2017年全国理综物理二卷含答案解析(Ⅱ卷)

绝密★启封并使用完毕前2016年全国理综二卷物理部分(Ⅱ卷)理科综合能力测试(物理部分)（甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、西藏、陕西、重庆）第Ⅰ卷（选择题共126分）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．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小【答案】A【解析】动态平衡问题，F与T的变化情况如图：可得：'''FFF'''TTT【考点】物体平衡15．如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa，ba，ca，速度大小分别为av，bv，cv，则A．abcacbaaavvv，B．abcbcaaaavvv，C．bcabcaaaavvv，D．bcaacbaaavvv，【答案】D【解析】由库仑定律可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为bcaFFF，由Fam合，可知bcaaaa，由题意可知，粒子Q的电性与P相同，受斥力作用结合运动轨迹，得acbvvv【考点】牛顿第二定律、库仑定律、电荷间相互作用。16．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点．A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【解析】由动能定理：2102mgLmv得2vgL．由于12ll，则PQvv，A错误；又2kQQEmgl，1kPPEmgl其大小无法判断，B错误；受力分析TmgF向；2vFmL向；FFma向合联立可得3Tmg，2ag则pQTTC正确，PQaaD错误。【考点】牛顿第二定律、圆周运动、动能定理。17．阻值相等的四个电阻，电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为1Q；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为2Q．1Q与2Q的比值为A．25B．12C．35D．23【答案】C【解析】由已知可得：11Q=UC22Q=UC则1122QU=QUS断开时等效电路如图：1RR+RR+R+R1U=ERR+R2R+R+R+R1E5S闭合时等效电路如图：2RR1R+RU=ERR3R+R+R则1122QU3=QU5【考点】串并联电路、电容器的电容。18．一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔．筒绕其中心轴以角速度顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30角．当筒转过90时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为A．3BB．2BC．BD．2B【答案】A【解析】如图所示，由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为'O，''30MON由粒子在磁场中的运动规律可知22πFmrT向①=FFqvB向合②由①②得2mTBq即比荷2qmBT③由圆周运动与几何关系可知tt粒子筒即3090360360TT粒子筒则3TT粒子筒④又有2T筒⑤由③④⑤得3qmB【考点】带电粒子在磁场中运动。19．两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则A．甲球用的时间比乙球长B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD【解析】设fkR，则受力分析得Fmgf合又Fma合、343mR，得243kagR．由mm甲乙、甲乙可知aa甲乙，C错误；v-t图像如图，可知甲、乙位移相同，则vv甲乙B正确；tt甲乙A错误；由功的定义可知=Wfx克服，xx甲乙，ff甲乙，则WW甲克服乙克服D正确。【考点】牛顿第二定律、速度图像、功。20．法拉第圆盘发动机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D．若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势，出现感应电流：根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心，则当圆盘顺时针转动时，流过电阻的电流方向从a到b，B正确；由法拉第电磁感应定律得感生电动势212EBLVBLA正确，C错误；由2EPR得24214BLPR当变为2倍时，P变为原来的4倍，D错误。【考点】电磁感应、电功率、圆周运动。21．如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点，已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等。且π2ONMOMN，在小球从M点运动到N点的过程中A．弹力对小球先做正功后做负功B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差【答案】BCD【解析】由题意可知在运动过程中受力如上图，小球的位移为MN，则从MA弹簧处于压缩态，则弹力做负功；从AB弹簧从压缩变为原长，弹力做正功；从BN弹簧从原长到伸长，弹力做负功，则A错误；在A点受力如中图，则Fmg合即ag，B正确；在B点弹簧处于原长则受力如下图，在A点时，F弹垂直于杆，则=cos=0PFV弹弹，C正确；从M到N小球与弹簧机械能守恒，则kPEE增减即0kNPMPNPNPMEEEEE重重弹弹，而M、N两点弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则PNPMEE弹弹，即KNPMPNEEE重重，D正确。【考点】胡克定律、功与能的关系、机械能守恒。第II卷（非选择题共174分）三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．第22~32题为必考题．每个试题考生都必须作答．第33~40题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（共129分）22．（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。⑴实验中涉及到下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是（填入代表步骤的序号）．⑵图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m/s．比较两纸带可知，（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．【答案】⑴④①③②⑵1.29M【解析】：⑴略⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则22.582.57101.29/0.04vms由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大，则PMPLEE23．（9分）某同学利用图所示电路测量量程为2.5V的电压表○V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999.9），滑动变阻器1R（最大阻值50），滑动变阻器2R（最大阻值5k），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干。实验步骤如下：①按电路原理图连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：⑴实验中应选择滑动变阻器（填“1R”或“2R”）．⑵根据所示电路将右图中实物图连线。⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为（结果保留到个位）。⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为（填正确答案标号）。A．100AB．250AC．500AD．1mA【答案】⑴1R⑵如图⑶2520⑷D【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选1R⑵如图⑶近似认为电压表所在电路的总电压不变，且流过电压表与变阻箱的电流不变，22.52VRR则42520VRR⑷由欧姆定律可知，U2.5=1mA2520IR满满24．（12分）如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上．0t时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为．重力加速度大小为g．求⑴金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；⑵电阻的阻值．【答案】⑴0BltEFmgm⑵220BltRm【解析】⑴由题意可知00~t时间内受力分析如图FFf合①fmg②物体做匀加速直线运动Fma合③物体匀加进入磁场瞬间的速度为v，则0vat④由法拉第电磁感应定律可知EBlv⑤由①②③④⑤可得0BltEFmgm⑥⑵金属杆在磁场中的受力如图即由杆在磁场中匀速直线运动可知0FFf安⑦fmg⑧由安培力可知FBIl安⑨由欧姆定律可知EIR⑩由⑥⑦⑧⑨⑩可知220BltRm25．（20分）轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径RD竖直，如图所示，物块P与AB间的动摩擦因数0.5．用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g．⑴若P的质量为m，求P到达B点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离；⑵若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围．【答案】⑴6gl22l⑵55'32mmm≤≤【解析】⑴地面上，PE重转化为PE弹，E机守恒∴PPEE重弹5PmglE，此时弹簧长度为lAB：能量守恒：PKBEEQ即215462BBmglmvmglvglBD：动能定理：22112222DBDmglmvmvvgl此后，物体做平抛运动：21422lylgttg22Dxvtl∴B点速度6Bvgl