2013年全国1卷高考理综物真题-物理试题.pdf

2013 年高考真题-物理学科（新课标卷）解析版 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 1418 题只有一项符合题目要求，第 1 921 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。（2013-全国卷 1单选)右图是伽利略 1604 年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表.表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。撤据表中的数据,伽利略可以得出的结论是（）A 物体具有惯性 B 斜面倾角一定时,加速度与质量无关 C 物体运动的距离与时间的平方成正比 D 物体运动的加速度与重力加速度成正比 【答案】C【解析】分析表中数据，发现物体运动的距离之比近似等于时间平方之比，所以 C 选项正确。15。（2013-全国卷 1-单选）如图，一半径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a.b。d 三个点，a 和 b。b 和 c.c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有一电荷量为 q 的固定点电荷.已知 b 点处的场强为零，则 d 点处场强的大小为（k为静电力常量)（)A。k B.k C。k D.k 【答案】B【解析】由于 b 点处的场强为零,根据电场叠加原理知，带电圆盘和 a 点处点电荷在 b 处产生的场强大小相等，方向相反。在 d 点处带电圆盘和 a 点处点电荷产生的场强方向相同,所以 E=222910)3(RqKRqKRqK，所以 B 选项正确。16。（2013全国卷 1单选)一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为 d，极扳分别与电池两极相连上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方 d/2 处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落经过小孔进入电容器，井在下极扳处(未与极扳接触返回。若将下极板向上平移 d/3，则从 P 点开始下落的相同粒子将（）A 打到下极扳上 B 在下极板处返回 C 在距上极板 d/2 处返回 D 在距上极扳 2d/5 处返回 【答案】D【解析】带电粒子从 P 点由静止开始下落,经过小孔进入电容器，在下极板处返回，根据动能定理知，Uqdmg23.将下极板向上平移3d,从 P 点开始下落的相同粒子到达下极板处重力做功为dmg67，小于克服电场力做的功 Uq，所以 A。B 选项错误.设距上极板 x 处返回，根据动能定理有xqdUxdmg32)2(，由联立解得dx52.所以C 项错误，D 选项正确。17。（2013-全国卷 1-单选）如图，在水平面（纸面)内有三根相同的均匀金属棒 ab。Ac和 MN 其中 ab.ac 在 a 点接触,构成“v”字型导轨.空间存在垂直于纸面的均匀碰场.用力使MN 向右匀速运动,从图示位置开始计时运动中 MN 始终与 bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线可能正确的是（）【答案】A【解析】用力使 MN 向右匀速运动，在磁场中切割磁感线产生感应电动势。设bac=，根据法拉第电磁感应律有，2tan22tBvE。设金属棒单位长度电阻为 R,根据闭合电路欧姆定律有RBvRvtvttBvI)2sec2(tan2tan)2sec2tan(22tan22，所以 A 选项正确.18。（2013-全国卷 1单选)如图，半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面），磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为 q（q0)，质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射人磁场区域,射入点与 ab 的距离为 R/2。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 600。,则粒子的速率为(不计重力)（）A qBR/2m BqBR/m C 3qBR/2m D 2qBR/m 【答案】B【解析】带电粒子沿平行于直径 ab 的方向射人磁场区域做匀速圆周运动，运动轨迹如图。设运动半径为 r,圆心为 O，连接 OC.OO，OO垂直平分弦长 CD.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 600，所以C OD=600，又 CE=R/2,所以C OE=300，则C O O=C OO=300，C O=CO，即 r=R。再根据洛仑兹力提供向心力有,RvmqvB2 解得mqBRv，所以 B 选项正确。19.（2013全国卷 1-多选）如图直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b的位置一时间(xt)图线。由图可知（）A 在时刻 t1，a 车追上 b 车 B 在时刻 t2，a.b 两车运动方向相反 C 在 t1到 t2这段时间内，b 车的速率先减少后增加 D 在 t1到 t2这段时间内，b 车的速率一直比 a 车的大 【答案】BC【解析】由 xt 图线分析可知，t1 时刻 b 车追上了 a 车,A 选项错误；xt 图线斜率的正负表示运动方向，t2 时刻 a 车沿正方向运动，b 车沿负方向运动,B 选项正确；xt 图线斜率的大小表示速度大小，t1到 t2这段时间内曲线 b 斜率先减小后增加，C 选项正确,D 选项错误。20。（2013-全国卷 1-多选）2 012 年 6 月 18 日，神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面 343km 的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是（）A 为实现对接两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加 C 如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D 航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 【答案】BC【解析】神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面 343km 的近圆形轨道上实现交会对接，运行速度大小应小于第一宇宙速度，A 选项错误;由于克服空气阻力做功,能量减少，所以高度降低。由万有引力提供向心力rvmrMmG22，得rGMv，线速度增大,动能增加，BC 选项正确；航天员在天宫一号中处于失重状态，仍然受到地球的引力，引力全部提供做圆周运动的向心力，D 选项错误。21.（2013-全国卷 1多选）2012 年 11 月，“歼 15舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰 成功.图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在 t=0.4s 时恰好钩住阻拦索中间位置其着舰到停止的速度一时间图线如图（b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为 1000m。已知航母始终静止重力加速度的大小为 g,则（)A 从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的 1/10 B 在 0.4s2。5s 时间内，阻拦索的张力几乎不随时问变化 C 在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过 2。5g D 在 0。40。5s 时间内。阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 【答案】AC【解析】设着舰时舰载机的速度为 v，无阻拦索时舰载机加速度大小为 a，所以122xva=22/45.21000270sm，速度一时间图线面积表示位移,从着舰到停止飞机在甲板上滑行的距离 mx28.1135.010211.22104.045.2704.045.2214.07022，A 选项正确;0.4s2.5s 时间内舰载机做匀减速直线运动，阻拦索的张力的合力一定，阻拉索之间的夹角变小,阻拉索的张力变小，B 选项错误;0。4s2.5s 时间内飞行员所承受的加速度大小22/1.28/1.2104.045.270smsma，C 选项正确；0。4s2.5s 时间内,由 P=Fv 知，阻拦索对飞机做功的功率减小，D 选项错误。第 1I 卷 三。非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题第 32 题为必考题每个试题考生都必须做答。第 33 题第 40 题为选考题考生根据要求做答。（一）必考题(共 129 分）22.(2013-全国卷 1）图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图,实验步骤如下：用天平测量物块和遮光片的总质量 M.重物的质量 m；用游标卡尺测量遮光片的宽度 d用米尺测量两光电门之间的距离 s;调整轻滑轮,使细线水平；让物块从光电门 A 的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A和光电门 B 所用的时间t A和t B,求出加速度 a：多次重复步骤求 a 的平均值 根据上述实验数据求出动摩擦因数 回答下列问题：（1）测量 d 时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为 1mm）的示数如图(b）所示，其读数为 cm。【答案】0.960cm【解析】游标卡尺的读数=主尺（整毫米数）+游标尺对齐格数精度,题中游标卡尺的主尺部分的读数为 9mm,对齐格数为第 12 条,20 分度的游标卡尺的精度为mm05.0mm201，所以 d=9mm+120.05mm=9.60mm=0。960cm。（2）物块的加速度 a 可用 d。s和t A和t B表示为 a=。【答案】)()(2122ABtdtds【解析】物块在重物作用下沿水平桌面上做匀加速直线运动，经过光电门 A。B 时的速度大小分别为Atd。Btd，由asvvAB222解得)()(2122ABtdtdsa (3)动摩擦因数 可用 M。m.和重力加速度 g 表示为=.【答案】MgamMmg)(【解析】把重物。物块和遮光片看一整体,进行受力分析，由牛顿第二定律有 mgMg=（M+m）,解得MgamMmg)(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于 (填“偶然误差”或“系统误差”)。【答案】系统误差【解析】从来源看，误差分为系统误差和偶然误差两种.系统误差是由于仪器本身不精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的。偶然误差是由各种偶然因素对实验者.测量仪器。被测物理量的影响而产生的.细线没有调整到水平引起的误差属于系统误差。23。(2013全国卷 1)(8 分）某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“lk”挡内部电路的总电阻.使用的器材有：多用电表 电压表：量程 5V,内阻十几千欧 滑动变阻器：最大阻值 5k 导线若干。回答下列问题:(1）将多用电表挡位调到电阻“lk”挡再将红表笔和黑表笔 ，调零点。【答案】短接【解析】欧姆表测电阻时,先选档；然后进行欧姆调零,将红.黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置;再测量。读数。（2）将图(a）中多用电表的红表笔和 (填“l”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。【答案】1【解析】对于多用电表欧姆档，其电流从黑表笔流出，从红表笔流入,而电压表则要求电流从“+”接线柱流入，因此红表笔应和“1”端相连。（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图(c）所示。多用电表和电压表的读数分别为 k 和 V 【答案】15.0 3。60【解析】多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻“lk”读第一排，读数为 15.01K=15。0k；直流电压 5V,最小分度为 0.1V，估读到分度值下一位，读数为3.60V。（4）调节滑动变阻器的滑片使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读 数分别为 12.0 k 和 4。00V。从测量数据可知,电压表的内阻为 k。【答案】12。0【解析】调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零，多用电表的读数即为电压表的内阻。（5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池。一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示.根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 v，电阻“1k档内部电路的总电阻为 k.【答案】9。00 15.0【解析】设多用电表内电池的电动势为 E，电阻“1k”档内部电路的总电阻为 r，根据闭合电路欧姆定律有rE3100.360.30.150.360.3 rE3100.1200.400.4,联立解得 E=9.00V,r=15。0 k 24.（2013-全国卷 1）（13 分）水平桌面上有两个玩具车 A 和 B,两者用一轻质细橡皮筋相连，存橡皮筋上有一红色标记 R.在初始时橡皮筋处于拉直状态，A.B 和 R 分别位于直角坐标系中的（0，2l)(0，l，）和(0，0)点。已知 A 从静止开始沿 y 轴正向做加速度太小为 a的匀加速运动：B 平行于 x 轴朝 x 轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中，标记 R 在某时刻通过点(l,l）.假定橡皮筋的伸长是均匀的,求 B 运动速度的大小。【解析】设 B 车的速度大小为 v，如图，标记 R 在时刻 t 通过点 K（l,l），此时 A.B 的位置分别为 H。G。由运动学公式，H 的纵坐标 yA。G 的横坐标 xB分别为 yA=2l+21at2 xB=vt 在开始运动时，R 到 A 和 B 的距离之比为 2：1，即 OE：OF=2：1 由于橡皮筋的伸长是均匀的，在以后任一时刻 R 到 A 和 B 的距离之比都为 2:1。因此，在时刻 t 有 HK：KG=2：1 由于FGHIGK,有 HG:KG=xB：（xBl）HG：KG=（yA+l):(2l)由式得 xB=23l yA=5l 联立式得 alv641 25。（2013-全国卷 1)(19 分）如图两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为,间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为c。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B 方向垂直于导轨平面。在导轨上放置质量为 m 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为 g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求(1)电容器极扳上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系：（2)金属转的速度大小随时间变化的关系。【解析】(1）设金属棒下滑的速度大小为 v,则感应电动势为 E=BL v 平行板电容器两极板之间的电势差为 U=E 设此时电容器极板上积累的电荷量为 Q，按定义有UQC 联立式得 Q=CBLv （2）解法一:动力学观点 设金属棒的速度大小为 v 时经历的时间为 t，通过金属棒的电流为 i。金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为 fi=BLi 设在时间间隔(t,t+t）内流经金属棒的电荷量为Q,按定义有tQi Q 也是平行板电容器在时间间隔（t,t+t）内增加的电荷量.由式得Q=CBLv 式中，v 为金属棒的速度变化量。按定义有tva 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为 f2=N 式中，N 是金属棒对于导轨的正压力的大小，有 N=mgcos 金属棒在时刻 t 的加速度方向沿斜面向下，设其大小为 a,根据牛顿第二定律有 mgsin-f1 f2=ma 联立至式得gCLBmma22)cos(sin 由式及题设可知,金属棒做初速度为零的匀加速运动。t 时刻金属棒的速度大小为 gtCLBmmv22)cos(sin 解法二：动量观点 设金属棒的速度大小为 v 时经历的时间为 t。通过金属棒的电流为 i，i=dtdq 由动量定理，有 mgsint-mgcostBLidt=mvdv0，其中BLidt=BLQ=CB2L2v，解得gtCLBmmv22)cos(sin （二）选考题：共 45 分。请考生从给出的 3 道物理题.3 道化学题.2 道生物题中每科任选一题做答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。33.（2013-全国卷 1)物理选修 33(15 分)(1)(6 分）两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对 1 个得 3 分,选对 2 个得 4分，选对 3 个得 6 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）A 分子力先增大，后一直减小 B.分子力先做正功，后做负功 C。分子动能先增大，后减小 D。分子势能先增大，后减小 E.分子势能和动能之和不变【答案】BCE【解析】由分子力随分子间距离变化关系分析知，分子力先增大，然后减小，再增大，A 选项错误;分子从相距很远处开始运动，则 rr0时合力为引力,力和位移的夹角小于 900,分子力做正功,分子动能大。rr0时合力为斥力,力和位移的夹角大于 900，分子力做负功，分子动能减小,BC 选项正确;由分子力做功与分子势能变化关系知，分子势能先减小，后增大，D选项错误；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之间相互转化,分子势能和动能之和不变；E 选项正确;(2)(9 分）如图，两个侧壁绝热.顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门 K.两气缸的容积均为 V0气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）.开始时 K 关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体)，压强分别为 Po和 Po/3;左活塞在气缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为 V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开 K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为 To，不计活塞与气缸壁间的摩擦.求：(i）恒温热源的温度 T；(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积 VX.【解析】（i）与恒温热源接触后，在 K 未打开时,右活塞不动,两活塞下方的气体经历等压过程,由盖吕萨克定律得4/54/7000VVTT 由此得 T=057T（ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞质量比右活塞的大。打开 K 后，左活塞下降 至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件.气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程,设左活塞上方气体压强为 P，由玻意耳定律得 430VPPVx 47)2)(0000VPVVPPx联立式得062002VVVVxx 解为021VVx 另一解031VVx,不合题意，舍去.34。(2013-全国卷 1）物理选修 3-4（15 分)(1)(6 分)如图，a.b，c.d 是均匀媒质中 x 轴上的四个质点。相邻两点的间距依次为 2m.4m和 6m 一列简谐横波以 2m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t=0 时刻到达质点 a 处,质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s 时 a 第一次到达最高点.下列说法正确的是 (填正确答案标号.选对 I 个得 3 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分。每选错 I 个扣 3 分，最低得分为 0 分）A在 t=6s 时刻波恰好传到质点 d 处 B在 t=5s 时刻质点 c 恰好到达最高点 C.质点 b 开始振动后，其振动周期为 4s D。在 4st6s 的时间间隔内质点 c 向上运动 E.当质点 d 向下运动时，质点 b 一定向上运动 答案:ACD【解析】当 t=6 时，波传播的距离x=vt=26m=12m,A 选项正确;t=0 时刻质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s 时 a 第一次到达最高点，所以 T=4s,C 选项正确；质点 c 恰好到达最高点的时间 t=3s+6/2s=6s,B 选项错误;t=4s 时,质点 C 位于波谷，D 项正确；由=vT知=24m=8m,bd=10m=411,所以当质点 d 从最高点向下运动时，质点 b 从平衡位置向下运动，E 选项错误.(2）(9 分)图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为 L，折射率为n，AB 代表端面。已知光在真空中的传播速度为 c.为使光线能从玻璃丝的 AB 端面传播到另一端面，求光线在端面 AB 上的入射角应 满足的条件；求光线从玻璃丝的 AB 端面传播到另一端面所需的最长时间。【解析】（i)设光线在端面 AB 上 C 点（如上图）的入射角为 i，折射角为 r,由折射定律有 sini=nsinr 设该光线射向玻璃丝内壁 D 点的入射角为,为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有 式中是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足 nsin=1 由几何关系得 +r=900 由得 sini12n (i)光在玻璃丝中传播速度的大小为nCv 光速在玻璃丝轴线上的分量为sinvvx 光线从玻璃丝端面 AB 传播到其另一端面所需时间为xvLT 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时,光线从端面 AB 传播到其另一端面所需的时间最长，由式得CLnT2max 35。（2013-全国卷 1)1 物理选修 35(15 分）(1)（6 分)一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应:P+X+n 式中 P 代表质子,n 代表中子，x 代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核 X 的质子数为 ,中子数为 。【答案】14 13【解析】根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒,新核 X 的质子数为 1+130=14，质量数为 1+271=27，所以中子数=27-14=13。(2）（9 分）在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B，两者相距为 d。现给 A 一初速度，使 A 与 B 发生弹性正碰，碰撞时间极短:当两木块都停止运动后，相距仍然为 d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为。B 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为 g.求 A 的初速度的大小。【解析】设在发生碰撞的瞬间，木块 A 的速度大小为 v;在碰撞后的瞬间,A 和 B 的速度分别为 v1和 v2。在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得22212)2(212121vmmvmv 21)2(vmmvmv 式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正。由式得221vv 设碰撞后 A 和 B 运动的距离分别为 d1和 d2，由动能定理得21121mvmgd 222)2(21)2vmgdm（按题意有 d=d1+d2 设 A 的初速度大小为 v0，由动能定理有2202121mvmvmgd 联立至式，得gdv5280