2017年北京市高考物理试题及答案.pdf

12017 年 北 京 高 考 物 理 高 清 电 子 版（word 含 答 案）1 3 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1 4 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1 5 某 弹 簧 振 子 沿 x 轴 的 简 谐 振 动 图 像 如 图 所 示，下 列 描 述 正 确 的 是A t=1 s 时，振 子 的 速 度 为 零，加 速 度 为 负 的 最 大 值B t=2 s 时，振 子 的 速 度 为 负，加 速 度 为 正 的 最 大 值C t=3 s 时，振 子 的 速 度 为 负 的 最 大 值，加 速 度 为 零D t=4 s 时，振 子 的 速 度 为 正，加 速 度 为 负 的 最 大 值1 6 如 图 所 示，理 想 变 压 器 的 原 线 圈 接 在 2 2 0 2 s i n(V)u t 的交 流 电 源 上，副 线 圈 接 有 5 5 R 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 2 2 0 2 WB 电 流 表 的 读 数 为 1 AC 电 压 表 的 读 数 为 1 1 0 2 VD 副 线 圈 输 出 交 流 电 的 周 期 为 5 0 s1 7 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21 8 2 0 1 7 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 1 0 0 n m（1 n m=1 0-9m）附 近 连 续 可 调 的 世 界 上 个 最 强 的 极 紫 外 激 光 脉 冲，大 连 光 源 因 学 科&网其 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3 46.6 1 0 J s h，真 空光 速83 1 0 m/s c）A 2 11 0 JB 1 81 0 JC 1 51 0 JD 1 21 0 J1 9 图 1 和 图 2 是 教 材 中 演 示 自 感 现 象 的 两 个 电 路 图，L 1 和 L 2 为 电 感 线 圈。实 验 时，断 开开 关 S 1 瞬 间，灯 A 1 突 然 闪 亮，随 后 逐 渐 变 暗；闭 合 开 关 S 2，灯 A 2 逐 渐 变 亮，而 另 一个 相 同 的 灯 A 3 立 即 变 亮，最 终 A 2 与 A 3 的 亮 度 相 同。下 列 说 法 正 确 的 是A 图 1 中，A 1 与 L 1 的 电 阻 值 相 同B 图 1 中，闭 合 S 1，电 路 稳 定 后，A 1 中 电 流 大 于 L 1 中 电 流C 图 2 中，变 阻 器 R 与 L 2 的 电 阻 值 相 同D 图 2 中，闭 合 S 2 瞬 间，L 2 中 电 流 与 变 阻 器 R 中 电 流 相 等2 0 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1 和2 的 无 线 电 波。飞 机 降 落 过 程 中，当 接 收到1 和2 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3A 天 线 发 出 的 两 种 无 线 电 波 必 须 一 样 强B 导 航 利 用 了1 与2 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 合第二部分（非 选 择 题 共 1 8 0 分）本 部 分 共 1 1 小 题，共 1 8 0 分。2 1（1 8 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4隔 为 T。测 得 A、B、C 各 点 到 O 点 的 距 离 为 x 1、x 2、x 3，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 m g，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 做 出 如 图 3 所 示 的 v2 W 图 像。由 此图 像 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 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。52 2（1 6 分）如 图 所 示，长 l=1 m 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=3 7。已 知 小 球 所 带 电 荷 量q=1.0 1 0 6C，匀 强 电 场 的 场 强 E=3.0 1 03N/C，取 重 力 加 速 度 g=1 0 m/s2，s i n 3 7=0.6，c o s 3 7=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。2 3（1 8 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 衰 变。放 射 出 粒 子（42H）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 粒 子 的 质 量 和 电 荷 量。（1）放 射 性 原 子 核 用 XAZ表 示，新 核 的 元 素 符 号 用 Y 表 示，写 出 该 衰 变 的 核 反 应 方 程。（2）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 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 m。62 4（2 0 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 M N、P Q 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 a b 垂 直 于 M N、P Q 放 在轨 道 上，与 轨 道 接 触 良 好，以 速 度 v（v 平 行 于 M N）向 右 做 匀 速 运 动。图 1 轨 道 端 点 M P 间 接 有 阻 值 为 r 的 电 阻，导 体 棒 a b 受 到 水 平 向 右 的 外 力 作 用。图 2 轨 道 端 点 M P 间 接 有 直 流 电 源，导 体 棒 a b 通 过 滑 轮 匀 速 提 升 重 物，电 路 中 的 电 流为 I。（1）求 在 t 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 a b 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 a b）、图 4（图 2 的 导 体 棒 a b）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 a b 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。72017 北 京 高 考 物 理 试 题 答 案1 3 C 1 4 D 1 5 A 1 6 B 1 7 D 1 8 B 1 9 C 2 0 C2 1（1 8 分）（1）B（2）A（3）m g x 23 12x xT（4）2 2-2-1,(4.5 5.0)m s J v k W k 质 量（5）A2 2（1 6 分）（1）F=q E=3.0 1 0-3N（2）由t a n 37qEm g，得 m=4.0 1 0-4k g（3）由21(1 c o s 3 7)2m g l m v 得2(1 c o s 3 7)2.0 v g l m/s2 3（1 8 分）（1）4 42 2X Y+H eA AZ Z（2）设 粒 子 的 速 度 大 小 为 v，由2vq v B mR，2 RTv 粒 子 在 磁 场 中 运 动 周 期2 mTq B环 形 电 流 大 小22 q q BIT m（3）由2vq v B mR，得q B Rvm设 衰 变 后 新 核 Y 的 速 度 大 小 为 v，系 统 动 量 守 恒0 M v m v m v q B RvM M 由2 2 21 12 2m c M v m v 得22()()2M m q B Rmm M c 8说 明：若 利 用44AM m 解 答，亦 可。2 4（2 0 分）（1）图 1 中，电 路 中 的 电 流1B L vIR r棒 a b 受 到 的 安 培 力 F 1=B I 1 L在 t 时 间 内，“发 电 机”产 生 的 电 能 等 于 棒 a b 克 服 安 培 力 做 的 功2 2 21B L v tE F v tR r 电图 2 中，棒 a b 受 到 的 安 培 力 F 2=B I L在 t 时 间 内，“电 动 机”输 出 的 机 械 能 等 于 安 培 力 对 棒 a b 做 的 功2E F v t B I L v t 机（2）a.如 图 3、图 4 所 示b.设 自 由 电 荷 量 为 q 沿 导 体 棒 定 向 移 动 的 速 率 为 u。如 图 4 所 示，沿 棒 方 向 的 洛 伦 兹 力1f q v B，做 负 功1 1W f u t qv B u t 垂 直 棒 方 向 的 洛 伦 兹 力2f q u B，做 正 功2 2W f v t quB v t 所 示1 2W W，即 导 体 棒 中 一 个 自 由 电 荷 所 受 的 洛 伦 兹 力 做 功 为 零。1f 做 负 功，阻 碍 自 由 电 荷 的 定 向 移 动，宏 观 上 表 现 为“反 电 动 势”，消 耗 电 源 的 电 能；2f 做 正 功，宏 观 上 表 现 为 安 培 力 做 正 功，使 机 械 能 增 加。大 量 学 科.网 自 由 电 荷 所 受 洛 伦兹 力 做 功 的 宏 观 表 现 是 将 电 能 转 化 为 等 量 的 机 械 能，在 此 过 程 中 洛 伦 兹 力 通 过 两 个 分 力9做 功 起 到“传 递 能 量 的 作 用。