北京高考理綜物理試卷及答案正式

1、絕密啟封并使用完畢前 2014年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試 理科綜合能力測(cè)試（北京卷） 本試卷共15頁(yè)，共300分。考試時(shí)長(zhǎng)150分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷 上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。 以下數(shù)據(jù)可供解題時(shí)參考： 可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 第一部分（選擇題共120分） 本部分共20小題，每小題6分，共120分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題 目要求的一項(xiàng)。 13. 下列說(shuō)法中正確的是 A .物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 B .物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 C.物體溫度降低，其內(nèi)能一

2、定增大 D .物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變 14. 質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋 放的能量是（c表示真空中的光速） A. （mim2m3）cB. 血m2m3）c 2 2 C.（葉m2m3）cD.血mh）c a運(yùn)動(dòng)的半徑 15. 如圖所示，實(shí)線(xiàn)表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。下列判斷正確的是 A . 1、2兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等 B . 1、3兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等 C. 1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 D . 2、 3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 16. 帶電粒子a、b在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的動(dòng)量大小相等, 大于b運(yùn)動(dòng)的半徑。若a、b的電荷量分別為qa

3、、qb,質(zhì)量分別為ma、mb,周期分別為 Ta、Tb。則一定有 A. qa qb B. ma mb C . Ta 0）?，F(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料， 其折射率可以為負(fù)值（n 0）,稱(chēng)為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類(lèi)材料，入射角 i與 折射角r依然滿(mǎn)足 竺！ n，但是折射線(xiàn)與入射線(xiàn)位于法線(xiàn)的同一側(cè)（此時(shí)折射角取負(fù)值） sin r 現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出。 若該材料對(duì)此電磁波的折射率n =?1，正確反映電磁波穿過(guò)該材料的傳播路徑的示意圖是 第二部分（非選擇題共180分） 本部分共11小題，共180分。 21. （ 18 分） 利用電

4、流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。 （1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖1中的 （選填“甲”或“乙”）。 _滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。（選填相應(yīng)器材前的字母） （3） 某位同學(xué)記錄的 6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中 5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo) 紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫(huà)出U-I圖線(xiàn)。 即三三一 +*1-1: filrM-lflp 壽口T7 rtaip 規(guī)t-Fit :ft.a:+ ?l.uiJ;li. snn. l-il;Tm 1- T-S.-.TSFTt -十y古|干 . F - fc.- -T a :二亠： *:.*!.*. -r- r* -: + ;- 一

5、 F-.i 4-rhT-HF m 4JJ. JJ-na -TLtiTf -r-rr.-lii.rT-L -rLbrrr .m !JW-I -7 I7-1PI-T- 二一 -tTa-4-.*7 f 二 h 1 MKJ 1 T+ 士 .7T十 -卜 rr-bgjl匸 L L 4-!二T- - r i Il 一 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 電壓U（V） 電流1 ( A) iU V (4) 根據(jù)(3)中所畫(huà)圖線(xiàn)可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)電阻r = 。 (5) 實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率 P都會(huì) 發(fā)生變化。圖3的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是 22. (

6、16分) 如圖所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分 別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)?，F(xiàn)將 體，并沿桌面滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑，半徑 與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=。取重力加速度 (1) 碰撞前瞬間A的速率v; (2) 碰撞后瞬間 A和B整體的速率v ; (3) A和B整體在桌面上滑動(dòng)的距離 I。 A無(wú)初速釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整 R=0.2m； A和B的質(zhì)量相等；A和B整體 g=10m/s2。求： 23. ( 18 分) 萬(wàn)有引力定律揭示了天體運(yùn)行規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。 (1) 用彈簧秤稱(chēng)量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量，隨稱(chēng)量位置的變化可

7、能會(huì)有不 同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為 M，自轉(zhuǎn)周期為T(mén),萬(wàn)有引力常量為 G。將地球視為半徑 為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設(shè)在地球北極地面稱(chēng)量時(shí)，彈簧秤 的讀數(shù)是Fo。 a. 若在北極上空高出地面 h處稱(chēng)量，彈簧秤讀數(shù)為 F1，求比值F1 /Fo的表達(dá)式，并就 h = %R的情形算出具體數(shù)值(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字); b. 若在赤道地面稱(chēng)量，彈簧秤讀數(shù)為F2,求比值F2 /Fo的表達(dá)式。 (2) 設(shè)想地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑r、太陽(yáng)的半徑Rs和地球的半徑R三者均減小 為現(xiàn)在的 %，而太陽(yáng)和地球的密度均勻且不變。僅考慮太陽(yáng)和地球之間的相互作用， 以現(xiàn)實(shí)地球的1年為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算設(shè)

8、想地球”的1年將變?yōu)槎嚅L(zhǎng)？ 24. （ 20分） 導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)可以從宏觀(guān)和微觀(guān)兩個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)。如圖所示，固定于水平 面的U形導(dǎo)線(xiàn)框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬直導(dǎo)線(xiàn)MN在與其垂直的水平恒力 F 作用下，在導(dǎo)線(xiàn)框上以速度 v做勻速運(yùn)動(dòng)，速度 v與恒力F方 向相同；導(dǎo)線(xiàn) MN始終與導(dǎo)線(xiàn)框形成閉合電路。已知導(dǎo)線(xiàn)MN 電阻為R,其長(zhǎng)度L恰好等于平行軌道間距，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線(xiàn)框的電阻。 W等于電路獲得的電能 (1)通過(guò)公式推導(dǎo)驗(yàn)證：在 t時(shí)間內(nèi), F對(duì)導(dǎo)線(xiàn)MN所做的功 W電，也等于導(dǎo)線(xiàn) MN中產(chǎn)生的焦耳熱 Q ； (2)若導(dǎo)線(xiàn)MN的質(zhì)量m = 8.0g、長(zhǎng)度L = m

9、，感應(yīng)電流I =1.0A，假設(shè)一個(gè)原子貢獻(xiàn) 1 個(gè)自由電子，計(jì)算導(dǎo)線(xiàn) MN中電子沿導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度方向定向移動(dòng)的平均速率Ve (下表中 列出一些你可能會(huì)用到的數(shù)據(jù))； 阿伏加德羅常數(shù)Na 1023 mol?1 元電荷e 10?19 C 導(dǎo)線(xiàn)MN的摩爾質(zhì)量？ 10?2 kg/mol (3)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子(即金屬原子失 去電子后的剩余部分)的碰撞。展開(kāi)你想象的翅膀，給出一個(gè)合理的自由電子的運(yùn)動(dòng) 模型；在此基礎(chǔ)上，求出導(dǎo)線(xiàn)MN中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度方向的平均 作用力f的表達(dá)式。 (考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效) 絕密考試結(jié)束前 2014

10、年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試 第一部分共 13. B 理科綜合能力測(cè)試(北京卷) 20小題，每小題6分, 共120分。 14. C 15. D 16. A 參考答案 17. D 18. D 19. A 20. B 第二部分共 11小題，共180分。 21 . (18 分) (1) 1.6 (2) (3) B、C 如答圖 1.5 (4) (5) () C 22. ( 16 分) 設(shè)滑塊的質(zhì)量為 m。 (1) 根據(jù)機(jī)械能守恒定律 得碰撞前瞬間 A的速率 (2) 根據(jù)動(dòng)量守恒定律 1.1 1.0 1-f*i*aTit, ulBTs|-T-l,T1* +4- T h. :n七 -d4-吟 7-4 I

11、-1 1 -*-4-J - I 蠱花總 卜土 7TT . msf TV.器 .-“ -1 - - - +TTTrt3n F _ *7十.+ +, s-*Tb*4+ 往” tulrI-M: -R-f-車(chē) HHxlf =T1 + TTT-Trfi- + tT 4rI.r1+* + + + JLr + +t 常肝? rM-HLiLkhi -1 : lLa 3-H-l -JH-ir-rH TT 丨乩卜4.if4 i.+.L| L-I + 14 - +-I 耳$-! a-l I I J r-i- . +-fc i-f +-r-i-t l-F-gr r-l *-!- -f t- ! - I -rF I-

12、+ 卜4 g I+ 4 -I (I -B -I g ! I l. 4_L_|.4-l4-. ，4* 十聲1*F瓊 (*=曲 -|rl-w 二_4 二 * T +； i+ Ml 卜| 4亠| +a 4.14_4_；右_14 Hi I- I Ii . . s w 5 _ _ s 陰活*托:埜匸祁口 A -F- + -+- -i-i-+-4F-fr- Al =1-中 rj .Bal il TUtl： -H-lf-T-t-t-t-l til j- i i-m -irlr-A-i .mlr.Ti -I- l-i-l-tTl-l-l-l -I+J-1-1-H- I :山 ：l iti.ri.r： rt 4

13、fc + *T -i-Tfc ii !- tri-ititir t：；p：r：t i：Tt ； fi-1-4-44-f-t4- rti 二 T rf *h mgR 1 2 mv 2 v2R 2 m/s mv = 2mv 答圖 得碰撞后瞬間 A和B整體的速率 v - v 1 m/ s 2 1 (3)根據(jù)動(dòng)能定理(2m)v2 (2m)gl 2 得A和B整體沿水平桌面滑動(dòng)的距離 2 l 0.25 m 2 g 23. ( 18 分) (1)設(shè)小物體質(zhì)量為 m。 a.在北極地面 -Mm G 2Fo R 在北極上空咼出地面 h 處G Mm 2 F1 (R h) 得 F1R2 2 Fo (R h) 當(dāng) h=

14、%R F11 20.98 F0(1.01)2 b.在赤道地面，小物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到萬(wàn)有引力和彈簧秤的作用 力，有 2 4 n F2 m 2 R T 3 4 n R GMT2 -Mm G 2- R F2 (2)地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到太陽(yáng)的萬(wàn)有引力。設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為 Ms,地球質(zhì)量為 M，地球公轉(zhuǎn)周期為 Te,有 得 其中為太陽(yáng)的密度。 由上式可知，地球公轉(zhuǎn)周期 之比有關(guān)。因此“設(shè)想地球”的 2 Te僅與太陽(yáng)的密度、地球公轉(zhuǎn)軌道半徑與太陽(yáng)半徑 1年與現(xiàn)實(shí)地球的1年時(shí)間相同。 (20 分) (1)電動(dòng)勢(shì) E BLv 導(dǎo)線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡 F F安BIL 在t時(shí)間內(nèi)， 外力F對(duì)導(dǎo)

15、線(xiàn)做功 W Fv t F安v t BIL v t 電路獲得的電能 W電 qE IE t BILv t 24. 可見(jiàn)，F(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)MN所做的功等于電路獲得的電能 Wt ； 導(dǎo)線(xiàn)MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q I2R t I t IR qE W電 可見(jiàn)，電路獲得的電能 W電等于導(dǎo)線(xiàn)MN中產(chǎn)生的焦耳熱 Q。 (2)導(dǎo)線(xiàn)MN中具有的原子數(shù)為 Tn 因?yàn)橐粋€(gè)金屬原子貢獻(xiàn)一個(gè)電子，所以導(dǎo)線(xiàn)MN中的自由電子數(shù)也是 N。 導(dǎo)線(xiàn)MN單位體積內(nèi)的自由電子數(shù) 其中，S為導(dǎo)線(xiàn)MN的橫截面積。 因?yàn)殡娏?所以 解得 n=A SL n veSe I IL IL nSe Ne mNAe 7.8 10 6 m / s (3)下述解法的共同假設(shè)：所有自由電子(簡(jiǎn)稱(chēng)電子，下同)以同一方式運(yùn)動(dòng)。 方法一：動(dòng)量解法 設(shè)電子在每一次碰撞結(jié)束至下一次碰撞結(jié)束之間的運(yùn)動(dòng)都相同，經(jīng)歷的時(shí)間為 t，電子的動(dòng)量變化為零。 因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)MN的運(yùn)動(dòng)，電子受到沿導(dǎo)線(xiàn)方向的洛倫茲力f洛的作用 f 洛 evB 沿導(dǎo)線(xiàn)方向，電子只受到金屬離子的作用力和f洛作用，所以 f 洛 t If = 0 其中If為金屬離子對(duì)電子的作用力的沖量，其平均作用力為f，則If ft 得f = f 洛=evB 方法二：能量解法 設(shè)電子從導(dǎo)