高考北京卷理综物理试题解析精编版解析版.docx
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高考北京卷理综物理试题解析精编版解析版
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2017年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试(北京卷)
13.以下关于热运动的说法正确的是
A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈
B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止
C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈
D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大
【答案】C
【学科网考点定位】分子动理论
【名师点睛】温度是分子平均动能的标志,但单个分子做无规则运动,单个分子在高温时速率可能较小。
14.如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。
如果光束b是蓝光,则光束a可能是
A.红光B.黄光C.绿光D.紫光
【答案】D
【解析】根据题意作出完整光路图,如图所示,a光进入玻璃砖时光线偏折角较大,根据光的折射定律可知玻璃砖对a光的折射率较大,因此a光的频率应高于b光,故选D。
【学科网考点定位】光的折射
【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知,光线在进入棱镜前后偏折角度越大,棱镜对该光的折射率越大,该光的频率越大。
15.某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示,下列描述正确的是
A.t=1s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
B.t=2s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值
C.t=3s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零
D.t=4s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值
【答案】A
【学科网考点定位】振动图象
【名师点睛】根据振动图象判断质点振动方向的方法:
沿着时间轴看去,“上坡”段质点向上振动,“下坡”段质点向下振动。
16.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:
1,电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是
A.原线圈的输入功率为220W
B.电流表的读数为1A
C.电压表的读数为110V
D.副线圈输出交流电的周期为50s
【答案】B
【学科网考点定位】正弦式交变电流的“四值”、理想变压器原副线圈电压、电流、功率与匝数的关系
【名师点睛】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需注意因果关系,电压由原线圈决定副线圈,电流与功率则由副线圈决定原线圈。
17.利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是
A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)
B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
【答案】D
【解析】在地球表面附近,在不考虑地球自转的情况下,物体所受重力等于地球对物体的万有引力,有,可得,A能求出地球质量。
根据万有引力提供卫星、月球、地球做圆周运动的向心力,由,,解得;由,解得;由,会消去两边的M;故BC能求出地球质量,D不能求出。
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【学科网考点定位】万有引力定律的应用
【名师点睛】利用万有引力定律求天体质量时,只能求“中心天体”的质量,无法求“环绕天体”的质量。
18.2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100nm(1nm=10–9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。
大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。
据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10–34J·s,真空光速c=3×108m/s)
A.10–21JB.10–18JC.10–15JD.10–12J
【答案】B
【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为,由题意可知,光子的能量应比电离一个分子的能量稍大,因此数量级应相同,故选B。
【学科网考点定位】光子的能量、电离
【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子,因此该光子的能量应比该分子的电离能大,同时又不能把分子打碎,因此两者能量具有相同的数量级,不能大太多。
19.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。
实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。
下列说法正确的是
A.图1中,A1与L1的电阻值相同
B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
【答案】C
【学科网考点定位】自感
【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象,根据楞次定律可知,感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。
电流突然增大时,会感应出逐渐减小的反向电流,使电流逐渐增大;电流突然减小时,会感应出逐渐减小的正向电流,使电流逐渐减小。
20.物理学原理在现代科技中有许多重要应用。
例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。
如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。
两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。
飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。
下列说法正确的是
A.天线发出的两种无线电波必须一样强
B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
【答案】C
【学科网考点定位】波的干涉
【名师点睛】波长相等的两列波可以产生稳定的干涉,类似双缝干涉实验,在两波源连线的中垂线上干涉始终加强(波程差为零)。
21.(18分)
如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是_______(选填选项前的字母)。
A.直流电源B.交流电源
(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。
A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量
在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点B.计时器打点
(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。
在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。
测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。
实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。
从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_________,打B点时小车的速度v=_________。
(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。
由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。
根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________。
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2–W关系的是________。
【答案】
(1)B
(2)AB(3)mgx2(4)v2=kW,k=(4.5~5.0)kg–1质量(5)A
(4)由图3可知,图线斜率k≈4.7kg–1,即v2=4.7kg–1·W;设小车质量为M,根据动能定理有,变形得,即k=,因此与图线斜率有关的物理量为质量。
(5)若m不满足远小于M,则由动能定理有,可得,v2与W仍然成正比关系,选A。
【学科网考点定位】探究动能定理实验
【名师点睛】实验总存在一定的误差,数据处理过程中,图象读数一样存在误差,因此所写函数表达式的比例系数在一定范围内即可;第(5)问有一定的迷惑性,应明确写出函数关系,再进行判断。
22.(16分)
如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。
已知小球所带电荷量q=1.0×10–6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:
(1)小球所受电场力F的大小。
(2)小球的质量m。
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】
(1)3.0×10–3N
(2)4.0×10–4kg(3)2.0m/s
根据几何关系有,得m=4.0×10–4kg
(3)撤去电场后,小球将绕悬点摆动,根据动能定理有
得
【学科网考点定位】电场强度与电场力、物体的平衡、动能定理
【名师点睛】本题力电综合问题,但电场力与对小球施加水平向右的恒力F作用效果相同,因此可以用相关的力学知识来解答。
23.(18分)
在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。
放射出的α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。
以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。
(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。
(3)设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。
【答案】
(1)
(2)(3)
(3)由,得
设衰变后新核Y的速度大小为v′,核反应前后系统动量守恒,有Mv′–mv=0
可得
根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有
解得
说明:
若利用解答,亦可。
【学科网考点定位】核反应方程、带电粒子在匀强磁场中的运动、动量守恒定律、爱因斯坦质能方程、能量守恒定律
【名师点睛】
(1)无论哪种核反应方程,都必须遵循质量数、电荷数守恒。
(2)α衰变的生成物是两种带电荷量不同的“带电粒子”,反应前后系统动量守恒,因此反应后的两产物向相反方向运动,在匀强磁场中,受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动,且两轨迹圆相外切,应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期,根据电流强度的定义式可求解电流大小。
(3)核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解,在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损。
24.(20分)
发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。
直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。
在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。
电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动。
图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用。
图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I。
(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。
(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。
为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。
那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?
请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明。