2017年北京高考物理高清电子版（word 含答案）
13．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 14．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 A ．红光 C ．绿光
B ．黄光
D ．紫光
15．某弹簧振子沿x 轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是
A ．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 16．如图所示，
理想变压器的原线圈接在u =πt (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 A ．原线圈的输入功率为
B ．电流表的读数为1A C
．电压表的读数为 D ．副线圈输出交流电的周期为50s
17．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
18．2017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个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因学科&网其光子的能量大、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 ．10-21J
B ． 10-18J
C ． 10-15J
D ． 10-12J
19．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈。实验时，断开
开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同。下列说法正确的是
A ．图1中，A 1与L 1的电阻值相同
B ．图1中，闭合S 1，电路稳定后，A 1中电流大于L 1中电流 C ．图2中，变阻器R 与L 2的电阻值相同
D ．图2中，闭合S 2瞬间，L 2中电流与变阻器R 中电流相等
20．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
A ．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
第二部分（非选择题 共180分）
本部分共11小题，共180分。 21．（18分）
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 （选填选项前的字母）。
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 （选填选项前的字
母）。
A ．把长木板右端垫高 B ．改变小车的质量
在不挂重物且 （选填选项前的字母）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 ．计时器不打点 B ．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 点的距离为x 1、x 2、x 3……，如图2所示。
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v 2为纵坐标，W 为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v 2–W 图像。由此
图像可得v 2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v 2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v 2–W 关系的是______________。
22．（16分）
如图所示，长l =1 m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 =1.0×10–6 C，匀强电场的场强E =3.0×103 N/C，取重力加速度g =10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.，求：
（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。
23．（18分）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α粒子（42H ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R 。以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量。
A
X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方（1）放射性原子核用Z
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 。
24．（20分）
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MP 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MP 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3（图1的导体棒ab ）、图4（图2的导体棒ab ）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b ．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2―电动机‖为例，通过计算分析说明。
2017北京高考物理试题答案
13．C
14．D
15．A
16．B
17．D
18．B
19．C
20．C
21．（18分）
（1）B （2）A
x -x 1
（3）mgx 2 3
2T
（4）v 2=kW , k =(4.5~5.0)m 2⋅s -2⋅J -1 质量 （5）A 22．（16分）
10-3N （1）F =qE =3.0×（2）由
qE
=tan37 ，得m =4.0×10-4 kg mg
12
mv 得v ==2.0 m/s 2
（3）由mgl (1-cos37) =
23．（18分）
A
X →（1）Z
A -4
Z -2
4Y+2He
2πR v 2
（2）设α粒子的速度大小为v ，由qvB =m ，T =v R
2πm
α粒子在磁场中运动周期T =
qB
q q 2B
环形电流大小I ==
T 2πm
qBR v 2
（3）由qvB =m ，得v =m R
设衰变后新核Y 的速度大小为v '，系统动量守恒
Mv '-mv =0
v '=
mv qBR
= M M
11
由∆mc 2=Mv '2+mv 2
22
(M +m )(qBR ) 2
得∆m =
2mMc 2
说明：若利用M =24．（20分）
A -4
m 解答，亦可。 4
（1）图1中，电路中的电流I 1=棒ab 受到的安培力F 1=BI 1L
BLv
R +r
在Δt 时间内，―发电机‖产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功
B 2L 2v 2∆t
E 电=F 1⋅v ∆t =
R +r
图2中，棒ab 受到的安培力F 2=BIL
在Δt时间内，―电动机‖输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功
E 机=F ∆ v t 2⋅v ∆t =B I L
（2）a. 如图3、图4所示
b. 设自由电荷量为q 沿导体棒定向移动的速率为u 。 如图4所示，沿棒方向的洛伦兹力f 1'=qvB ，做负功
W 1=-f 1'⋅u ∆t =-qvBu ∆t
垂直棒方向的洛伦兹力f 2'=quB ，做正功
W 2=f 2'⋅v ∆t =quBv ∆t
所示W 1=-W 2，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。
f 1'做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为―反电动势‖，消耗电源的电能；f 2'
做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量学科. 网自由电荷所受洛伦
兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到―传递能量的作用。
2017年北京高考物理高清电子版（word 含答案）
13．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 14．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 A ．红光 C ．绿光
B ．黄光
D ．紫光
15．某弹簧振子沿x 轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是
A ．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 16．如图所示，
理想变压器的原线圈接在u =πt (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 A ．原线圈的输入功率为
B ．电流表的读数为1A C
．电压表的读数为 D ．副线圈输出交流电的周期为50s
17．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
18．2017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个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因学科&网其光子的能量大、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 ．10-21J
B ． 10-18J
C ． 10-15J
D ． 10-12J
19．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈。实验时，断开
开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同。下列说法正确的是
A ．图1中，A 1与L 1的电阻值相同
B ．图1中，闭合S 1，电路稳定后，A 1中电流大于L 1中电流 C ．图2中，变阻器R 与L 2的电阻值相同
D ．图2中，闭合S 2瞬间，L 2中电流与变阻器R 中电流相等
20．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
A ．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
第二部分（非选择题 共180分）
本部分共11小题，共180分。 21．（18分）
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 （选填选项前的字母）。
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 （选填选项前的字
母）。
A ．把长木板右端垫高 B ．改变小车的质量
在不挂重物且 （选填选项前的字母）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 ．计时器不打点 B ．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 点的距离为x 1、x 2、x 3……，如图2所示。
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v 2为纵坐标，W 为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v 2–W 图像。由此
图像可得v 2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v 2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v 2–W 关系的是______________。
22．（16分）
如图所示，长l =1 m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 =1.0×10–6 C，匀强电场的场强E =3.0×103 N/C，取重力加速度g =10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.，求：
（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。
23．（18分）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α粒子（42H ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R 。以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量。
A
X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方（1）放射性原子核用Z
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 。
24．（20分）
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MP 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MP 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3（图1的导体棒ab ）、图4（图2的导体棒ab ）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b ．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2―电动机‖为例，通过计算分析说明。
2017北京高考物理试题答案
13．C
14．D
15．A
16．B
17．D
18．B
19．C
20．C
21．（18分）
（1）B （2）A
x -x 1
（3）mgx 2 3
2T
（4）v 2=kW , k =(4.5~5.0)m 2⋅s -2⋅J -1 质量 （5）A 22．（16分）
10-3N （1）F =qE =3.0×（2）由
qE
=tan37 ，得m =4.0×10-4 kg mg
12
mv 得v ==2.0 m/s 2
（3）由mgl (1-cos37) =
23．（18分）
A
X →（1）Z
A -4
Z -2
4Y+2He
2πR v 2
（2）设α粒子的速度大小为v ，由qvB =m ，T =v R
2πm
α粒子在磁场中运动周期T =
qB
q q 2B
环形电流大小I ==
T 2πm
qBR v 2
（3）由qvB =m ，得v =m R
设衰变后新核Y 的速度大小为v '，系统动量守恒
Mv '-mv =0
v '=
mv qBR
= M M
11
由∆mc 2=Mv '2+mv 2
22
(M +m )(qBR ) 2
得∆m =
2mMc 2
说明：若利用M =24．（20分）
A -4
m 解答，亦可。 4
（1）图1中，电路中的电流I 1=棒ab 受到的安培力F 1=BI 1L
BLv
R +r
在Δt 时间内，―发电机‖产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功
B 2L 2v 2∆t
E 电=F 1⋅v ∆t =
R +r
图2中，棒ab 受到的安培力F 2=BIL
在Δt时间内，―电动机‖输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功
E 机=F ∆ v t 2⋅v ∆t =B I L
（2）a. 如图3、图4所示
b. 设自由电荷量为q 沿导体棒定向移动的速率为u 。 如图4所示，沿棒方向的洛伦兹力f 1'=qvB ，做负功
W 1=-f 1'⋅u ∆t =-qvBu ∆t
垂直棒方向的洛伦兹力f 2'=quB ，做正功
W 2=f 2'⋅v ∆t =quBv ∆t
所示W 1=-W 2，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。
f 1'做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为―反电动势‖，消耗电源的电能；f 2'
做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量学科. 网自由电荷所受洛伦
兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到―传递能量的作用。