2017年北京高考物理试卷及答案

2017·北京卷(物理)13．H1、H3[2017·北京卷]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13．C[解析]水流速度大小决定了机械能大小，和内能无关，所以A错误．水结成冰以后，从液态变为固态，分子热运动的激烈程度相对减小，但热运动不会停止，一切物质的分子都在永不停息地做无规则热运动，所以B错误．水的温度升高，水分子的平均动能增大，水分子的平均速率增大，但是不代表每一个水分子的速率都增大，所以选项D错误．14．N1[2017·北京卷]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()图1A．红光B．黄光C．绿光D．紫光14．D[解析]由图可知a光偏折程度比b光偏折程度大，所以a光的折射率大于b光的折射率．选项中只有紫光的折射率大于蓝光的折射率，所以选项D正确．15．G1[2017·北京卷]某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是()图1A．t＝1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t＝2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t＝3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t＝4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值15．A[解析]由振动图像特点可以判断，t＝1s时，振子处于正向最大位移处，速度为零，由a＝－kxm可知，加速度为负向最大值，选项A正确．t＝2s时，振子处于平衡位置，速度为负向最大值，加速度为零，选项B错误．t＝3s时，振子处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大值，选项C错误．t＝4s时，振子处于平衡位置，速度为正向最大值，加速度为零，选项D错误．16．M1、M2[2017·北京卷]如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω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()图1A．原线圈的输入功率为2202WB．电流表的读数为1AC．电压表的读数为1102VD．副线圈输出交流电的周期为50s16．B[解析]原线圈输入电压的有效值是220V，由U1U2＝n1n2，可得U2＝110V，则电压表读数应为110V，选项C错误．由欧姆定律可得I2＝U2R＝2A，由I1I2＝n2n1，可得I1＝1A，选项B正确．由功率P1＝U1I1可知，P1＝220W，选项A错误．由电源电压瞬时值表达式u＝2202sin100πt(V)，可知ω＝100πrad/s，由T＝2πω可知，T＝0.02s，选项D错误．17．D5[2017·北京卷]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17．D[解析]由mg＝GMmR2，可得M＝gR2G，由选项A中数据可以求出地球质量．由GMmR2＝m2πT2R，可得M＝4π2R3GT2，其中R表示地球半径，又知2πR＝vT，由选项B中数据可以求出地球质量．由GMmr2＝m2πT2r，可得M＝4π2r3GT2，其中r表示月球与地球之间的距离，由选项C中数据可以求出地球质量．由选项D中数据不能求出地球质量．18．N3、O1[2017·北京卷]2017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100nm(1nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、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h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12J18．B[解析]由E＝hν，ν＝cλ，可得E＝hcλ＝6.6×10－34×3×1081×10－7J＝2×10－18J，所以选项B正确．19．L2[2017·北京卷]图a和图b是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()abA．图a中，A1与L1的电阻值相同B．图a中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图b中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图b中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等19．C[解析]分析图a，断开开关S1瞬间，A1突然闪亮，说明流经A1的电流瞬间增大，从而得到S1闭合，电路稳定时，A1中的电流小于L1中的电流，所以选项B错误．由并联电路特点可知，A1的电阻值大于L1的电阻值，所以选项A错误．分析图b，开关S2闭合后，灯A2逐渐变亮，A3立即变亮，说明闭合S2瞬间A2与A3中的电流不相等，那么L2与R中的电流也不相等，所以选项D错误．最终A2与A3亮度相同，说明流经A2与A3的电流相同，由欧姆定律可知，R与L2的电阻值相等，所以选项C正确．20．N2、N3[2017·北京卷]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λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2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()图1A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两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20．C[解析]干涉与无线电波强弱无关，所以选项A错误．因波源固定，故由波源发出的两种不同波长的电磁波不能发生干涉，所以选项B错误．两种不同波长的电磁波在空间的强弱分布稳定，所以选项C正确．不同波长的电磁波在空间的强弱分布不能完全重合，所以选项D错误．21．E4[2017·北京卷]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________(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________(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________(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．打点计时器不打点B．打点计时器打点(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隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离分别为x1、x2、x3……，如图2所示．图2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mg，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，利用实验数据作出如图3所示的v2­W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v2­W关系的是____________________．ABCD图421．[答案](1)B(2)AB(3)mgx2x3－x12T(4)v2＝kW，k＝(4.5～5.0)m2·s－2·J－1质量(5)A[解析](1)打点计时器使用交流电源，所以选项B正确．(2)要用重力的分量来平衡摩擦力和其他阻力，所以选项A正确．检验是否平衡了摩擦力时，要让打点计时器打点并观察小车是否匀速运动，所以选项B正确．(3)做功表达式为W＝Fx，又因为F＝mg，x＝x2，则W＝mgx2.由中间时刻速度等于平均速度可知，v＝x3－x12T.(4)由数学关系可得，v2＝kW，其中k为图像斜率，k＝(4.5～5.0)m2·s2·J－1.由W＝12Mv2可得v2＝2MW，则图像斜率与质量有关．(5)若重物的质量不满足远小于小车质量的条件，那么重物重力势能的减小量等于重物和小车动能的增加量之和，即W＝12mv2＋12Mv2，则W＝12(m＋M)v2，v2＝2m＋MW，仍为正比例函数，所以A图正确．22．E3、B4、I1[2017·北京卷]如图5所示，长l＝1m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θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：图5(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．22．[答案](1)3.0×10－3N(2)4.0×10－4kg(3)2.0m/s[解析](1)F＝qE＝3.0×10－3N(2)由qEmg＝tan37°得m＝4.0×10－4kg(3)由mgl(1－cos37°)＝12mv2得v＝2gl（1－cos37°）＝2.0m/s23．F2、K2、O2[2017·北京卷]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α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.用m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α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α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Δm.23．[答案](1)AZX―→A－4Z－2Y＋42He(2)2πmqBq2B2πm(3)（M＋m）（qBR）22mMc2[解析](2)设α粒子的速度大小为v，由qvB＝mv2R，T＝2πRv，得α粒子在磁场中运动周期T＝2πmqB环形电流大小I＝qT＝q2B2πm(3)由qvB＝mv2R，得v＝qBRm设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒，得Mv′－mv＝0则v′＝mvM＝qBRM由Δmc2＝12Mv′2＋12mv2得Δm＝（M＋m）（qBR）22mMc2说明：若利用M＝A－44m解答，亦可．24．E1、J2、K1[2017·北京卷]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MN、PQ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ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v(v平行于MN)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ab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ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I.(1)求在Δt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ab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