最新2017年高考理综物理部分答案与解析(课标卷1)

2017年高考理科综合能力测试物理部分（课标卷1）1答案与解析2[2017·全国卷Ⅰ．14] 将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的3燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，4火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )5A．30 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/s6C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s714．A [解析] 在燃气喷出后的瞬间，喷出的燃气的动量p＝mv＝30 kg·m/s，8由动量守恒定律可得火箭的动量大小为30 kg·m/s，选项A正确．9[2017·全国卷Ⅰ．15] 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不10同的乒乓球(忽略空气的影响)．速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球11网，其原因是( )12A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多13B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大14C．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少15D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大1615．C [解析] 水平射出的乒乓球做平抛运动，两乒乓球在竖直方向做自由落17体运动，运动情况相同，选项A、B、D错误；水平方向上做匀速直线运动，由运动18规律x＝v0t可得速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少，选项C正确．19[2017·全国卷Ⅰ．16] 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方20向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里．三个带正电的微粒a、b、c 21电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c.已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，22b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的23是( )2425图126A．m a>m b>m c B．m b>m a>m c27C．m c>m a>m b D．m c>m b>m a2816．B [解析] 对微粒a，洛伦兹力提供其做圆周运动所需向心力，且m a g＝Eq，29对微粒b，qvB＋Eq＝m b g，对微粒c，qvB＋m c g＝Eq，联立三式可得m b>m a>m c，选项B 30正确．31[2017·全国卷Ⅰ．17] 大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的32能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H―→32He＋1n.已知21H的质量为2.013 6 u，333 2He的质量为3.015 0 u，1n的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应34中释放的核能约为( )35A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 3617．B [解析] 氘核聚变反应的质量亏损Δm＝2.013 6 u×2－3.015 0 u－1.008 377 u＝0.003 5 u，由爱因斯坦质能方程可得释放的核能E＝0.003 5×931 MeV≈3.3 38MeV，选项B正确．39[2017·全国卷Ⅰ．18] 扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上40的形貌．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装41若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示．无扰动时，按下42列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的43衰减最有效的方案是( )44454618．A [解析] 紫铜薄板上下及左右振动，都存在磁通量变化的为选项A所示47方案．48[2017·全国卷Ⅰ．19] (多选)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和49L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说50法正确的是( )51A B C D52A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直53B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直54C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶355D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶15619．BC [解析] 由题意知，三根导线处于等边三角形的三个顶点处，设某导线57在等边三角形另外两顶点产生的磁场磁感应强度大小为B0，在L1所在处，L2和L3产58生的磁场叠加如图甲所示，方向垂直L2、L3所在平面向上，由左手定则可得安培力59的方向平行L2、L3所在平面向下，合磁感应强度大小B L1＝2B0cos 60°＝B0；同理可60得在L2所在处的合磁感应强度大小B L2＝2B0cos 60°＝B0；在L3所在处，L1和L2产生61的磁场叠加如图乙所示，方向平行L1、L2所在平面向右，由左手定则可得安培力的62方向垂直L1、L2所在平面向上，合磁感应强度大小B L3＝2B0cos 30°＝3B0.由安培63力F＝BIL可得L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3，选项64B、C正确．6566[2017·全国卷Ⅰ．20] (多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与67该点到点电荷的距离r 的关系如图所示．电场中四个点a 、b 、c 和d 的电场强度大68 小分别E a 、E b 、E c 和E d .点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势φa 已在图中用坐标(r a ，69 φa )标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点，70 在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd .下列选项正确的71 是( )7273 图174A ．E a ∶E b ＝4∶1B ．E c ∶E d ＝2∶1 75C ．W ab ∶W bc ＝3∶1D ．W bc ∶W cd ＝1∶37620．AC [解析] 由点电荷的场强公式E ＝kQ r2，可得E a ∶E b ＝4∶1，E c ∶E d ＝4∶1，77 选项A 正确，选项B 错误；电场力做功W ＝qU ，U ab ∶U bc ＝3∶1，则W ab ∶W bc ＝3∶1，78 又有U bc ∶U cd ＝1∶1，则W bc ∶W cd ＝1∶1，选项C 正确，选项D 错误．79[2017·全国卷Ⅰ．21] (多选) 如图，柔软轻绳ON 的一端O 固定，其中间某80 点M 拴一重物，用手拉住绳的另一端N ，初始时，OM 竖直且MN 被拉直，OM 与MN 之81 间的夹角为α(α>π2)．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变，在OM 82 由竖直被拉到水平的过程中( )8384A．MN上的张力逐渐增大85B．MN上的张力先增大后减小86C．OM上的张力逐渐增大87D．OM上的张力先增大后减小8821．AD [解析] OM的张力F1和MN的张力F2的合力F不变，关系如图所示，89Fsin（180°－α）＝F1sin β＝F2sin γ，将重物向右上方缓慢拉起，夹角α不变，β90由钝角逐渐减小到锐角，γ由锐角逐渐增大到直角，则MN上的张力F2逐渐增大，91OM上的张力F1先增大后减小，选项A、D正确．9293[2017·全国卷Ⅰ．22] 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自94制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实95验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间96间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器97每30 s内共滴下46个小水滴)9899图(a)100101图(b)102(1)由图(b)可知，小车在桌面上是____________(选填“从右向左”或“从左103向右”)运动的．104(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b) 105中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留1062位有效数字)10722．[答案] (1)从右向左(2)0.19 0.037108[解析] (1)小车在桌面上做减速直线运动，由图(b)可知小车在桌面上是从右向109左运动的．110(2)滴水周期T＝3045s＝23s，小车运动到图(b)中A点位置时的速度v A＝111117＋1332×23×10－3 m/s ＝0.19 m/s ，加速度a ＝150＋133－117－1004×⎝ ⎛⎭⎪⎫232×10－3 m/s 2＝0.037 112m/s 2.113[2017·全国卷Ⅰ．23] 某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯114 泡L(额定电压3.8 V ，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V ，内阻3 k Ω)；电流115 表A(量程0.5 A ，内阻0.5 Ω)；固定电阻R 0(阻值1000 Ω)；滑动变阻器R (阻值0116 ～9.0 Ω)；电源E (电动势5 V ，内阻不计)；开关S ；导线若干．117(1)实验要求能够实现在0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实118 验电路原理图．119(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．120图(b)121 由实选验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(选填“增大”“不122 变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(选填“增大”“不变”或“减小”)．123(3)用另一电源E 0(电动势4 V ，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的124 电路图，调节滑动变阻器R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S ，在R125的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W ，最大功率为________W ．(结果均保126 留2位小数)12723．[答案] (1)如图所示(2)增大 增大(3)0.39 1.17128129 [解析] (1)电压从0开始调节，滑动变阻器应使用分压式接法，电压表的量程130 小于灯泡的额定电压，需要串联电阻改装，因为灯泡电阻远小于改装电压表的总电131 阻，所以电流表采用外接法．132(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加，UI也增加，则小灯泡的电阻133增大，由R ＝ρL S，灯丝的电阻率增大．134(3)I 以mA 为单位，当滑动变阻器R ＝0时，灯泡两端的电压U ＝E 0－Ir ＝4－135 I1000，此时灯泡的功率最大，在小灯泡伏安特性曲线中作I ＝4000－1000U 图线，找136 出交点的横、纵坐标，则小灯泡最大功率P ＝1.17 W ；同理可知当滑动变阻器R ＝9 Ω137 时，小灯泡的最小功率P ＝0.39 W.138[2017·全国卷Ⅰ．24] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回139 地面．飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层，逐渐140减慢至速度为100 m/s 时下落到地面．取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，141 重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)142(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；143(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已144 知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.14524．[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J 146[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为E k0＝12mv 20 ①147式中，m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率．由①式和题给数据得148E k0＝4.0×108 J ②149设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 150E h ＝12mv 2h ＋mgh ③151式中，v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小．由③式和题给数据得152E h ＝2.4×1012 J ④153(2)飞船在高度h ′＝600 m 处的机械能为E h ′＝12m ⎝⎛⎭⎪⎫2.0100v h 2＋mgh ′ ⑤ 154由功能原理得W ＝E h ′－E k0 ⑥155式中，W是飞船从高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功．由156②⑤⑥式和题给数据得W＝9.7×108 J ⑦157[2017·全国卷Ⅰ．25] 真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴158在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0.在油滴处于位置A时，将电场159强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t1后，又突然将电160场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点．重力加速161度大小为g.162(1)求油滴运动到B点时的速度；163(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相164应的t1和v0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的165最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．16625．[答案] (1)v0－2gt1(2)略167[解析] (1)设油滴质量和电荷量分别为m和q，油滴速度方向向上为正．油滴168在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上．在t＝0 169时，电场强度突然从E1增加至E2时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向170上，大小a1满足171qE2－mg＝ma1①172油滴在时刻t1的速度为v1＝v0＋a1t1②173电场强度在时刻t1突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小a2满174足175qE 2＋mg ＝ma 2 ③176油滴在时刻t 2＝2t 1的速度为v 2＝v 1－a 2t 1 ④ 177由①②③④式得v 2＝v 0－2gt 1 ⑤178(2)由题意，在t ＝0时刻前有qE 1＝mg ⑥179油滴从t ＝0到时刻t 1的位移为s 1＝v 0t 1＋12a 1t 21 ⑦180油滴在从时刻t 1到时刻t 2＝2t 1的时间间隔内的位移为s 2＝v 1t 1－12a 2t 21 ⑧181由题给条件有v 20＝2g (2h ) ⑨ 182式中h 是B 、A 两点之间的距离．183若B 点在A 点之上，依题意有s 1＋s 2＝h ○10 184由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2－2v 0gt 1＋14⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0gt 12E 1 ⑪185为使E 2>E 1，应有2－2v 0gt 1＋14⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0gt 12>1 ⑫186即当0<t 1<⎝ ⎛⎭⎪⎫1－32v 0g ⑬或t 1>⎝⎛⎭⎪⎫1＋32v 0g ⑭187才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于v 2>0和v 2<0两种情形． 188若B 点在A 点之下，依题意有s 1＋s 2＝－h ⑮189由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得E 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2－2v 0gt 1－14⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0gt 12E 1 ⑯190为使E 2>E 1，应有2－2v 0gt 1－14⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0gt 12>1 ⑰即t 1>⎝ ⎛⎭⎪⎫52＋1v 0g ⑱191另一解为负，不合题意，已舍去． 192[2017·全国卷Ⅰ．33] [物理—选修3­3]193(1)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分194 比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是________．195196 A ．图中两条曲线下面积相等197B ．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 198C ．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形199D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目200E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数201占总分子数的百分比较大202[答案] (1)ABC203[解析] (1)因分子总个数一定，图中两条曲线下面积相等，选项A正确；图中204虚线的峰值对应的横坐标小于实线的峰值对应的横坐标，虚线对应于氧气分子平均205动能较小的情形，对应的温度为0 ℃，实线对应的温度为100 ℃，选项B、C正确；206图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数占总分子数的百分比，选项D错误；与2070 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数208的百分比较小，选项E错误．209[2017·全国卷Ⅰ．33] [物理—选修3­3]210(2)如图，容积均为V的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于211细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体212积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给213气缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃，气214缸导热．215216(ⅰ)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；217(ⅱ)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；218(ⅲ)再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强．219(2)(ⅰ)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被220活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p0V＝p1V1① (3p0)V＝221p1(2V－V1) ②222联立①②式得V1＝V2③p1＝2p0④223(ⅱ)打开K3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A中气体的体224积之和为V2(V2≤2V)时，活塞下方气体压强为p2.由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2⑤225由⑤式得p2＝3VV2p⑥226由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止，此时p2为p′2＝32p.227(ⅲ)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300 K升高到T2＝320 228K的等容过程中，由查理定律得p′2T1＝p3T2⑦229将有关数据代入⑦式得p3＝1.6p0⑧230[2017·全国卷Ⅰ．34] [物理—选修3­4]231(1)如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，232－2)．两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示，两列波的波速均为 1.00 m/s. 233两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________m，两列波引起的点B(4，1) 234处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C(0，0.5)处质点的振动235相互________(填“加强”或“减弱”)．236(a) 图图237(c)238[答案] (1)2 减弱加强239[解析] (1)由图可得周期T＝2 s，则波长λ＝vT＝2 m，两列波从波源传播到240点A(8，－2)的路程差Δr＝r1－r2＝10 m－8 m＝2 m，两列波的振动步调相反，从241波源传播到点B(4，1)的路程差为0，引起该处质点的振动相互减弱，从波源传播到242点C(0，0.5)的路程差为1 m＝λ2×1，该处质点为振动加强点．243[2017·全国卷Ⅰ．34] [物理—选修3­4]244(2)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半245径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线246从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好247与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．248249 (2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出250 射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中251 心C 点反射．252253 设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有sin i ＝n sin r ① 254由正弦定理有sin r 2R ＝sin （i －r ）R②255由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有256sin i ＝LR③257式中L 是入射光线与OC 的距离．由②③式和题给数据得sin r ＝6205④258由①③④式和题给数据得n ＝ 2.05≈1.43 ⑤259260。