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2014年普通高等学校招生全国统一考试（课标卷II）
理科综合能力测试（物理）
(青海 西藏 甘肃 贵州 黑龙江 吉林 宁夏 内蒙古 新疆 云南 辽宁)
第Ⅰ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14~18题只有一项符合题目要
求，第19~21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．甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t 的时间内，它们的v-t图像如图所示。在这段时
1
v
间内
A．汽车甲的平均速度比乙大 v
2
B．汽车乙的平均速度等于 甲
C．甲乙两汽车的位移相同
D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 乙
v
【答案】A 1
【解析】由于图线与坐标轴所夹的面积表示物体的位移，在0-t 1 时间内，甲车的位 O 移大于乙车，由t 1 t
可知，甲车的平均速度大于乙车，A正确， C错误；因为乙车做变减速运动故平均速度不等于 ，
B错误；又图线的切线的斜率等于物体的加速度，则甲乙两车的加速度均逐渐减小，选项D错误。
15．取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。
不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为
A． B． C． D．
【答案】 B
【解析】设物体水平抛出的初速度为v，抛出时的高度为h，则 ，故 物体落地的
0
竖直速度 ，则落地时速度方向与水平方向的夹角 ，则 ，选项B正
确。
16．一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为
1
v，若将水平拉力的大小改为F ，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，
2
用 、 分别表示拉力F 、F 所做的功， 、 分别表示前后两次克服摩擦力所做的
1 2
功，则
A． ， B． ，
C． ， D． ，
【答案】C
【解析】由于物体两次受恒力作用做匀加速运动，由于时间相等，末速度之比为 ，则加速度之比为
， 位 移 之 比 为 。 而 摩 擦 力 不 变 ， 由 得 ： ； 由 动 能 定 理 ：
， ，整理得： ，故
。C正确。
17．如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量
为m的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为 g，当
小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为
Ａ．Mg－5Mg B．Mg+mg C．Mg+5mg D．Mg+10mg
【答案】 C
【解析】小圆环到达大圆环低端过程机械能守恒： ，小圆环在最低点，根据牛顿第二定律可得： ；对大圆环，由平衡可得： ，解得
，选项C正确。
18．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g ；在赤道的大小
０
为g；地球自转的周期为T；引力常量为G。地球的密度为
A． B． C. D．
【答案】 B
【解析】地球表面的物体在两极万有引力等于重力： ，在地球的赤道上万有引力为重力
和物体随地球自转所需向心力的合力： ，地球的质量： ，
联立可得： ，选项B正确
19．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是
Ａ．电场强度的方向处处与等电势面垂直
Ｂ．电场强度为零的地方，电势也为零
Ｃ．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
Ｄ．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
【答案】AD
【解析】由于电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，故电场强度的方向与等势面垂
直， A正确；场强为零的地方电势不一定为零，如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零，但电势大
于零，B错误；场强大小与电场线的疏密有关，而沿着电场线的方向电势逐点降低，电场线的疏密与电场
线的方向没有必然联系，C错误；任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致，沿电场线的方向是电势
降落最快的方向，D正确。
20．图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在
其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，
下列说法正确的是
Ａ．电子与正电子的偏转方向一定不同 永 永
Ｂ．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 磁 硅微条径 磁
Ｃ．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 铁 迹探测器 铁
Ｄ．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小
【答案】AC
【解析】由于电子和正电子带电性相反，若入射速度方向相同时，受力方向相反，则偏转方向一定相反
A正确；由于电子和正电子的入射速度大小来知，由 得 可知，运动半径不一定相同
B错误；虽然质子和正电子带电量及电性相同，但是两者的动量大小未知，无法判断粒子是质子还是正电
子， C正确；由 ，则 ，粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越
大D错误。
21．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n、n。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一
1 2
个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设
该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得 a A c
a、b端和c、d端的电压分别为U 和U ，则
ab cd
A．U ab :U cd =n 1 :n 2 n 1 n 2 R
B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压U 越大
cd b d
D．将二极管短路，电流表的读数加倍
【答案】BD【解析】若变压器初级电压为U ，则次级电压为 ；由于二级管的单向导电性使得cd间电
ab
压为 ，故 ，A错误；增大负载的阻值R，输出功率减小，则输入电流减小，即电流
表的读数减小，B正确，cd间的电压由变压器的初级电压诀定，与负载电阻R的大小无关，C 错误；若
二极管短路则 ，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍， D正确。2014年普通高等学校招生全国统一考试（课标卷II）
理科综合能力测试（物理）
第II卷
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第
33题~第40题为选做题，考生根据要求做答。
（一）必考题（共129分）
22．（6分）
在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R 约为200Ω，电压表的内阻
x
V
的为2kΩ，电流表的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接表的连接
R
x
方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式 计算得出，式中U A
图(a)
与I分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（b）中电路图测
得的电阻值分别记为R
x1
和R
x2
，则________（填“R
x1
”或“R
x2
”）更
V
接近待测电阻的真实值，且测量值R _______（填“大于”、“等于”
x1 R
x
或“小于”）真实值，测量值R __________（填“大于”、“等于” A
x2
或“小于”）真实值。 图(b)
【答案】R 大于 小于
x1
【解析】由于 ，可认为是大电阻，采取电流表内接法测量更准确，即图a电路测量，
R 更接近待测电阻真实值；图a电路测量由于电流表的分压使测量值大于真实值；图b电路测量由于电
x1
压表的分流使测量值小于真实值。
23．(9分)
某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系。实验装置如图（a）所示；一均匀
长弹簧竖直悬挂，7个指针P、P、P、P、P、P、P 分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、
0 1 2 3 4 5 6
40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P 指同0
0
刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x; 挂有质量为0.100kg的砝 刻度尺
0
码时，各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的 0
P
0
圈数，取重力加速度为9.80 ）。已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧
P
1
的自由长度为11.88cm。
P
2
P P P P P P
1 2 3 4 5 6 P
3
x（cm） 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01
0 P
4
x（cm） 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41
P
5
n 10 20 30 40 50 60
P
k（N/m） 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 6
1/k（m / 0.0061 ② 0.0179 0.0229 0.0296 0.0347
图(a)
N）
（1）将表中数据补充完整：① ， ② 。
（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k-n图像。
1/k(m/N)
0.04
0.03
0.02
0.01
0 10 20 30 40 50 60 n
图(b)
（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点，若从试验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，
该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系表达式为k= N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l（单位为m）的关系表达式为k= N/m
0
【答案】（1）①81.7 ②0.0122
（2）如图所示
（3） (N/m) (在 之间均可)
(在 之间均可)
【解析】（1） ，故
（2）如图所示
1/k(m/N)
0.04
0.03
0.02
0.01
0 10 20 30 40 50 60 n
（3）由图线可得其斜率为：
故直线满足 即 (N/m) (在 之间均可)
由于60匝弹簧总长度为11.88cm；则n匝弹簧的为l 满足
0
代入 得： (在 之间均可)
24．（13分）
2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下，经过
4分20秒到达距地面约1.5km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录，
取重力加速度的大小
（1）忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下 v/(ms-1)
落到1.5km高度处所需要的时间及其在此处速度的大 400
小；
350
（2）实际上物体在空气中运动时会受到空气阻
力，高速运动受阻力大小可近似表示为 ，其 300
中 为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状，
250
横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间
内高速下落的 图象如图所示，着陆过程中，运 200
动员和所携装备的总质量 ，试估算该运
150
动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数（结果保 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t/s
留1位有效数字）
【答案】（1）87s 8.7×102m/s （2）0.008kg/m
【解析】（1）设运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t ，下落距离为h，在1.5km高度处的
速度大小为v，由运动学公式有：且
联立解得：t=87s v=8.7×102m/s
（2）运动员在达到最大速度v 时，加速度为零，由牛顿第二定律有：
m
由题图可读出
代入得：k=0.008kg/m
25．（19分）
半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r，质量为m且质量分布均匀的
直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯
ω
视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方
向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R B
的电阻（图中未画出）。直导体棒在水平外力作用下以角速度 ω绕O逆 A
时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨 O
之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小
C
为 。求
（1）通过电阻 的感应电流的方向和大小；
D
（2）外力的功率。
【答案】（1）C端流向D端 （2）
【解析】（1）在Δt时间内，导体棒扫过的面积为： ①
根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的感应电动势大小为： ②
根据右手定则，感应电流的方向是从 B端流向A端，因此流过导体又的电流方向是从C端流向
D端；由欧姆定律流过导体又的电流满足： ③
联立①②③可得： ④
（2）在竖直方向有： ⑤
式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对导体棒的正压力相等，其值为 F ，两导轨对运动的导
N
体棒的滑动摩擦力均为： ⑥
在Δt时间内，导体棒在内外圆导轨上扫过的弧长分别为： ⑦
⑧
克服摩擦力做的总功为： ⑨
在Δt时间内，消耗在电阻R上的功为：
根据能量转化和守恒定律，外力在Δt时间内做的功为
外力的功率为：
由④至式可得：
（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题，3道化学题，2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在
答题卡选答区域指定位置答题，如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
33．[物理——选修3-3]（15分）
(1) ( 5分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，
选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．悬浮在水中的花粉的布期运动反映了花粉分子的热运动
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果
【答案】BCE
【解析】悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，A错误；空中的小雨滴呈球形是
水的表面张力作用的结果，B正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C正确；
高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，D错误；干湿泡温度计的湿泡显
示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中水蒸发吸收热量，使湿泡的温度降低的缘故，E正确。
(2) ( 10分）如图，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑。其下部由体
a
积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连
通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽
b
略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充由氮气，活塞a上方充有氧气。当大气
A
压为P ，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距 B
0
离是气缸高度的 ，活塞b在气缸正中间。
（i）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温
度；
（ii）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的 时，求氧气的压强。
【答案】（i）320K （ii）4P/3
0
【解析】（i）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞ab下方的氮气经历等压过程，设气缸A的容
积为V，氮气初始状态的体积为V，温度为T，末态体积V，温度为T，按题意，气缸B的容积
0 l 1 2 2
为V/4，由题给数据及盖吕萨克定律有： ①
0
且 ②
③
由①②③式及所给的数据可得： T＝320K ④
2
（ii）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸
高度的1/16时，活塞a上方的氮气经历等温过程，设氮气初始状态的体积为 ，压强为 ；末态体
积为 ，压强为 ，由所给数据及玻意耳定律可得
⑤
⑥
由⑤⑥式可得： ⑦
34．[物理——选修3-4]（15分）
(1)（5分）图(a)为一列简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡
位置在x=4.0m处的质点；图(b)为质点Q的振动图形。下列说法正确的是 。（填正确答案
标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）y/cm y/cm
10 10
P Q
O 4 8 12 x/m O 0.1 0.2 0.3 t/s
-10 -10
图(b)
图(a)
A．在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相问
C．从t=0. 10s到t =0. 25s，该波沿x轴负方向传播了6m
D．从t=0. 10s到t =0. 25s，质点P通过的路程为30cm
E．质点Q简谐运动的表达式为 （国际单位侧）
【答案】BCE
【解析】由Q点的振动图线可知，t=0.10s时质点Q向y轴负方向振动，A错误；由波的图像可知，波向
左传播，波的周期为T =0.2s，t=0.10s时质点P向上振动，经过0.15s=3T/4时，即在t = 0.25s时，质点
振 动 到 x 轴 下 方 位 置 ， 且 速 度 方 向 向 上 ， 加 速 度 方 向 也 沿 y 轴 正 向 ， B 正 确 ； 波 速
，故从 t = 0.10s 到 t = 0.25s，该波沿 x 负方间传播的距离为：
， C 正确；由于 P点不是在波峰或波谷或者平衡位置，故从 t = 0.10s到
t=0.25的3/4周期内，通过的路程不等于3A = 30cm，选项D错误；质点Q做简谐振动的表达式为：
（国际单位），选项E正确。
(2) ( 10分）一厚度为h的大平板玻瑞水平放置，共下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板
上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直钱上。已知圆纸片恰好能
完全遮档住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射），求平板玻璃的折射率。
【答案】
【解析】如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A点折射，
根据折射定律有：
R
式中， n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角
A L O
现假设A恰好在纸片边缘，由题意，在A刚好发生全反射，故
θ
h
O
设 线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有：
A B
2r
由题意纸片的半径应为R=L－r
联立以上各式可得：
35．[物理——选修3-5]（15分）
(1) ( 5分）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合
历史事实的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，
每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子
E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，
并测出了该粒子的比荷
【答案】 ACE
【解析】 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10-19C，A正确；贝克勒尔通过对天然放射性
研究发现了中子， B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，C正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论， D错误；汤姆逊通过对阴极射线在电场及在
磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，E正确。
(2)（10分）现利用图(a)所示装置验证动量守恒定律。在图(a)中，
纸带 遮光片 光电门
气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与
打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹 A B
簧片，上面固定一遮光片，光电计数器（未完全画出）可以记录遮
光片通过光电门的时间。 图(a) 气垫导轨
实验测得滑块 A 的质量 m=0.301kg，滑块 B 的质量
1
m=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用交流电的频率f=50.0Hz。
2
将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰。
碰后光电计数器显示的时间为Δt =3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。
B
（cm）
1.91 1.92 1.93 1.94 3.25 4.00 4.02 4.03 4.05
图(b)
若实验允许的相对误差绝对值（ ）最大为5%，本实验是否在误差
范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。
【答案】
【解析】按定义，物体运动的瞬时速度大小v为：
式中Δx为物块在很短的时间Δt内的位移，设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt ，则
A
Δt =1/f=0.02s Δt 可视为很短
A A
设在A碰撞前后瞬时速度大小分别为v 和v
0 1
由图(b)所给数据可得：v=2.00m/s v=0.790m/s
0 1
设B碰撞后瞬时速度大小为v
2
设两滑块在碰撞前后的动量分别为P和 ，则
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
联立各式代入数据得：
因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。
