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2014年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）

理科综合·物理

理科综合考试时间共150分钟，满分300分，其中，物理110分，化学100分，生物90分。

物理试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）。第Ⅰ卷1至2页，第Ⅱ卷3至4页。共4页。考生作答时，须将答案答在答题卡上，在本试题卷、草稿纸上答题无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷（选择题 共42分）

注意事项：

必须使用2B铅笔在答题卡上将所选答案对应的标号涂黑。

第Ⅰ卷共7题，每题6分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项、有的有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错和不选的得0分。

1．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则

A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz

B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V

C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定

D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

2．电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是

A．电磁波不能产生衍射现象

B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机

C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度

D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数据可能不同

3．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸低有一发光小球，则

A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球

B．小球所发的光能从水面任何区域射出

C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大

D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

4．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头方向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k。船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为

A．
B．
C．
D．

5．如图所示，甲为t＝1 s时的某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距离质点Δx＝0.5 m处质点的振动图像可能是

6．如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小。质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围城边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向。框、挡板个杆不计形变。则

A．t＝1 s时，金属杆中感应电流方向从C到D

B．t＝3 s时，金属杆中感应电流方向从D到C

C．t＝1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N

D．t＝3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N

7．如右图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是

第Ⅱ卷（非选择题 共68分）

注意事项：

必须使用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上题目所指示的答题区域内作答。作图题刻先用铅笔绘出，确认后再用0.5毫米黑色墨迹签字笔描清楚。答在试题卷上、草稿纸上无效。

第Ⅱ卷共4题。

8．（17分）

（1）（6分）

小文同学在探究做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面上的不同位置，让小钢球在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹。图中a、b、c、d为，其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢球的运动轨迹是_______（填轨迹字母代号），磁铁放在B时，小钢球的运动轨迹是_______（填轨迹字母代号）。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向______（选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动。

（2）（11分）

右图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10 Ω），R1时电阻箱（0～99.9 Ω），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势10V，内阻很小）。

在保证安全的和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：

(i)链接好线路，将滑动变阻器R调到最大；

(ii)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，在调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.5 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；

(iii)重复步骤(ii)，再测量6组R1和I2的值；

(iv)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。

根据实验回答以下问题：

①现有四只共选用的电流表：

A．电流表（0～3 mA，内阻为2.0 Ω）

B．电流表（0～3 mA，内阻未知）

C．电流表（0～0.3 A，内阻为5.0 Ω）

D．电流表（0～0.3 A，内阻未知）

A1应选用_______，A2应选用_______。

②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1＝0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________（选填“不变”、“变大”或“变小”）。

③在坐标纸上画出R1与I2的关系图。

④根据以上实验得出Rx＝______Ω。

9．（15分）

石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得2010年若贝尔物理学奖。用石墨烯超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物质交换。

（1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转的角速度为ω，地球半径为R。

（2）当电梯仓停在距地面高度h2＝4R的站点时，求仓内质量m2＝50 kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近的重力加速度g＝10 m/s2，地球自转的角速度ω＝7.3×10-5 rad/s，地球半径R＝6.4×103 km。

10．（17分）

在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径
的光滑圆弧轨道分别相切与D点和G点，GH与水平面的夹角θ＝37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E＝1×104 N/C。小物体P1质量m＝2×10-3 kg、电荷量q＝+8×10-6 C，受到水平向右的推力F＝9.98×10-3 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t＝0.1 s与P1相遇。P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力。求：

（1）小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；

（2）倾斜轨道GH的长度s。

11．（19分）

如图所示，水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h，与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应。p板上表面光滑，涂有绝缘层，其上O点右测相距h处有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一条直线上，图示平面为竖直平面。质量为m、电荷量为-q（q＞0）的静止粒子被发射装置（图中未画出）从O点发射，沿p板上表面运动时间t后到达K孔，不与板碰撞地进入两板之间。粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g。

（1）求发射装置对粒子做的功；

（2）电路中的直流电源内阻为r，开关S接“1”位置时，进入板间的粒子落在b板上的A点，A点与K孔竖直线的距离为l。此后将开关S接“2”位置，求阻值为R的电阻中的电流强度；

（3）若选用恰当直流电源，电路中开关接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场（磁感应强度B只能在
范围内选取），使粒子恰好从b板的T孔飞出，求粒子飞出时速度方向与b板板间的夹角的所有可能值（可用反三角函数表示）。

理科综合·物理试题参考答案

第Ⅰ卷（包括7小题，每小题6分，共42分）

1．D 2．C 3．D 4．B 5．A 6．AC 7．BC

第Ⅱ卷（包括4小题，共68分）

8．（17分）

（1）（6分）b，c，不在

（2）（11分）

① D、C

② 变大

③ 关系图线如图

④ 31

9．（17分）

解：（1）设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则

r1＝R＋h1 ①

v1＝r1ω ②

货物对地心的动能为
③

联立①②③式
④

说明：①②③④式各1分

（2）设地球质量为M，人相对地心的距离为r2，相信加速度为
，受地球的万有引力为F，则

r2＝R＋h2 ⑤

⑥

⑦

⑧

设水平地板对人的支持力大小为N，人对水平地板的压力大小为N’，则

⑨

N’＝N ⑩

联立⑤～⑩式并代入数据得 N’＝11.5 N ⑾

说明：⑥⑦⑧⑨式各2分，⑤⑩⑾式各1分

10．（17分）

解：设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则

F1＝qvB ①

f＝μ(mg－F1) ②

由题意，水平方向合理为零

F－f＝0 ③

联立①②③式，代入数据解得

v＝4 m/s ④

说明：①③式各1分，②④式各2分

（2）设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理

⑤

P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律

qEcosθ－mgsinθ－μ(mgcosθ＋qEsinθ)＝ma1 ⑥

P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH运动的距离为s1，则

⑦

设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则

m2gsinθ－μm2gcosθ＋qEsinθ)＝m2a2 ⑧

P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH运动的距离为s2，则

⑨

联立⑤～⑨式，代入数据得

s＝s1＋s2 ⑩

s＝0.56 m ⑾

说明：⑦⑧⑨⑩式各1分，⑥⑾式各2分

11．（19分）

解：（1）设粒子在p板上做匀速直线运动的速度为v0，有

h＝v0t ①

设发射装置对粒子做的功为W，由动能定律

②

联立①②式可得
③

说明：①②式各2分，③式各1分

（2）S接“1”位置时，电源的电动势E0与板间电势差U有

E0＝U ④

板间产生匀强电场的场强为E，粒子进入板间时有水平方向的速度v0，在板间受到竖直方向的重力和电场力作用而做累平抛运动，设加速度为a，运动时间为t1，有

U＝Eh ⑤

mg－qE＝ma ⑥

⑦

l＝v0 t1 ⑧

S接“2”位置时，则在电阻R上流过的电流I满足

⑨

联立①④～⑨式得
⑩

说明：④～⑩式各1分

（3）由题意知此时在板间运动的粒子重力与电场力平衡，当粒子从K进入板间后立即进入磁场做匀速圆周运动，如图所示，粒子从D点出磁场区域后沿DT做匀速直线运动，DT与b板上表面的夹角为题目所求夹角θ，磁场的磁感应强度B取最大值时的夹角θ为最大值θm，设粒子做匀速圆周运动的半径为R，有

⑾

过D点作b板的垂线与b板的上表面交于G，由几何关系有

⑿

⒀

⒁

联立①⑾～⒁式，将B＝Bm代入，求得

⒂

当B逐渐减小，粒子做匀速圆周运动的半径为R也随之变大，Ｄ点向b板靠近，DT与b板上表面的夹角θ也越变越小，当D点无限接近于b板上表面时，粒子离开磁场后在板间几乎沿着b板上表面从T孔飞出板间区域，此时Bm＞B＞0满足题目要求，夹角θ趋近θ0，即

θ0＝0 ⒃

则题目所求为
⒄

说明：⑾～⒄式各1分