2014年高考(全国新课标1卷)物理详解.docx
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1、2014年普通高等学校招生全国统一考试(课标卷I)理科综合能力测试(物理)第卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第1418题只有一项符合题目要求,第1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。14在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表相连。往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电
2、源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化本题考查点:产生感应电流的条件是通过闭合电路中的磁通量发生变化,分解成二个条件,一是要有闭合回路;二是回路中的磁通量发生变化。解析:A项中线圈与电流表相连组成回路,满足第一条件,但是线圈中的磁铁是指永磁铁,磁场不会变化,回路中的磁通量没有变化,不满足第二条件,因此不会产生感应电流,电流表的示数不会变化。A错。B项中连有电流表的闭合线圈放在通电线圈旁,通电线圈旁有磁场,若通有恒定电流,则磁场不变化,闭合线圈中的磁通量不变化,不产生感应电流,电流表示数不会变化。B错。C项中一房间内的线圈两端与另一房间的电流表连接组成了闭合回路,线圈中插入条形磁
3、铁过程中在线圈中有变化的磁场,闭合回路中磁通量发生变化,产生感应电流,但是插入条形磁铁后,磁场不变,闭合线圈中的磁通量不变化,没有了感应电流,再到相邻房间观察时电流表不变化了。C错。D项中绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,如图组成两个回路A、B。A线圈通电或断电的瞬间,A线圈中的磁场增强或消失,A线圈中磁感线在铁环中形成闭合线,同时通过B线圈,引起B线圈中的磁通量的变化,B线圈中产生感应电流,电流表的示数有变化,D正确。答案:D总结:产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化。磁通量发生变化有三种情况:一是磁场变化即磁感应强度B变化;二是闭合电路中包含磁场部分的面积变化;三是闭
4、合电路所在的面与磁场方向的夹角变化。可以用一种通俗的说法:闭合电路中的磁感线的条数变化就是磁通量发生变化。15关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半本题考查点:安培力的大小及方向有关知识。解析:安培力的方向遵守左手定则。左手平展,让磁感线穿过手心,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,手心面向N极(叉进点出),四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的
5、方向。大拇指与其余四指垂直,安培力方向一定垂直导线,A项错。磁场方向与导线不垂直时,如图,可以将磁场的方向分成平行导线的分量B1,和垂直导线的分量B2,分量为B1的磁场对通电导线不产生安培力,分量为B2的磁场对通电导线产生的安培力方向与B2的方向及导线都垂直,即安培力的方向总垂直磁感线与导线所在的平面,一定垂直磁场方向,B项正确。通电导线和磁场方向平行时,不产生安培力,通电导线与磁场方向垂直时,产生的安培力最大,由安培力公式F=BILsin,为通电导线与磁场方向的夹角。安培力与这个角度有关,C项错。将直导线从中点折成直角,导线两瑞连线长为原长的22,弯曲导线的等效长度为原长的22,安培力的大小
6、为原来的22,D项错。答案:B总结:安培力方向判断的左手定则与感应电流方向判断的右手定则很容易记混,可以发现“力”字向左撇,就用左手;而“电”字向右撇,就用右手。记忆口诀:左手力,右手电,手心迎着磁感线。通电导线在磁场中受到的安培力。电流为I、长为L的直导线。在匀强磁场B中受到的安培力大小为:F=ILBsin,其中为导线方向与磁场方向间的夹角。对于任意形状的通电导线受匀强磁场的安培力,可把导线中电流分解为许多段电流元IL,每段电流元受的安培力为F=ILBsin,把这许多安培力加起来就是整个导线受的力。有一种简便法,将弯曲导线两瑞的连线看成导线的等效长度,整个弯曲导线受到的安培力等于两瑞连线通有
7、相同电流时受到的安培力。当电流方向与磁场方向相同或相反时,即=0或时,电流不受磁场力作用。当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大为F=BIL。16如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为A2 B C1 D本题考查点:洛仑兹力的大小公式、匀速圆周运动的向心力公式、动能公式。解析:带电粒子受到的洛仑兹力F=qvB,匀速圆周运动的向心力F向=mv2r,洛仑兹力提供匀速
8、圆周运动所需的向心力,qvB=mv2r,得r=mvqB.铝板的上方有r1=mv1qB1, 铝板的下方有r2=mv2qB2, 两式相除得r1r2=v1B2v2B1=2由动能公式EK=12mv2,得12mv22=1212mv12,v2=22v1代入上式得B1B2=22得D正确。答案:D总结:洛伦兹力的公式为。适用条件:磁场是匀强磁场,v与B方向垂直。式中q、v分别是点电荷的电量和速度,B是点电荷所在处的磁感应强度。v与B方向不垂直时,洛伦兹力的大小是,其中是v和B的夹角。向心力公式:F=mv2r=m2r=m42rT2=mv=42mf2r=42mn2r其中:v为线速度 单位m/s,为角速度 单位ra
9、d/s,m为物体质量 单位kg,r为物体的运动半径 单位m,T为圆周运动周期 单位s,f为圆周运动频率 单位Hz,n为圆周运动转速(即频率)单位r/s。匀速圆周运动是变速运动,匀速圆周运动的速度方向时刻改变,必定存在加速度向心力总与速度垂直.只改变线速度的方向,不改变线速度的大小.方向与向心加速度相同,指向圆心。17如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直时位置相比,小球的高度A一定升高B一定降低C保持不变D升高或降低由橡皮筋的劲度系数
10、决定本题考查点:胡克定律、正交分解。解析:小车静止时,橡皮筋的弹力F1=mg,设小车的加速度增加到a时保持不变做匀加速直线运动,此时小球偏离竖直方向的角度为,橡皮筋的弹力为F2,正交分解,竖直方向有F2cos=mg,水平方向有F2sin=ma得F2=mgcos,设橡皮筋的劲度系数为k,原长为l0.静止时橡皮筋的长度L1=l0+mgk,小球距悬点的高度H1=L1=l0+mgk加速时橡皮筋的长度L2=l0+mgkcos,小球距悬点的高度H2=L2cos=l0cos+mgkH1A正确。答案:A总结:胡克定律的内容是:在弹性限度内,弹簧所受的拉力与形变量成正比。F=kx,其中k为劲度系数,x为形变量,
11、F为所受的拉力。将一个力分解为Fx和Fy两个相互垂直的分力的方法,叫作力的正交分解。在多个共点力作用下,运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算.在力的正交分解法中,分解的目的是为了求合力,尤其适用于物体受多个力的情况,物体受到F1,F2,F3,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴,y轴分解,则在x轴方向各力的分力分别为 F1x,F2x,F3x,在y轴方向各力的分力分别为F1y,F2y,F3y.那么在x轴方向的合力Fx = F1x+ F2x+ F3x+ ,在y轴方向的合力Fy= F1y+ F2y+ F3y+.合力F=Fx2+Fy2,设合力与x轴的夹角为,则tan=FyFx.在运用正
12、交分解法解题时,关键是如何确定直角坐标系,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则;在动力学中,以加速方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标,这样使牛顿第二定律表达式为:F=ma.18如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间的电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是本题考查点:法拉第电磁感应定律、U-t图、I-t图解析: 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势即cd线圈中的电压,由于磁场是线圈 ab中的电流产生的 ,且线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,故在i-t图
13、像中图线的斜率即为Ucd,。cd线圈间的电压在0-0.5s、0.5s-1.5s、1.5s-2.5s、2.5s-3.5s内恒定, ab线圈中的原电流在这些时间内就随时间均匀变化,I-t图中在0-0.5s、0.5s-1.5s、1.5s-2.5s、2.5s-3.5s时间内的图线是倾斜的直线。C正确。答案:C总结:法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。感应电动势用表示,即=n/t,式中n为线圈匝数,为磁通量变化量,单位Wb ,t为发生变化所用时间,单位为s.为产生的感应电动势,单位为V.本题如果考虑方向问题,则在0-0.5s内感应电动势是c端比d端低,感应电流
14、方向从c流到d,感生磁场方向在铁芯中从右向左,原磁场增大时,与感生磁场方向相反,从左向右,则原电流从b向a,则C图中表示的是从b到a的电流随时间变化情况。19太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”。据报道,2014年各行星冲日时间分别是:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)1.01.55.29.51930A各地外
15、行星每年都会出现冲日现象B在2015年内一定会出现木星冲日C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短第19题本题考查点:开普勒第三定律、相遇周期的计算解析:由开普勒第三定律 T2r3=恒,得T火=1.53年=1.8年、T木=5.23年=11.8年、T土=9.53年=29.3年、T天王=193年=82.8年、T海王=303年=164年每一次行星冲日,表示行星与地球相遇最近一次,设行星与地球的相遇周期为T遇则有(2T地-2T行)T遇=2,得T遇=T行T地T行-T地,代入数据得:T遇火=2.1年、T遇木=1.1年、T遇土=1.04年、T遇天=1.01年、
16、T遇海=1.006年。火星2.1年出现一次冲日现象,其它地外行星相遇周期都大于一年,也不一定每年出现冲日现象,A项错。木星与地球相遇周期为1.1年,在2015年2月又与地球相遇,B正确。T遇天不等于T遇土的一半,C项错。T遇海最小,D正确。答案:BD总结:开普勒第三定律,也称周期定律:是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。这里,a是行星公转轨道半长轴,T是行星公转周期,K是常数,其大小只与中心天体的质量有关。常用于椭圆轨道的计算。即:。其中,M为中心天体的质量。对地外行星与地球的相遇周期为T遇则有(2T地-2T行)T遇=2,得T遇=T行T
17、地T行-T地,对地内行星与地球的相遇周期T遇则有(2T行-2T地)T遇=2,得T遇=T行T地T地-T行20如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是Ab一定比a先开始滑动Ba、b所受的摩擦力始终相等C=是b开始滑动的临界角速度D当=时,a所受摩擦力的大小为kmg第20题本题考查点:静摩擦力、最大静摩擦力、向心力公式、离心运动解析:小木块都随圆盘做匀速圆周运动时,在发生相对滑动之前,角速度相
18、等,静摩擦力提供向心力,即F静=m2r,由于ra=l,rb=2l,所以发生相对滑动前木块b的静摩擦力大, B项错;随着转速增大,b、a能受到的静摩擦力增大,木块b先达到最大静摩擦力,b一定比a先开始滑动,A正确;b达到最大静摩擦力时,有kmg=2m2l,得=kg2l为b开始滑动的临界条件,C正确;当=2kg3l时代入公式,得a受到的摩擦力的大小为23kmg,D项错。答案:AC总结:木块a、b静摩擦力FfFfm,时与圆盘保持相对静止,b受到的静摩擦力大于a受到的静摩擦力,b先增大到最大静摩擦力时,再增大转速后b的最大静摩擦力不够提供b随圆盘一起转动所需的向心力,做离心运动。21如图,在正点电荷Q
19、的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,M=30M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示,已知M = N,P = F,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则A点电荷Q一定在MP的连线上B连接PF的线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功DP大于M第21题本题考查点:点电荷电场的电势、等势面、电场力做功解析:点电荷电场的等势面为以点电荷为球心的一族球面,所以任意两个等势点连线的垂直平分线都指向点电荷,由M=N可知点电荷在MN连线的垂直平分线上,又由P=F可知点电荷在FP线段的垂直平分线上,则点电荷在这两条线的交点O上,如
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