1、 2014 年普通高等学校招生全国统一考试 (天津卷 )物理 一、选择题，只有一个选项符合要求，每小题 6 分。 1.质点做直线运动的速度 时间图象如图所示，该质点 ( )2c A.在第 1 秒末速度方向发生了改变 B.在第 2 秒末加速度方向发生了改变 C.在前 2 秒内发生的位移为零 D.第 3 秒末和第 5 秒末的位置相同 解析： 根据 v-t 图像，第 1 秒末速度方向 没变，加速度方向改变， A 错。第 2 秒末加速度方向没变，速度方向改变， B 错。前 2 秒内位移为图像围成三角形面积 2m， C 错。第 3 秒末的位移与第 5 秒的位移同为 1m， D 正确。 答案： D 2.如
2、图所示，电路中 12RR、 均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 C 的极板水平放置 。 闭合电键 S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动 。 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是 ( )2com A.增大 1R 的阻值 B.增大 2R 的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开电键 S 解析： 如果油滴不动，则平行板电容器中电场强度不能变。增大 1R 阻值，因为电源内阻不能忽略，所以 1R 分压增大，电容器电压增大，电场变强， A 错。增大 2R 阻值，因为电容器是断路，所以不影响电容器两端电压，电场不变， B 对。增大两板间距离，因为电容器两端电压不变，根据 U
3、E d ，电场变小， C 错。断开电键则电容器中间电场变为 0， D 错。 21世纪 *教育网 答案： B 3.研究表明，地球自转在逐渐变慢， 3 亿年前地球自转的周期约为 22 小时 。 假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 ( )2】 A.距地面的高度变大 B.向心加速度变大 C.线速度变大 D.角速度变大 解析： 3 亿年前地球自转周期 22 小时，现在为 24 小时，趋势为变大，所以未来同步卫星与现在相比周期变大，而万有引力不变。由万有引力提供向心力 22 2()MmG m rrT，可知2324GMTr ，轨道半径变大，则卫星距地面高度变
4、大， A 正确。轨道半径变大，向心力变小，向心加速度变小， B 错。同时，线速度和角速度都减小， C 和 D 错。 21 教育网 答案： A 4.如图所示，平行金属板 AB、 水平正对放置，分别带等量异号电荷 。 一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么 ( )2 版权所有： 21 教育】 A.若微粒带正电荷，则 A 板一定带正电荷 B.微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加 C.微粒从 M 点运动到 N 点动能一定增加 D.微粒从 M 点运动到 N 点机械能一定增加 解析： 如题图，带电粒子所受电 场力为竖直方 向，又因为运动轨迹向下偏转，所以粒子所受
5、合外力方向向下。重力方向竖直向下，故电场力方向可能向下，也可能向上但是小于重力。若微粒带正电，则电场方向可能向上也可能向下， A 板带正电和负电均有可能， A 错。若微粒所受电场力向下，从 M 点到 N 点电场力做正功，电势能减小， B 错。若所受电场力向上，从 M 点到 N 点电场力做负功，微粒机械能减少， D 错。微粒所受合力向下，从 M 点到 N点合力做正功，根据动能定理，动能一定增加， C 正 确。 【来源： 21世纪教 答案： C 5.平衡位置处于坐标原点的波源 S 在 y 轴上振动，产生频率为 50Hz 的简谐横波向 x 正、负两个方向传播，波速均为 100m/s 。 平衡位置在
6、x 轴上的 PQ、 两个质点随波源振动着， PQ、的 x 轴坐标分别为 3.5m 3mpQxx 、 。 当 S 位移为负且向 y 方向运动时， PQ、 两质点的( )2 A.位移方向相同、速度方向相反 B.位移方向相同、速度方向相同 C.位移方向相反、速度方向相反 D.位移方向相反、速度方向相同 解析： 由频率 50Hz，波速 100m/s 可知波长为 2m。根据 P、 Q 点坐标， P 点与 S 相差 314 个周期， Q 点与 S 相差 112 个周期。当 S 位移为负且向 -y 方向运动时， P 点位移为负且向 y 方向运动， Q 点位移为正且向 y 方向运动。故选 D。 21*cnjy
7、*com 答案： D 6.下列说法正确的是 ( )2 A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立 B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施 C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转 D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同 解析： 卢瑟福 粒子散射实验建 立的原子核式 结构模型， A 错。某些物质可以在紫外线照射下发出荧光，根据这一特点可以设计防伪措施， B 正确。天然放射现象中 射线为电磁波，不会再电场或磁场中发生偏转， C 错。当观察者与波源互相接近或远离时，接收到波的频率会发生改变，这个是多普勒效应， D 正确。 答案： BD 7.如
8、图 1 所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图 2 中曲线 a ， b 所示，则 ( )2 A.两次 0t 时刻线圈平面均与中性面重合 B.曲线 a 、 b 对应的线圈转速之比为 23 C.曲线 a 表示的交变电动势频率为 25Hz D.曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10V 解析： 根据法拉第电磁感应定律， t=0 时电动势瞬时值为 0，此时线圈应在中性面上， A 正确。由题图可知，曲线 a、 b 周期比为 2:3，则转速比应为 3:2， B 错。曲线 a 周期为 0。 04s，则频率为 25Hz， C 正确。曲线 b
9、产生的电动势最大值由题图可知小于 10 2 ( 14.14 )VV ，则有效值小于 10V， D 错。 21cnjy 答案： AC 8.一束由两种频率不同的单色组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成 a ， b 两束，如图所示，则 a 、 b 两束光 ( )2-1-c-n-j-y A.垂直穿过同一块平板玻璃， a 光所用的时间比 b 光长 B.从同种介质射入真空发生全反射时， a 光临界角比 b 光的小 C.分别通过同一双缝干涉装置， b 光形成的相邻亮条纹间距小 D.若照射同一金属都能发生光电效率， b 光照射时逸出的光电子最大初动能大 解析： 由题图 可知，在玻璃 中， a 光折射
10、率大于 b 光，所以玻璃中的光速 a 小于 b， A 正确。由全反射可知，同种介质中 a 的折射率大于 b，则临界角 a 小于 b， B 正确。 a 光波长小于 b光，则双缝干涉中， a 光的相邻亮条纹间距小， C 错。 a 光频率大于 b 光，因此 a 光的光子能量大，在光电效应中，逸出电子的最大初动能更大， D 错。 答案： AB 二、非选择题 9.(18 分 ) (1)半径为 R 的水平圆盘绕过圆心 O 的竖直轴匀速转动， A 为圆盘边缘上一点 。 点 O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度 v 水平抛出时，半径 OA 方向恰好与 v 的方向相同，如图所示 。 若小球与圆盘只碰一次，
11、且落在 A 点，重力加速度为 g ，则小球抛出时距 O 的高度 h _，圆盘转动的角速度大小 _。 解析： (1)小球平抛落到 A 点，则水平方向运动时间为 Rt v ， 竖直方向为自由落体，下落高度为 222122gRh gt v， 此时圆盘恰好转过 n 圈 ( *nN )，角速度为 *22 ()n nv nNtR 答案： 222vgR， )(2 *NnRnv (2)某同学把附有滑轮的长 木板平放在实 验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力与小车动能变化的关系 。 此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小
12、木块等 。 组装的实验装置如图所示 。 若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_。 实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵 引小车的细绳与木板平行 。 他这样做的目的是下列的哪个 _(填字母代号 )。 ： 21cnj*y。 co*m】 A.避免小车在运动过程中发生抖动 B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 平衡摩擦力后，当他用 多个钩码牵引 小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度 。 在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：
13、 _。 www-2-1-cnjy-com 他将钩码重力做的功当 作细绳拉力做 的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些 。 这一情况可能是下列哪些原因造成的 _(填字母代号 )。 A.在接通电源的同时释放了小车 B.小车释放时离打点计时器太近 C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平 衡掉 D.钩码做匀速运动，钩码重力大于细绳拉力 解析： 本实验要测量钩码重力当拉力，测量小车的质量，所以需要天平，另外纸带长度测量需要刻度尺； 当绳子拉力平行木板并平衡摩擦后，可以让拉力提供小车的加速度，所以选择 D 要减小小车的加速度，再拉力一定的情况下，根据牛顿第二定律，可以增加车的质量。 钩
14、码重力做功转化为钩码动能 ，小车动能， 在没有完全平衡摩擦的情况下，还会增加摩擦生热。所以当重力做功大于小车动能增量时，可能是因为摩擦，也能是因为没有满足钩码重力远小于车这个条件。所以选 CD21 世纪教育网版权所有 答案： 刻度尺、天平 (包括砝码 )， D， 可在小车上加适量的砝码 (或钩码 )， CD (3)现要测量一个未知电阻 xR 的阻值，除 xR 外可用的器材有： 多用电表 (仅可使用欧姆挡 )； 一个电 池组 E (电动势 6V )； 一个滑动变阻器 R ( 0 20， 额定电流 1A )； 两个相同的电流表 G (内阻 1000gR ， 满偏电流 100AgI )； 两个标准电
15、阻 ( 122 9 0 0 0 0 .1RR ， )； 一个电键 S 、导线若干 。 为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用 “ 10 ”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断的做法正确的是_(填字母代号 )。 A.这个电阻很小，估计只有几欧姆 B.这个电阻很大，估计有几千欧姆 C.如需进一步测量可换 “1 ”挡，调零后测量 D.如需进一步测量可换 “ 1k ”挡，调零后测量 根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁 。 解析： 根据条件知电阻应该比较小，所以换为
16、 “1 ”挡 ,选 AC，根据条件，可以把电流表串联 R1 当电压表用，把电流表并联 R2 当电流表用，这样实验电路等效为一个伏安法测电阻，为了减少功耗，应该用限流电路。 答案： AC 10.(16 分 )如图所示，水平地面上静止放置一辆小车 A ，质量 4kgAm ，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计 。 可视为质点的物块 B 置于 A 的最右端， B 的质量2kgBm 。 现对 A 施加一个水平向右的恒力 10NF ， A 运动一段时间后，小车左端固定的挡板 B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后 A 、 B 粘合在一起，共同在 F 的作用下继续运动，碰撞后经时间 0.6st ，
17、二者的速度达到 2m/stv 。 求 (1) A 开始运动时加速度 a 的大小； (2) A 、 B 碰撞后瞬间的共同速度 v 的大小； (3) A 的上表面长度 l 。 解析： 以 A 为研究对象，由牛顿第二定律有 AF ma 代入数据解得 22.5m/sa 对 AB， 碰撞后共同运动 0.6st 的过程，由动量定理得 A B t A BF t m m v m m v 代入数据解得 1m/sv 设 AB， 发生碰撞前， A 的速度为 Av ，对 AB， 发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 A A A Bm v m m v A 从开始运动到与 B 发生碰撞前，由动能定理有 212 AAFl mv
18、 由 式，代入数据解得 0.45ml 答案： (1)2.5m/s2 (2)1m/s (3)0.45m 11.(18 分 )如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 30的斜面上，导轨电阻不计，间距 0.4mL 。 导轨所在空间被分成区域 和 ，两区域的边界与斜面的交线为 MN ， 中的匀强磁场方向垂直斜面向下， 中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为 0.5TB 。 在区域 中，将质量 1 0.1kgm ，电阻 1 0.1R的金属条 ab 放在导轨上， ab 刚好不下滑 。 然后，在区域 中将质量 2 0.4kgm ，电阻 2 0.1R的光滑导体棒 cd置于导轨上，由静止
19、开始下滑 。 cd 在滑动过程中始终处于区域 的磁场中， ab 、 cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取 210m/sg 。 问 21*cnjy*com (1)cd 下滑的过程中， ab 中的电流方向； (2)ab 刚要向上滑动时， cd 的速度 v 多大； (3)从 cd 开始下滑到 ab 刚要向上滑动的过程中， cd 滑动的距离 3.8mx ，此过程中 ab 上产生的热量 Q 是多少 。 解析： 由 a 流向 b 。 开始放置 ab 刚好不下滑时， ab 所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为 maxF ，有 max 1 sinF mg 设 ab 刚好要上滑时， cd 棒的感应电动势
20、为 E ，由法拉第电磁感应定律有 E BLv 设电路中的感应电流为 I ，由闭合电路欧姆定律有 12EI RR 设 ab 所受安培图为 F安 ，有 F ILB安 此时 ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有 1 maxsinF m g F安 综合 式，代入数据解得 5m/sv 设 cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为 Q总 ，由能量守恒有 2221sin 2m gx Q m v 总 又112RQQRR 总 解得 1.3JQ 答案： (1)由 a 流向 b 5m/s (3)1.3J 12.(20 分 )同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型 。M
21、 、 N 为两块中心开有小孔的平行金属板 。 质量为 m 、电荷量为 q 的粒子 A (不计重力 )从 M 板小孔飘入板间，初速度可视为零 。 每当 A 进入板间，两板的电势差变为 U ，粒子得到加速，当 A 离开 N 板时，两板的电荷量均立即变为零 。 两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场， A 在磁场作用下做半径为 R 的圆周运动， R 远大于板间距离 。 A 经电场多次加速，动能不断增大，为使 R 保持不变，磁场必须相应的地化 。 不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应 。 求 (1) A 运动第 1 周时磁场的磁感应强度 1B 的大小；
22、(2)在 A 运动第 n 周的时间内电场力做功的平均功 率 nP ； (3)若有一个质量也为 m 、电荷量为 kq (k 为大于 1 的整数 )的粒子 B (不计重力 )与 A 同时从M 板小孔飘入板间， A 、 B 初速度均可视为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变 。 下图中虚线、实线分别表示 A 、 B 的运动轨迹 。 在 B 的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映 A 、 B 的运动轨迹，并经推导说明理由 。 21cnjycom 解析： 设 A 经电场第 1 次加速后速度为 1v ，由动能定理得 211 02qU mv A 在磁场中做匀速圆周运动，所受
23、洛伦兹力充当向心力 2111mvqvB R 由 得1 12mUB Rq 设 A 经 n 次加速后的速度为 n ，由动能定理得 21 02 nnqU mv 设 A 做第 n 次圆周运动的周期为 nT ，有 2nnRT v 设在 A 运动第 n 周的时间内电场力做功为 nW ，则 nW qU 在该段时间内电场力做功的平均功率为 nnnWP T 由 解得 2n qU nqUP Rm A 图能定性地反映 AB， 运动的轨迹。 A 经过 n 次加速后，设其对应的磁感应强度为 nB ， AB， 的周期分别为 nT ， T ，综合 、 式并分别应用 AB， 的数据得 2nnmT qB 2 nnTmT kqB
24、 k 由上可知， nT 是 T 的 k 倍，所以 A 每绕行 1 周， B 就绕行 k 周。由于电场只在 A 通过时存在，故 B 仅在与 A 同时进入电场时才被加速。 www。 21-cn-jy。 com 经 n 次加速后， AB， 的速度分别为 nv 和 nv ，考虑到 式 2n nqUv m 2nnnkqUv kvm 由题设条件并考虑到 式，对 A 有 2nnTv R 设 B 的轨迹半径为 R ，有 2nTv R 比较上述两式得 RRk上式表明，运动过程中 B 的轨迹半径始终不变。 由以上分析可知，两粒子运动的轨迹如图 A 所示。 答案： (1)1 12mUB Rq(2) 2n qU nqUP Rm(3)A
