 一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为 x轴，起始点 O 为坐标原点，其电势能 Ep与位移 x的关系如图所示，下列图象中合理的是 答案： D 试题分析：粒子的电势能随位移变化的图象斜率对应粒子所受的静电力大小，故可知电场力、电场强度及粒子加速度随位移变化应该是越来越小，故 A错，D对；粒
5、子动能随位移变化的图象斜率对应粒子所受合外力的大小，而此时的合外力即为粒子所受静电力，故 B错；粒子沿 x轴的运动是一个加速度减小的加速运动，故速度与位移不一定是线性关系， C错。 考点：运动图象、动能定理、带电粒子在电场中的运动 一简谐横波沿 x轴正向传播，图 1示 t=0时刻的波形图，图 2是介质中某质点的振动图象，则该质点的 x坐标值合理的是（ ） A 0.5m B 1.5m C 2.5m D 3.5m 答案： C 试题分析：由题图 2可知，该质点在 t=0时刻竖直方向的坐标为 -0.1m y - .2m，并且向 y轴负方向运动，由题可知波向 x轴正方向运动，综上可知，该质点的坐标值可能
6、为 2.67m x 2m之间，故选 C。 考点：振动图象和波的图象 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内， MN 是通过椭圆中心 O 点的水平线。已知一小球从 M点出发，初速率为 v0，沿管道 MPN运动，到 N 点的速率为 v1，所需时间为 t1；若该小球仍由 M点以出速率 v0出发，而沿管道 MQN 运动，到 N 点的速率为 v2，所需时间为 t2。则（ ） A v1=v2， t1 t2 B v1 v2， t1 t2 C v1=v2， t1 t2 D v1 v2， t1 t2 答案： A 试题分析：小球在运动过程中机械能守恒，故两次到达 N 点的速度大小相同，且均等于初速
7、度，即 v1=v2=v0；两小球的运动过程分别为先加速后减速和先减速后加速，定性做出小球运动的速率 时间图象如下图： 则图线与坐标轴所围成的面积表示小球的运动路程，小球两次的路程相等，故两次图线与坐标轴所围面积相同，由图可知， t1 t2， A正确。 考点：机械能守恒定律、运动的图象 实验题 某同学为了测量一个量程为 3V的电压表的内阻，进行了如下实验。 （ 1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图 1所示，得到电压表的内阻为 3.00103，此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为 “15”，表内电池电动势为 1.5V，则电压表的示数应为 V（结果保留两位有效数
8、字）。 （ 2）为了更准确地测量该电压表的内阻 Rv，该同学设计了图 2 所示的电路图，实验步骤如下： A断开开关 S，按图 2连接好电路； B把滑动变阻器 R的滑片 P滑到 b端； C将电阻箱 R0的阻值调到零； D闭合开关 S； E移动滑动变阻器 R的滑片 P的位置，使电压表的指针指到 3V的位置； F保持滑动变阻器 R的滑片 P位置不变，调节电阻箱 R0的阻值使电压表指针指到 1.5V，读出此时电阻箱 R 的阻值，此值即为电压表内阻 Rv的测量值； G断开开关 S 实验中可供选择的实验器材有： a待测电压表 b滑动变阻器：最大阻值 2000 c滑动变阻器：最大阻值 10 d电阻箱：最大阻
9、值 9999.9，阻值最小改变量为 0.1 e电阻箱：最大阻值 999.9，阻值最小改变量为 0.1 f电池组：电动势约 6V，内阻可忽略 g开关，导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题： 要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用 （填 “b”或 “c”），电阻选用 （填 “d”或 “e”）。 电压表内阻的测量值 R 测 和真实值 R 真 相比， R 测 R 真 （填 “ ”或 “ ”）；若 RV越大，则 越 （填 “大 ”或 “小 ”） 答案：（ 1） 1.0V （ 2） c d 小 试题分析：（ 1）电压表的示数即为等效电路的路段电
10、压，由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是 “ ”档，故现在的多用表内阻为 1500，由闭合电路欧姆定律可得 （ 2） 1滑动变阻器选择分压式接法，故 选择阻值较小的， c可用；电压表半偏时，所串联变阻箱电阻约为 3000，故变阻箱选择 d。 2由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为 0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有 R 测 R 真 ，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小。 考点：电学实验：多用电表的使用、半偏法测电表内阻 填空
11、题 图 1是 “研究平抛物体运动 ”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 （ 1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有 _. a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放 d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接 （ 2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点 O 为坐标原点，测量它们的水平坐标 x和竖直坐标 y，图 2中 y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是 _. （ 3）图 3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹， O 为平抛起点，在轨迹上任取三点 A、 B、 C，测得 A、 B
12、两点水平距离 x为 40.0cm，则平抛小球的初速度 v0为 _m/s，若 C点的竖直坐标 y3为 60.0cm，则小球在 C点的速度为 vC=_m/s（结果保留两位有效数字， g取 10m/s2）。 答案：（ 1） a、 c；（ 2） c（ 3） 2.0； 4.0 试题分析：（ 1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故 a对；为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同， b错 c对；小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线， d错。 （ 2）平抛运动的水平位移与竖直位移分别满 足的关系是： 联立可得 可知 图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线。 （
13、 3）由竖直方向的分运动可知， ， ，即 ， 水平初速度为 C点的竖直分速度为 由运动合成可知 考点：实验：平抛物体的运动 计算题 （ 14分）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间的距离为 d，上板正中有一小孔。质量为 m、电荷量为 +q的小球从小孔正上方高 h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g）。求： （ 1）小球到达小孔处的速度； （ 2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量； （ 3）小球从开始下落运动到下极板处的时间。 答案：（ 1） ；（ 2） ， ；（ 3）试题分析：（ 1）由 可得
14、 （ 2）在极板间带电小球受重力和电场力，有 ， ，可得 由 、 可得 （ 3）由 ， ， 综合可得： 考点：匀变速直线运动的规律、电容器的电容、匀强电场中电场强度与电势差的关系 (16分 )如图 1所示，匀强磁场的磁感应强度 B为 0.5T.其方向垂直于倾角为 30的斜面向上。绝缘斜面上固定有 形状的光滑金属导轨 MPN（电阻忽略不计）， MP和 NP长度均为 2.5m， MN 连线水平，长为 3m。以 MN 中点 O 为原点、 OP为 x轴建立一维坐标系 Ox。一根粗细均匀的金属杆 CD，长度 d为3m、质量 m为 1kg、电阻 R为 0.3，在拉力 F的作用下，从 MN 处以恒定的速度
15、v=1m/s，在导轨上沿 x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好）。 g取10m/s2。 （ 1）求金属杆 CD运动过程中产生产生的感应电动势 E及运动到 处电势差 ； （ 2）推导金属杆 CD从 MN 处运动到 P点过程中拉力 F与位置坐标 x的关系式，并在图 2中画出 F-x关系图象； （ 3）求金属杆 CD从 MN 处运动到 P点的全 过程产生的焦耳热。 答案：（ 1） ， ；（ 2） （ 0x2）；（ 3） 试题分析： （ 1）金属杆 CD在匀速运动过程中产生的感应电动势 （ l=d） （ D点电势高） 当 x=0.8m时，金属杆在导轨间的电势差为零，设此时杆在导轨外的长度为 l外则 得
16、由楞次定律判断 D点电势高，故 CD两端电势差 （ 2）杆在导轨间的长度 l与位置 x关系是 对应的电阻 Rl为 电流 杆受的安培力 F 安 为 根据平衡条件得 （ 0x2） 画出的 F-x图象如图所示。 （ 3）外力 F所做的功 WF等于 F-x图线下所围的面积，即 而杆的重力势能增加量 故全过程产生的焦耳热 考点：电磁感应现象、能量守恒定律 （ 20分）在光滑水平地面上有一凹槽 A，中央放一小物块 B，物块与左右两边槽壁的距离如图所示， L为 1.0m，凹槽与物块的质量均为 m，两者之间的动摩擦因数 为 0.05，开始时物块静止，凹槽以 v0 5m/s初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过
17、程中没有能量损失，且碰撞时间不计。 g 取 10m/s2。求：( ) （ 1）物块与凹槽相对静止时的共同速度； （ 2）从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽 壁碰撞的次数； （ 3）从凹槽开始运动到两者刚相对静止所经历的时间及该时间内凹槽运动的位移大小。 答案：（ 1） v=2.5m/s；（ 2） 6次；（ 3） ， 试题分析：（ 1）设两者间相对静止时速度为 v，由动量守恒定律得 mv0=2mv，可得 v=2.5m/s （ 2）物块与凹槽间的滑动摩擦力 设两者间相对静止前相对运动的路程是 s1，由动能定理得 得 已知 L=1m可推知物块与右侧槽壁共发生 6次碰撞。 （ 3）设凹槽与物块碰撞前的速度分别为 v1、 v2，碰后的速度分别为 v1、 v2，有 得 即每碰撞一次凹侧与物块发生一次速度交换，在同一坐标系上两者的速度图线如图所示： 根据碰撞次数可分为 13段，凹槽、物块的 v-t图象在两条连续的匀变速运动图线间转换，故可用匀变速直线运动规律求时间。则 解得 凹槽的 v-t图象所包围的阴影部分面积即为凹槽的位移大小 s2，（等腰三角形面积共 13份，第一份面积为 0.5L，其余每份面积均为 L。） 考点：动量守恒定律、运动学的基本规律
