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2014年北京高考物理试题及答案
2014年普通高等学校招生考试北京卷
(物理部分word版)
13．下列说法正确的是
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
14．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示正空中光速）
A．（m1+m2-m3）c B．（m1-m2-m3）c
C．（m1+m2-m3）c2 D．（m1-m2-m3）c2

15．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是
A．1、2两点的场强相等
B．1、3两点的场强相等
C．1、2两点的电势相等
D．1、3两点的电势相等
16．带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a运动的半径大于b运动半径。若a、b电荷量分别为qa、qb，质量分别为ma、mb，周期分别为Ta、Tb，则一定有
A．qa<qb B．ma<mb
C．Ta<Tb D．qa/ma<qb/mb
17．一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t=0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一点的振动图像。下列说法正确的是
A．t=0时质点a的速度比质点b的大
B．t=0时质点a的加速度比b的小
C．图2表示质点a的振动
D．图2表示质点b的振动
18．应用物理知识分析生活中常见现象，可以使物理学习更有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
19．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力的促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置作如下实验：小球从左侧斜面上的0点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次试验结果的对比，可以得到最直接的结论是
0
1
2
3

A．如果斜面光滑，小球将上升到与0店等高的位置
B．如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态
C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变
D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
α
β
α
α

α
α
α

β
α
α

α
A B C D
20．以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n<0），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sini/sinr=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对于电磁波的折射率n=-1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是
二．实验题
21．（18分）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减少误差。
（1）应该选择的实验电路是图1中的 （选择“甲”或“乙”）

（2）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0~15V） B．电压表（0~3V）
C．滑动变阻器（0~50Ω） D．滑动变阻器（0~500Ω）
实验中电压表应选择 ；滑动变阻器应选用 ；（选填相应器材前字母）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据对应点，并画出U-I图线。
（4）根据（3）中所画图线可以得出干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω。
（5）实验中，随着滑动变阻器滑片移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图3 的各示意图中正确反映P-U关系的是 。
序号
1
2
3
4
5
6
电压U（V）
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1,10
电流I（A）
0.050
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480

三、计算题
22．（16分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧的轨道下端与水平桌面相切，下滑块A和B分别静止在圆弧轨道最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和B质量相等；A和B整体与桌面枝江的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g=10m/s2.求：
（1） 碰撞前瞬间A的速率v；
（2） 碰撞后瞬间A和B整体速率v’；A和B整体在桌面上滑动距离L.
A R O
B

23．（18分）万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
（1）用弹簧秤称量一个相对与地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0。
a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值F1/F0的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）
b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值F2/F0的表达式。
（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球间的相互作用，以显示地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？
24．（20分）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导体框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在于其垂直的水平衡力F作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同；导线MN始终与导线框形成闭合回路，已知导线MN电阻为R，其长度l，恰好等于平行导轨间距，磁场的磁感应强度为B。忽略摩擦阻力和导线框的电阻。
（1）通过公式推导验证：在△t时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能W’，也等于导线MN中产生的焦耳热Q；
（2）若导线MN的质量m=8.0g，长度l=0.10m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献一个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动平均速率ve（下表列出一些可能用到的数据）
（3）经典物理学认为，金属电阻源于定向运动的自由电子和金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子运动模型；在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f的表达式。
× × × × × ×
× × × × × ×
× × × × × ×
× × × × × ×
× × × × × ×

B
M
N
F
v

2014年北京高考物理参考答案
13
14
15
16
17
18
19
20
B
C
D
A
D
D
A
B
21．（1）甲 （2）B C （3）如图（4）1.50 0.83 （5）D
U / V
I/A
1.0
0.1
0.2
0.3
1.2
1.1
1.3
1.4
1.5
1.6
0
0.4
0.5
0.6

22．答案：（1） （2） （3）
解：（1）滑块从圆弧最高点滑到最低点的过程中，根据机械学科网能守恒定律，有

（2）滑块A与B碰撞，根据动量守恒定律，有

（3）滑块A与B粘在一起滑行，根据动能定理，有

23．答案：（1） （2） （3）不变
解析：（1）在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是
（1）
(2)
由公式（1）（2）可以得出:
(3)
由（1）和（3）可得:

（3）根据万有引力定律，有

从上式可知，当公转周期和太阳半径减小为现在的1.0%时，学科网地球公转周期不变。
24．答案：（1）见解析 （2） （3）
解析：（1）动生电动势： ①
电流： ②
安培力： ③
力做功： ④
电能： ⑤
焦耳热： ⑥
由④⑤⑥可知，
（2）总电子数：
单位体积内的电子数：
⑦

（3）从微观角度看，导线中的自由电子与金属离子发生碰撞，可以看做非完全弹性碰撞，自由电子损失的动能转化为焦耳热。
从整体角度看，可视为金属离子对自由电子整体运动的平均阻力导致自由电子动能的损失，即 ⑧
从宏观角度看，导线MN速度不变，力F做功学科网使外界能量完全转化为焦耳热。
时间内，力F做功 ⑨

带入⑦，
带入②③，得