2014年高考江苏卷物理试题 全解全析
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2014年普通高等学校统一招生考试理科综合（江苏卷）
物理试题解析
一、单项选择题:本题共5小题，每小题3分，共计15分。 每小题只有一个选项符合题意。
1．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为
A． B． C． D．
1．【答案】B
【考点】法拉第电磁感应定律
【解析】当磁场增强时线圈中产生感生电动势：
，B项正确
（2014年 江苏卷）
2．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为
A．3. 5 km/ s B．5. 0 km/ s
C．17. 7 km/ s D．35. 2 km/ s
2．【答案】A
【考点】第一宇宙速度 万有引力 牛顿第二定律
【解析】 航天器在星球表面飞行的速度即其第一宇宙速度
解得
所以
A项正确
（2014年 江苏卷）3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是
A． B．
C． D．
3．【答案】D
【考点】远程输电 变压器
【解析】根据变压器的变压原理，A项错误；，因为，B项错误；为电路输入的总功率，为电线上损耗的功率，，C项错误，D项正确。
（2014年 江苏卷）
4．如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
A．O点的电场强度为零，电势最低
B．O点的电场强度为零，电势最高
C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低
4．【答案】B
【考点】电场的叠加、电势和场强的关系
【解析】O点合场强为零，在O点右侧每一点合场强方向向右，在O点左侧每一点合场强方向向左，沿电场方向电势降低，所以O点电势最高，Ｂ项正确；ACD错误。
（2014年 江苏卷）
5．一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。下列速度v和位移x的关系图像中，能描述该过程的是
A B C D
5．【答案】A
【考点】速度－位移关系图象
【解析】匀加时根据速度位移关系变形可得，匀减时变形为，根据指数函数图像特点可知，A项正确。
（2014年 江苏卷）
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．应改变装置的高度,多次实验
D．实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动
6．【答案】BC
【考点】运动的分解
【解析】平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，故两球同时落体，B项正确，为了减小实验的误差，可以多次实验提高实验的准确性，C项正确；球体的质量对小球的运动没有影响，A项错误；水平方向分运动无法确定，D项错误。
（2014年 江苏卷）
7．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有
A．增加线圈的匝数
B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯
D．取走线圈中的铁芯
7．【答案】AB
【考点】电磁感应
【解析】此电路为磁炉模型的简化，利用的是电磁感应现象。当铁芯通交流电时，金属杯底可以看做金属环拼接而成，内部会产生感应电流。增加线圈的匝数，磁场增强，感应电流变大，加热功率变大，水沸腾的更快，A项正确。提高电流的频率，可以提高磁场的变化率，同样可使感应电流变大，B项正确；换成瓷杯，不能发生电磁感应现象，不能加热水，C项错误；取走铁芯，磁场变弱，电磁感应现象变弱，D项错误。
（2014年 江苏卷）
8．如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。 A、B 间 的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则
A．当F < 2μmg 时，A、B 都相对地面静止
B．当F =时，A的加速度为
C．当F > 3 μmg 时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
8．【答案】BCD
【考点】牛顿第二定律 整体法 隔离法 相对运动
【解析】由题意可知AB间的最大静摩擦力，B与地面间的最大静摩擦力
，所以当F逐渐增大至时，B与地面间先发生相对滑动，A项错误；F继续增大，AB间摩擦力也逐渐增大，当ＡＢ间摩擦力增大至时，AB恰要发生相对滑动，此时对B：，可以解得；对A：，解得，C项正确；F继续增大，B受到两个不变的滑动摩擦力，加速度始终为，D项正确；当，AB正在一起匀加，对整体：
，解得，B正确。
（2014年 江苏卷）
9．如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：，式中k为霍尔系数， d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则
A．霍尔元件前表面的电势低于后表面
B．若电源的正负极对调，电压表将反偏
C．IH与I成正比
D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
9．【答案】CD
【考点】霍尔效应
【解析】通过霍尔元件的电流自上而下，电子运动自下而上，根据左手定则，可知电子受到的洛伦兹力垂直纸面向里，后面聚集负电荷，前面聚集正电荷，前面电势高于后面电势，A项错误；电源的正负极对调，电流反向，磁场也反向，电子受力方向不变，仍然有前面电势高于后面电势，B项错误；当电子受力平衡时，∵，∴
又∵∴，与成正比，C项正确；因为电阻R远大于RL，所以通过RL的电流可以认为是I，而B=KI，，所以，D项正确。
（2014年 江苏卷）
三、简答题：本题分必做题( 第10、11题) 和选做题 (第12 题)两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
【必做题】
10．（8分）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题10-1图所示的部件 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。
(2)题10-2图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中 (选填图中表示接线柱的数字)之间出现了 (选填“短路”或“断路”)。
(题10-1图) (题10-2图)
(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2. 23V和38mA，由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58. 7Ω。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议。
10．【答案】（1）B 0.410 （2）7、9 断路 （3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值（或多测几组电流值和电压值，用图象法求电阻值）
【考点】螺旋测微器的读数、测量合金丝的电阻
【解析】（1）螺旋测微器在使用前先拧紧测微螺杆，使固定住被测量的物体；螺旋测微器的分度值为0.01mm，所以测量的合金丝的直径为：0mm＋41.0×0.01mm＝0.410mm；（2）电压表读数很大说明电压表两端与电源之间是通路，电流表示数为零，说明在电路7、9之间出现了断路现象；（3）根据同学的计算结果可知，该电阻的阻值不是很大，所以要想精确测量其阻值，应减少电压表的分流作用，采用电流表的外接；或者采用多次测量利用图像的斜率求出金属丝的电阻。
（2014年 江苏卷）11．(10 分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。
(1)实验记录纸如题11-1图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1=3. 30N、F2 = 3. 85N和F3= 4. 25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。
(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。
实验装置如题11-2图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。
两次实验记录的轨迹如题11-3图所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。
(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母)
A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长
C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大
D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大
(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。
11．【答案】（1）见下图，F合＝4.6~4.9都算对；
（2）Fa＝Fb （3）BD （4）橡皮筋不宜过长；选用新橡皮筋。（或拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。）
【考点】验证力的平行四边形定则
【解析】根据标度值，连接OP1和OP2，以及OP3，根据实验记录的拉力的大小画出相应的力的图示，根据平行四边形的画法，画出两个分力的合力，见下图：
（2）根据力的合成与分解可知橡皮筋的端点N受到的三个力的作用，其中重力的大小方向均不变，另一个水平拉力一直沿水平方向，可知橡皮筋上的弹力为；
（3）有实验想象可以看出，两次橡皮筋受到的拉力相同，但是橡皮筋的长度不同，第2次的长度较长些；拉力越大，橡皮筋的形变量越大，两次的长度之差越大。BD项正确。
（4）为了使实验误差较小，选用的橡皮筋不宜过长；考虑到橡皮筋形变的恢复情况，应尽量选用新橡皮筋。（或拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。
（2014年 江苏卷）
12．【选做题】本题包括A、B、C 三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A、B两小题评分。
A．[选修3-3](12分)
一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。
(1)下列对理想气体的理解，正确的有 。
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3. 4×104 J，则该气体的分子平均动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3. 4×104 J。
(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0. 224m3，压强为1个标准大气压。已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22. 4L，阿伏加德罗常数NA=6. 02×1023 mol-1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)
12. A【答案】（1）AD （2）增大 等于（3）5×1024（或6×1024）
【考点】理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体
【解析】（1）理想气体是指气体本身的体积和分子间作用力都忽略不计的气体，是一种理想模型，A项正确；B项错误；理想气体的内能只有气体的温度决定，C项错误；理想气体在任何情况下都严格遵守三大定律，D项正确。
（2）根据热力学第一定律可知改变气体的内能的方式是做功和热传递，与外界绝热的情况下，对气体做功，气体的内能增加，又因为气体的内能由温度决定，所以温度升高，气体分子热运动加剧，分子平均动能增大；由：可知气体内能的增量等于活塞对气体所做的功；
（3）设气体在标准状态时的体积为V1，等压过程：
气体物质的量：,且分子数为：
解得
代入数据得：（或6×1024）
（2014年 江苏卷）B. [选修3-4](12分)
(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B-1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B-1(乙) 图所示。他改变的实验条件可能是 。
A．减小光源到单缝的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源 (题12B-1图)
(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系冶实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。
(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。
12.B 【解析】（1）由条纹间距可知减小光源到单缝间距离，对条纹间距没有影响，A项错误，减小双缝间距d,可以增大条纹间距，B项正确；减小双缝到屏的距离L，条纹间距会减小，C项错误；换用更高频率的光，波长会减小，条纹间距减小，D项错误。
（2）①应从单摆运动到最低点开始计时时，此位置容易判断，计时误差较小②为了减小偶然误差，可以多次测量多次全振动的时间，然后取平均值求周期。
（3）设光在鳞片中的折射角为,折射定律
在鳞片中传播的路程，传播速度，传播时间
解得，同理在空气中传播的时间
（2014年 江苏卷）
C. [选修3-5](12分)
(1)已知钙和钾的截止频率分别为7. 73×1014Hz和5. 44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的 。
A．波长 B．频率 C．能量 D．动量
(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是 。已知的半衰期约为3. 8天，则约经过 天，16 g的衰变后还剩1g。
(3)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度。若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小。
12.C【答案】（1）A（2）（α ） 15.2 （3）
【考点】光电效应方程 德布罗意波 半衰期 动量守恒
【解析】（1）根据光电效应方程；因为钙的截止频率较大，所以光电子的最大初动能较小，动量也较小，CD项错误；根据德布罗意波长可知从钙中逸出的光电子具有较大波长，A项错误；波长大的，频率小，B项错误。
（2）根据核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒可知生成物电荷数为2，质量数为4，即为α粒子。设半衰期为，半衰期的定义：，而n为发生半衰期的次数，；代入数据可得t=15.2天
（3）设A、B球碰后速度分别为和
由动量守恒定律 且由题意知
解得
（2014年 江苏卷）
四、计算题：本题共3小题,共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(15分)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。
13.【答案】（1）（2）（3）
【考点】共点力的平衡、动生电动势、能量守恒定律
【解析】（1）在绝缘涂层上
受力平衡
解得
（2）在光滑导轨上
感应电动势 感应电流
安培力 受力平衡
解得
（3）摩擦生热
能量守恒定律
解得
（2014年 江苏卷）
14．(16分) 某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示。装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d。装置右端有一收集板，M、N、P为板上的三点，M位于轴线上，N、P分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内，质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成300角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。
(1) 求磁场区域的宽度h；
(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点，求粒子入射速度的最小变化量Δv；
(3)欲使粒子到达M点，求粒子入射速度大小的可能值。
14.【答案】（1） （2）
（3）
【考点】带电粒子在磁场中的运动、洛伦兹力、牛顿第二定律
【解析】（1）设粒子的轨道半径为r
根据题意 且
解得
（2）改变入射速度后粒子在磁场中的轨道半径为
，
由题意可知 解得
设粒子经过上方磁场n次
由题意可知
且 解得
（2014年 江苏卷）
15．(16 分)如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。 乙的宽度足够大，重力加速度为g。
(1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；
(2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；
(3)保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时, 下一只工件恰好传到乙上，如此反复。若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率P。
15. 【答案】（1） （2） （3）
【考点】 运动的合成和分解 力的合成和分解 力和运动的关系 功能关系 速度位移公式
【解析】（1）摩擦力与侧向的夹角为45°
侧向加速度大小 匀变速直线运动
解得
（2）设t=0时刻摩擦力与侧向的夹角为，侧向、纵向加速度的大小分别为、
则
很小的时间内，侧向、纵向的速度增量，
解得
且由题意可知 则
所以摩擦力方向保持不变
则当时，
即
（3）工件在乙上滑动的侧向位移为x，沿乙方向的位移为y
由题意知
在侧向上 在纵向上
工件滑动时间 乙前进的距离
工件相对乙的位移
则系统摩擦生热
电动机做功
由，解得
物理试题解析
一、单项选择题:本题共5小题，每小题3分，共计15分。 每小题只有一个选项符合题意。
1．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为
A． B． C． D．
1．【答案】B
【考点】法拉第电磁感应定律
【解析】当磁场增强时线圈中产生感生电动势：
，B项正确
（2014年 江苏卷）
2．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为
A．3. 5 km/ s B．5. 0 km/ s
C．17. 7 km/ s D．35. 2 km/ s
2．【答案】A
【考点】第一宇宙速度 万有引力 牛顿第二定律
【解析】 航天器在星球表面飞行的速度即其第一宇宙速度
解得
所以
A项正确
（2014年 江苏卷）3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是
A． B．
C． D．
3．【答案】D
【考点】远程输电 变压器
【解析】根据变压器的变压原理，A项错误；，因为，B项错误；为电路输入的总功率，为电线上损耗的功率，，C项错误，D项正确。
（2014年 江苏卷）
4．如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
A．O点的电场强度为零，电势最低
B．O点的电场强度为零，电势最高
C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低
4．【答案】B
【考点】电场的叠加、电势和场强的关系
【解析】O点合场强为零，在O点右侧每一点合场强方向向右，在O点左侧每一点合场强方向向左，沿电场方向电势降低，所以O点电势最高，Ｂ项正确；ACD错误。
（2014年 江苏卷）
5．一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。下列速度v和位移x的关系图像中，能描述该过程的是
A B C D
5．【答案】A
【考点】速度－位移关系图象
【解析】匀加时根据速度位移关系变形可得，匀减时变形为，根据指数函数图像特点可知，A项正确。
（2014年 江苏卷）
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．应改变装置的高度,多次实验
D．实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动
6．【答案】BC
【考点】运动的分解
【解析】平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，故两球同时落体，B项正确，为了减小实验的误差，可以多次实验提高实验的准确性，C项正确；球体的质量对小球的运动没有影响，A项错误；水平方向分运动无法确定，D项错误。
（2014年 江苏卷）
7．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有
A．增加线圈的匝数
B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯
D．取走线圈中的铁芯
7．【答案】AB
【考点】电磁感应
【解析】此电路为磁炉模型的简化，利用的是电磁感应现象。当铁芯通交流电时，金属杯底可以看做金属环拼接而成，内部会产生感应电流。增加线圈的匝数，磁场增强，感应电流变大，加热功率变大，水沸腾的更快，A项正确。提高电流的频率，可以提高磁场的变化率，同样可使感应电流变大，B项正确；换成瓷杯，不能发生电磁感应现象，不能加热水，C项错误；取走铁芯，磁场变弱，电磁感应现象变弱，D项错误。
（2014年 江苏卷）
8．如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。 A、B 间 的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则
A．当F < 2μmg 时，A、B 都相对地面静止
B．当F =时，A的加速度为
C．当F > 3 μmg 时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
8．【答案】BCD
【考点】牛顿第二定律 整体法 隔离法 相对运动
【解析】由题意可知AB间的最大静摩擦力，B与地面间的最大静摩擦力
，所以当F逐渐增大至时，B与地面间先发生相对滑动，A项错误；F继续增大，AB间摩擦力也逐渐增大，当ＡＢ间摩擦力增大至时，AB恰要发生相对滑动，此时对B：，可以解得；对A：，解得，C项正确；F继续增大，B受到两个不变的滑动摩擦力，加速度始终为，D项正确；当，AB正在一起匀加，对整体：
，解得，B正确。
（2014年 江苏卷）
9．如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：，式中k为霍尔系数， d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则
A．霍尔元件前表面的电势低于后表面
B．若电源的正负极对调，电压表将反偏
C．IH与I成正比
D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
9．【答案】CD
【考点】霍尔效应
【解析】通过霍尔元件的电流自上而下，电子运动自下而上，根据左手定则，可知电子受到的洛伦兹力垂直纸面向里，后面聚集负电荷，前面聚集正电荷，前面电势高于后面电势，A项错误；电源的正负极对调，电流反向，磁场也反向，电子受力方向不变，仍然有前面电势高于后面电势，B项错误；当电子受力平衡时，∵，∴
又∵∴，与成正比，C项正确；因为电阻R远大于RL，所以通过RL的电流可以认为是I，而B=KI，，所以，D项正确。
（2014年 江苏卷）
三、简答题：本题分必做题( 第10、11题) 和选做题 (第12 题)两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
【必做题】
10．（8分）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题10-1图所示的部件 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。
(2)题10-2图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中 (选填图中表示接线柱的数字)之间出现了 (选填“短路”或“断路”)。
(题10-1图) (题10-2图)
(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2. 23V和38mA，由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58. 7Ω。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议。
10．【答案】（1）B 0.410 （2）7、9 断路 （3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值（或多测几组电流值和电压值，用图象法求电阻值）
【考点】螺旋测微器的读数、测量合金丝的电阻
【解析】（1）螺旋测微器在使用前先拧紧测微螺杆，使固定住被测量的物体；螺旋测微器的分度值为0.01mm，所以测量的合金丝的直径为：0mm＋41.0×0.01mm＝0.410mm；（2）电压表读数很大说明电压表两端与电源之间是通路，电流表示数为零，说明在电路7、9之间出现了断路现象；（3）根据同学的计算结果可知，该电阻的阻值不是很大，所以要想精确测量其阻值，应减少电压表的分流作用，采用电流表的外接；或者采用多次测量利用图像的斜率求出金属丝的电阻。
（2014年 江苏卷）11．(10 分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。
(1)实验记录纸如题11-1图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1=3. 30N、F2 = 3. 85N和F3= 4. 25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。
(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。
实验装置如题11-2图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。
两次实验记录的轨迹如题11-3图所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。
(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母)
A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长
C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大
D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大
(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。
11．【答案】（1）见下图，F合＝4.6~4.9都算对；
（2）Fa＝Fb （3）BD （4）橡皮筋不宜过长；选用新橡皮筋。（或拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。）
【考点】验证力的平行四边形定则
【解析】根据标度值，连接OP1和OP2，以及OP3，根据实验记录的拉力的大小画出相应的力的图示，根据平行四边形的画法，画出两个分力的合力，见下图：
（2）根据力的合成与分解可知橡皮筋的端点N受到的三个力的作用，其中重力的大小方向均不变，另一个水平拉力一直沿水平方向，可知橡皮筋上的弹力为；
（3）有实验想象可以看出，两次橡皮筋受到的拉力相同，但是橡皮筋的长度不同，第2次的长度较长些；拉力越大，橡皮筋的形变量越大，两次的长度之差越大。BD项正确。
（4）为了使实验误差较小，选用的橡皮筋不宜过长；考虑到橡皮筋形变的恢复情况，应尽量选用新橡皮筋。（或拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。
（2014年 江苏卷）
12．【选做题】本题包括A、B、C 三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A、B两小题评分。
A．[选修3-3](12分)
一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。
(1)下列对理想气体的理解，正确的有 。
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3. 4×104 J，则该气体的分子平均动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3. 4×104 J。
(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0. 224m3，压强为1个标准大气压。已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22. 4L，阿伏加德罗常数NA=6. 02×1023 mol-1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)
12. A【答案】（1）AD （2）增大 等于（3）5×1024（或6×1024）
【考点】理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体
【解析】（1）理想气体是指气体本身的体积和分子间作用力都忽略不计的气体，是一种理想模型，A项正确；B项错误；理想气体的内能只有气体的温度决定，C项错误；理想气体在任何情况下都严格遵守三大定律，D项正确。
（2）根据热力学第一定律可知改变气体的内能的方式是做功和热传递，与外界绝热的情况下，对气体做功，气体的内能增加，又因为气体的内能由温度决定，所以温度升高，气体分子热运动加剧，分子平均动能增大；由：可知气体内能的增量等于活塞对气体所做的功；
（3）设气体在标准状态时的体积为V1，等压过程：
气体物质的量：,且分子数为：
解得
代入数据得：（或6×1024）
（2014年 江苏卷）B. [选修3-4](12分)
(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B-1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B-1(乙) 图所示。他改变的实验条件可能是 。
A．减小光源到单缝的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源 (题12B-1图)
(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系冶实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。
(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。
12.B 【解析】（1）由条纹间距可知减小光源到单缝间距离，对条纹间距没有影响，A项错误，减小双缝间距d,可以增大条纹间距，B项正确；减小双缝到屏的距离L，条纹间距会减小，C项错误；换用更高频率的光，波长会减小，条纹间距减小，D项错误。
（2）①应从单摆运动到最低点开始计时时，此位置容易判断，计时误差较小②为了减小偶然误差，可以多次测量多次全振动的时间，然后取平均值求周期。
（3）设光在鳞片中的折射角为,折射定律
在鳞片中传播的路程，传播速度，传播时间
解得，同理在空气中传播的时间
（2014年 江苏卷）
C. [选修3-5](12分)
(1)已知钙和钾的截止频率分别为7. 73×1014Hz和5. 44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的 。
A．波长 B．频率 C．能量 D．动量
(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是 。已知的半衰期约为3. 8天，则约经过 天，16 g的衰变后还剩1g。
(3)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度。若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小。
12.C【答案】（1）A（2）（α ） 15.2 （3）
【考点】光电效应方程 德布罗意波 半衰期 动量守恒
【解析】（1）根据光电效应方程；因为钙的截止频率较大，所以光电子的最大初动能较小，动量也较小，CD项错误；根据德布罗意波长可知从钙中逸出的光电子具有较大波长，A项错误；波长大的，频率小，B项错误。
（2）根据核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒可知生成物电荷数为2，质量数为4，即为α粒子。设半衰期为，半衰期的定义：，而n为发生半衰期的次数，；代入数据可得t=15.2天
（3）设A、B球碰后速度分别为和
由动量守恒定律 且由题意知
解得
（2014年 江苏卷）
四、计算题：本题共3小题,共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(15分)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。
13.【答案】（1）（2）（3）
【考点】共点力的平衡、动生电动势、能量守恒定律
【解析】（1）在绝缘涂层上
受力平衡
解得
（2）在光滑导轨上
感应电动势 感应电流
安培力 受力平衡
解得
（3）摩擦生热
能量守恒定律
解得
（2014年 江苏卷）
14．(16分) 某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示。装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d。装置右端有一收集板，M、N、P为板上的三点，M位于轴线上，N、P分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内，质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成300角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。
(1) 求磁场区域的宽度h；
(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点，求粒子入射速度的最小变化量Δv；
(3)欲使粒子到达M点，求粒子入射速度大小的可能值。
14.【答案】（1） （2）
（3）
【考点】带电粒子在磁场中的运动、洛伦兹力、牛顿第二定律
【解析】（1）设粒子的轨道半径为r
根据题意 且
解得
（2）改变入射速度后粒子在磁场中的轨道半径为
，
由题意可知 解得
设粒子经过上方磁场n次
由题意可知
且 解得
（2014年 江苏卷）
15．(16 分)如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0。小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。 乙的宽度足够大，重力加速度为g。
(1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；
(2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；
(3)保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时, 下一只工件恰好传到乙上，如此反复。若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率P。
15. 【答案】（1） （2） （3）
【考点】 运动的合成和分解 力的合成和分解 力和运动的关系 功能关系 速度位移公式
【解析】（1）摩擦力与侧向的夹角为45°
侧向加速度大小 匀变速直线运动
解得
（2）设t=0时刻摩擦力与侧向的夹角为，侧向、纵向加速度的大小分别为、
则
很小的时间内，侧向、纵向的速度增量，
解得
且由题意可知 则
所以摩擦力方向保持不变
则当时，
即
（3）工件在乙上滑动的侧向位移为x，沿乙方向的位移为y
由题意知
在侧向上 在纵向上
工件滑动时间 乙前进的距离
工件相对乙的位移
则系统摩擦生热
电动机做功
由，解得
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