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(大纲卷带解析)

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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（大纲卷带解析）
试卷副标题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
第I 卷（选择题）
请点击修改第I 卷的文字说明 一、选择题
1．—质点沿x 轴做直线运动，其v-t 图象如图所示。

质点在t ＝0时位于x ＝5m 处，开始沿x 轴正向运动。

当t ＝8s 时，质点在x 轴上的位置为（ ）
A ．x ＝3m
B ．x ＝8m
C ．x ＝9m
D ．x ＝14m 2．地球表面附近某区域存在大小为150N/C 、方向竖直向下的电场。

一质量为1.00×10-4kg 、带电量为-1.00×10-7C 的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m 。

对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.80m/s 2，忽略空气阻力）（ ） A. -1.50×10-4J 和 9.95×10-3J B. 1.50×10-4J 和9.95×10-3J C. -1.50×10-4J 和 9.65×10-3J D. 1.50×10-4J 和9.65×10-3J 3．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( ) A. 压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B. 保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C. 压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D. 压强变小时，分子间的平均距离可能变小
4．在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm 的光，在距双缝1.00m 的屏上形成干涉图样。

图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm ，则双缝的间距为（ ）
A. 2.06×10－7m
B. 2.06×10－4m
C. 1.68×10－4m
D. 1.68×10－
3m
5．两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇。

下列说法正确的是（ ）
A ．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A 1－A 2|
B ．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1＋A 2
D ．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
6．一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。

当物块的初速度为v 时，上升的最大高度为H ，如图所示；当物块的初速度为
2
v
时，上升的最大高度记为h 。

重力加速度大小为g 。

物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为（ ）
A. tanθ和2H
B. （22v gH －1）tanθ和2H
C. tanθ和4H
D. （22v gH －1）tanθ和4
H
7．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁
铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止
开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A. 均匀增大
B. 先增大，后减小
C. 逐渐增大，趋于不变
D. 先增大，再减小，最后不变
8．一中子与一质量数为A （A ＞1）的原子核发生弹性正碰。

若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ） A ．
11A A +- B ．1
1
A A -+ C ．24(1)A A +D ．2
2
(1)(1)A A +-
第II 卷（非选择题）
请点击修改第II 卷的文字说明 二、实验题
9．现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示．拍摄时频闪频率是10Hz ；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4．已知斜面顶端的高度h 和斜面的长度s ．数据如下表所示．重力加速度大小g=9.80m/s 2．
根据表中数据，完成下列填空：
（1）物块的加速度a=_____m/s 2（保留3位有效数字）． （2）因为_____可知斜面是粗糙的． 10．（12分）现要测量某电源的电动势和内阻。

可利用的器材有：电流表，内阻为1.00Ω；电压表；阻值未知的定值电阻R 1、R 2、R 3、R 4、R 5；开关S ；一端连有鳄鱼夹P 的导线1，其他导线若干。

某同学设计的测量电路如图（a ）所示。

（1）按图（a ）在实物图（b ）中画出连线，并标出导线1和其P 端。

（2）测量时，改变鳄鱼夹P 所夹的位置，使R 1、R 2、R 3、R 4、R 5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U 和电流表的示数I 。

数据如下表所示。

根据表中数据，在图（c ）中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U-I 图线。

（3）根据U-I 图线求出电源的电动势E ＝ V ，内阻r ＝ Ω。

三、简答题
11．冰球运动员甲的质量为80．0kg ．当他以5．0m/s 的速度向前运动时，与另一量为100kg 、速度为3．0m/s 的迎面而来的运动员乙相撞．碰后甲恰好静止．假设碰撞时间极短，求：
（1）碰后乙的速度的大小； （2）碰撞中总机械能的损失． 四、计算题
12．如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面（xy 平面）向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x 轴负向。

在y 轴正半轴上某点以与x 轴正向平行、大小为v 0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在（d ，0）点沿垂直于x 轴的方向进人电场。

不计重力。

若该粒子离开电场时速度方向与y 轴负方向的夹角为θ，求：
（1）电场强度大小与磁感应强度大小的比值； （2）该粒子在电场中运动的时间。

13．已知地球的自转周期和半径分别为T 和R ，地球同步卫星A 的圆轨道半径为h 。

卫星B 沿半径为r （r ＜h ）的圆轨道在地球赤道的正上方运行，其运行方向与地球自转方向相同。

求：
（1）卫星B 做圆周运动的周期；
（2）卫星A 和B 连续地不能直接通讯的最长时间间隔（信号传输时间可忽略）。

参考答案
1． B
【来源】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（大纲卷带解析）【解析】
试题分析：在v-t图象中图线与时间轴所围的面积表示了质点的位移，由v-t图象可知，在0～4s内图线位于时间轴的上方，表示质点沿x轴正方向运动，其位移为正，在4～8s内图线位于时间轴的下方，表示质点沿x轴负方向运动，其位移为负，8s内质点的位移为：6m －3m＝3m，又由于在t＝0时质点位于x＝5m处，因此t＝8s时，质点在x轴上的位置为x ＝8m，故选项B正确。

考点：本题主要考查了对v-t图象的理解与应用问题，属于中档偏低题。

2．D
【来源】2017-2018学年人教版高中物理选修3-1第一章学业质量标准检测
【解析】试题分析：电场力做功等于电势能的改变量，则：
；合外力的功等于动能的变化量，则：
，故选D.
考点：功能关系
【名师点睛】此题考查了功能转化关系；要知道电场力做功等于物体电势能的变化量；合外力做功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的变化量；除重力以外的其他力做功等于机械能的变化量；此题难度不大，是基础题.
3．BD
【来源】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（大纲卷带解析）【解析】试题分析：分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度越高，分子分子热运动越剧烈，分子间的平均距离由体积决定，体积越大，分子间的平均距离越大，根据理想气体状态方程pV＝nRT可知，对于一定量的稀薄气体，当压强变大时，若体积减小，温度可能降低或不变，故选项A错误；若温度升高，则体积可能变大或不变，故选项C错误；当保持压强不变时，若体积增大，则温度升高，故选项B正确；当压强变小时，若温度不变，则体积增大，故选项D正确。

考点：本题主要考查了对分子动理论、理想气体状态方程的理解与应用问题，属于中档题。

4．C
【来源】四川省三台县塔山中学2016-2017学年高二5月月考物理试题
【解析】试题分析：根据双缝干涉实验中相邻两明纹中心间距公式有：Δx= l
d
λ，解得：
d=
l
x
λ
∆
=
2
1.00
0.35010-
⨯
×589×
10－9m＝1.68×10－4m，故选项C正确。

考点：本题主要考查了对双缝干涉实验中相邻两明纹中心间距公式的理解与应用问题，属于中档题。

5． AD
【来源】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（大纲卷带解析）【解析】
试题分析：根据波的叠加原理可知，两列横波波峰与波谷相遇处质点的振动减弱，其振幅为两者振幅差的绝对值，故选项A正确；波峰与波峰相遇处质点的振动加强，其振幅为两者振
幅的和，但质点依然在平衡位置附近做往复运动，因此位移不断变化，故选项B 、C 错误；选项D 正确。

考点：本题主要考查了对波的叠加原理的理解与应用问题，属于中档题。

6．D
【来源】黑龙江省牡丹江市第一高级中学2016-2017学年高一下学期期末考试物理试题
【解析】试题分析：根据动能定理有：－mgH －μmgH/tanθ＝0－2
12
mv ，解得：μ＝（
22v gH －1）tanθ，故选项A 、C 错误；当物块的初速度为
2
v
时，有：－mgh －μmgh/tanθ＝0－2
122v m ⎛⎫
⎪⎝⎭
，解得：h ＝4H ，故选项B 错误；选项D 正确。

考点：本题主要考查了对动能定理（或功能关系）的理解与应用问题，属于中档题。

7．C 【来源】【全国百强校】2017届浙江省温州中学高三3月高考模拟物理试卷（带解析） 【解析】试题分析：条形磁铁在下落过程中受重力和铜环的阻力作用，开始时，由于速率为零，对铜环组成的圆筒没有磁通变化，因此无感应电流，无安培力作用，即条形磁铁只受重力作用，向下加速运动，随着速率的增大，感应电流增大，安培力增大，条形磁铁所受铜环的阻力增大，因此条形磁铁将做加速度逐渐减小的加速运动，又因为竖直圆筒很长，因此，加速度将趋于零，所以条形磁铁在圆筒中的运动速率先逐渐增大，最终趋于不变，故选项C 正确。

考点：本题主要考查了电磁感应、力与运动的关系的应用问题，属于中档偏高题。

8． A
【来源】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（大纲卷带解析） 【解析】
试题分析：设原子核的质量为m ，中子的质量为m N ，碰撞前与碰撞后中子的速度分别是v 0
和v 1，碰撞后原子核的速度为v 2，由于两者发生弹性正碰，因此有：m N v 0＝m N v 1＋mv 2，2
1
2
N m v ＝
2112N m v ＋22
12mv ，解得：v 1＝0N N m m v m m -+，根据两者质量数可知：M m m ＝1
A
，解得|01v v |＝
1
1
A A +-，故选项A 正确。

考点：本题主要考查了动量守恒定律和能量守恒定律的应用问题，属于中档题。

9． 4.30 物块加速度小于5.88m/s 2
【来源】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（大纲卷带解析） 【解析】试题分析：(1)频闪照相中相邻影像点的时间间隔相等，利用逐差法求物块的加速
度
＝4.30 m/s 2。

(2)若物块沿光滑斜面下滑，对其受力分析，由牛顿第二定律可得：＝5.88
m/s 2，由物块加速度a 小于物块沿光滑斜面下滑的加速度a′，可知斜面是粗糙的。

考点：逐差法求加速度
【名师点睛】本题主要考查了逐差法求加速度。

属于容易题。

要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．逐差法是求物体加速度的一个重要方法，要熟练掌握其应用，提高解决实验能力． 10． （1）略，见解；（2）略，见解析；（3）2.90（2.89～2.91之间均可），1.02（0.93～1.13之间均可）
【来源】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（大纲卷带解析） 【解析】 试题分析：（1）根据题图（a ）所示，按照电流流向，其实物连线如下图所示。

（2）显然，坐标图中缺少了第3、5组数据对应的点，补上点后，按照描点作图的原则，作出其U-I 图线如下图所示。

（3）改变鳄鱼夹P 所夹的位置，使R 1、R 2、R 3、R 4、R 5依次串入电路，相对于将滑动变阻器采用限流式接法接入电路，改变滑片位置，因此，将电流表和电源看作等效电源，电压表的读数即为路端电压，根据闭合电路欧姆定律有：U ＝E －I （r ＋R A ），所以U-I 图象的纵截距即表示了电源的电动势，有：E ＝2.90V （2.89～2.91V 之间均可），图线斜率的绝对值即表示了电源的内阻与电流表内阻之和，有：r ＝
2.84 2.5119330
--×103
Ω－1.00Ω＝1.02Ω（0.93～
1.13Ω之间均可）
考点：本题主要考查了测电源电动势和内阻的实验问题，属于中档题。

11．（1）1.0m/s ；（2）1400J
【来源】黑龙江哈尔滨十九中2016-2017学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】试题分析：（1）设运动员甲、乙的质量分别为m 、M ，碰前速度大小分别为v 、V ，碰后乙的速度大小为V′，规定甲的运动方向为正方向，由动量守恒定律有：mv-MV=MV′…① 代入数据解得：V′=1．0m/s…②
（2）设碰撞过程中总机械能的损失为△E ，应有：mv 2+MV 2＝MV′2+△E…③ 联立②③式，代入数据得：△E=1400J 考点：动量守恒定律；能量守恒定律 12． （1）
E B ＝201
tan 2
v θ；（2）t ＝02tan d v θ
【来源】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（大纲卷带解析）
【解析】 试题分析：（1）设磁感应强度的大小为B ，粒子质量与所带电荷量分别为m 和q ，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，并设其圆周运动的半径为r ，根据牛顿第二定律和向心力公式有：
qv 0B ＝20
v m r
①
由题设条件和图中几何关系可知：r ＝d ②
设电场强度大小为E ，粒子进入电场后沿x 轴负方向运动的速度大小为v x ，由牛顿第二定律有：qE ＝ma x ③
根据运动学公式有：v x ＝a x t ，
2
x
v t ⋅＝d ④ 由于粒子在电场中做类平抛运动（如图），有：tan θ＝
x
v v ⑤
由①②③④⑤式联立解得：
E B ＝201
tan 2v θ （2）由④⑤式联立解得：t ＝
02tan d
v θ
考点：本题主要考查了带电粒子在交替复合场中的运动问题，属于中档题。

13． （1）3/2()r T h ；（2）3/23/23/2
()r h r π-（arcsin R h ＋arcsin R
r
）T 【来源】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（大纲卷带解析）
【解析】
试题分析：（1）设卫星B 绕地心转动的周期为T
′，地球质量为M ，卫星A 、B 的质量分别为m 、m ′，根据万有引力定律和圆周运动的规律有：
2Mm
G h
＝mh 224T π ①
2Mm G r
'
＝m ′r 224T π' ②
联立①②两式解得：T
′＝3/2()r
T h
③
（2）设卫星A 和B 连续地不能直接通讯的最长时间间隔t ，在时间间隔t 内，卫星A 和B 绕地心转过的角度分别为α
和β，则：α＝
t
T
×2π，β＝t T '×2π
④
若不考虑卫星A 的公转，两卫星不能直接通讯时，卫星B 的位置应在下图中B 点和B ′点之间，图中内圆表示地球的赤道。

由图中几何关系得：∠BOB ′＝2（arcsin
R h ＋arcsin R
r
） ⑤ 由③式知，当r ＜h 时，卫星B 比卫星A 转得快，考虑卫星A 的公转后应有：β－α＝∠BOB ′
⑥
由③④⑤⑥式联立解得：t ＝3/23/23/2()r h r π-（arcsin R h ＋arcsin R
r
）T
考点：本题主要考查了万有引力定律的应用和空间想象能力问题，属于中档偏高题。