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2013年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷)物理.docx

1、 2013 年普通高等学校招生全国统一考试 (浙江卷 )物理 一、解答题 1.(3 分 )关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是 ( ) A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C.太阳光中的可见光和医院 “B 超 ” 中的超声波传递速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院 CT 中的 X 射线波长相同 解析: A、电磁波可以传递信息,如电视信号;声波也可以传递信息,如人说话;故 A 错误; B、手机用电磁波传递信息,人用声波说话,故 B 正确; C、太阳光中的可见光是电磁波,真空中为 310 8m/s; “B 超 ” 中的超声波是声波,常温下

2、,空气中大约为 340m/s;故 C 错误; D、遥控器发出的红外线波长和医院 CT 中的 X 射线频率不同,波速相同,根据 c=f ,波长不同,故 D 错误; 答案: B。 2.(3 分 )磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度 v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势 。 其 E t 关系 如图所示 。 如果只将刷卡速度改为 ,线圈中的 E t 关系可能是 ( ) A. B. C. D. 解析: 根据感应电动势公式 E=BLv 可知,其他条件不变时,感应电动势与导体的切割速度成正比,只将刷卡速度改为 ,则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来的 。 磁卡

3、通过刷卡器的时间 t= 与速率成反比,所用时间变为原来的 2 倍 。 故 D 正确 。 答案: D 3.(3 分 )与通常观察到的月全食不同,小虎同学在 2012 年 12 月 10 日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的 。 小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是( ) A.地球上有人用红色激光照射月球 B.太阳照射到地球的红光反射到月球 C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 解析: 当太阳、地球、月球在同一直线上,地球位于太阳与月球之间时,太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住,光线照不到月球上,在地球上完全看不到月

4、球的现象就是月全食 。 看到整个月亮是暗红的,是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 。 故 C正确, A、 B、 D 错误 。 答案: C。 4.(3 分 )如图所示,水平板上有质量 m=1.0kg 的物块,受到随时间 t 变化的水平拉力 F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力 Ff的大小 。 取重力加速度 g=10m/s2。 下列判断正确的是 ( ) A.5s 内拉力对物块做功为零 B.4s 末物块所受合力大小为 4.0N C.物块与木板之间的动摩擦因数为 0.4 D.6s 9s 内物块的加速度的大小为 2.0m/s2 解析: A、在 0 4s 内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,

5、 4s 末开始运动,则 5s 内位移不为零,则拉力做功不为零 。 故 A 错误; B、 4s 末拉力为 4N,摩擦力为 4N,合力为零 。 故 B 错误; C、根据牛顿第二定律得, 6s 9s 内物体做匀加速直线运动的加速度a= 。 f=mg ,解得 。 故 C 错误, D 正确 。 答案: : D。 二、选择题 (本题共 3 小题 。 在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的 。 全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分 。 ) 5.(6 分 )如图所示,三颗质量均为 m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为 r 的圆轨道上,设地球质量为 M,半径为 R。

6、 下列说法正确的是 ( ) A.地球对一颗卫星的引力大小为 B.一颗卫星 对地球的引力大小为 C.两颗卫星之间的引力大小为 解析: A、根据万有引力定律 可知,质量分布均匀的球体间的引力距离 r 等于两球心间的距离,而 r R 为同步卫星距地面的高度,故 A 错误; B、计算卫星与地球间的引力, r 应为卫星到地球球心间的距离也就是卫星运行轨道半径 r,故 B 选项正确; C、根据几何关系可知,两同步卫星间的距离 d= ,故两卫星间的引力大小为 ,故 C 正确; D、卫星对地球的引力均沿卫星地球间的连线向外,由于三颗卫星质量大小相等,对地球的引力大小相等,又因为三颗卫星等间隔分布,根据几何关系

7、可知,地球受到三个卫星的引力大小相等方向成 120 角,所以合力为 0,故 D 错误 。 答案: BC。 6.(6分 )如图所示,总质量为 460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为 0.5m/s2,当热气球上升到 180m 时,以 5m/s 的速度向上匀速运动 。 若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度 g=10m/s2。 关于热气球,下列说法正确的是 ( ) A.所受浮力大小为 4830N B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C.从地面开始上升 10s 后的速度大小为 5m/s D.以 5m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为 230N 解析

8、: A、从地面刚开始竖直上升时,速度为零,故阻力为零,气球受重力和浮力,根据牛顿第二定律,有: F 浮 mg=ma 解得: F 浮 =m(g+a)=460 (10+0.5)N=4830N,故 A 正确; B、气球受重力、浮力和空气阻力,若阻力不变,合力不变,气球匀加速上升,矛盾,故 B错误; C、刚开始竖直上升时的加速度为 0.5m/s2,气球是变加速运动,加速度逐渐减小,故 10s后的速度大小小于 5m/s,故 C 错误; D、以 5m/s 匀速上升时,根据平衡条件,有: F 浮 =mg+f,解得 f=230N,故 D 正确; 答案: AD。 7.(6 分 )在半导体离子注入工艺中,初速度可

9、忽略的离子 P+和 P3+,经电压为 U 的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示 。 已知离子 P+在磁场中转过 =30 后从磁场右边界射出 。 在电场和磁场中运动时,离子P+和 P3+( ) A.在电场中的加速度之比为 1: 1 B.在磁场中运动的半径之比为 : 1 C.在磁场中转过的角度之比为 1: 2 D.离开电场区域时的动能之比为 1: 3 解析: A:两个离子的质量相同,其带电量是 1: 3 的关系,所以由 可知其在电场中的加速度是 1: 3,故 A 错 。 B:要想知道半径必须先知道进入磁场的速度,而速度的决定因素是加速电

10、场,所以在离开电场时其速度表达式为: ,可知其速度之比为: 。 又由 知 ,所以其半径之比为 1: ,故 B 错误 。 C:由 B 的分析知道,离子在磁场中运动的半径之比为: ,设磁场宽度为 L,离子通过磁场转过的角度等于其圆心角,所以有 ,则可知角 度的正弦值之比为 ,又 P+的角度为 30 ,可知 P+3角度为 60 ,故 C 正确 。 D:由电场加速后: 可知,两离子离开电场的动能之比为 1: 3,故 D 正确 。 答案: B, C, D。 三、解答题 (共 5 小题,满分 62 分 ) 8.(10 分 )如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定

11、在导轨的左端,另一端系在小车上 。 一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带 和 ,纸带上的 a、 b、 c 均为打点计时器打出的点 。 (1)任选一条纸带读出 b、 c 两点间的距离为 ; 解析: 选 纸带读出 b、 c 两点间的距离为 6.50 4.10cm=2.40cm。 答案: 2.40cm (2)任选一条纸带求出 c、 e 两点间的平均速度大小为 1.25m/s ,纸带 和 上 c、 e 两点间的平均速度 (填 “ 大于 ” 、 ” 等于 ” 或 “ 小于 ” ); 解析: 选 纸带读出 c、 e 两点间的距离为 5cm, 相对应的平均速度 = =1.25m/s 选 纸

12、带读出 c、 e 两点间的距离为 4.5cm, 所以平均速度 小于 。 答案: 1.25m/s 小于 (3)图中 (填选项 ) A。 两条纸带均为用装置甲实验所得 B。 两条纸带均为用装置乙实验所得 C。 纸带 为用装置甲实验所得,纸带 为用装置乙实验所得 D。 纸带 为用装置乙实验所得,纸带 为用装置甲实验所得 。 解析: 装置甲实验中小车做匀加速直线运动,所以相邻的计时点的间距之差相等, 装置乙实验中小车受橡皮筋的弹力越来越小,所以做加速度减小的变加速直线运动,以相邻的计时点的间距之差减小, 所以带 为用装置甲实验所得,纸带 为用装置乙实验所得 答案: C。 9.(10 分 )采用如图所示

13、的电路 “ 测定电池的电动势和内阻 ” 。 (1)除了选用照片中 的部分器材外, (填选项 ) A.还需要电压表 B.还需要电流表 C.还需要学生电源 D.不再需要任何器材 解析: 对照电路图,会发现缺少电压表 。 答案: A (2)测量所得数据如下: 测量次数 物理量 1 2 3 4 5 6 R/ 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43 用作图法求得电池的内阻 r= ; 解析: 根据闭合电路欧姆定律,有 E=U+Ir,变形得到: U= rI+E,作出

14、 U I 图,如图所示 斜率的绝对值表示内电阻,故 . 答案: 0.76 (3)根据第 5 组所测得的实验数据,求得电流表内阻 RA= 0.22 。 解析: 根据闭合电路欧姆定律,有: U=IRA+IR,故 。 答案 0.22 。 10.山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如下 。 图中 A、 B、 C、 D 均为石头的边缘点, O 为青藤的固定点, h1=1.8m, h2=4.0m, x1=4.8m, x2=8.0m。 开始时,质量分别为 M=10kg 和 m=2kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头 A 点起水平跳到中

15、间石头,大猴抱起小猴跑到 C 点,抓住青藤下端荡到右边石头上的 D 点,此时速度恰好为零 。 运动过程中猴子均看成质点,空气阻力不计,重力加速度 g=10m/s2。 求: (1)大猴从 A 点水平跳离时速度的最小值; 解析: 根据 ,解得 则跳离的最小速度 。 答案: 大猴从 A 点水平跳离时速度的最小值为 8m/s。 (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小; 解析: 根据机械能守恒定律得, 解得 v= = m/s9m/s 。 答案: 猴子抓住青藤荡起时的速度大小 9m/s。 (3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小 。 解析: 根据牛顿第二定律得, 根据几何关系得, 联立解得 F=216N。 答案

16、: 猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小为 216N。 答: (1)(2) 11.(20 分 )“ 电子能量分析器 ” 主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成 。 偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为 RA和 RB的同心金属半球面 A 和 B构成, A、 B 为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示 。 一束电荷量为 e、质量为 m 的电子以不同的动能从偏转器左端 M 的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板 N,其中动能为 Ek0的电子沿等势面 C 做匀速圆周运动到达 N 板的正中间 。 忽略电场的边缘效应 。 (1)判断球面 A、 B 的电势高低,并说明理由; 解

17、析: 电子做匀速圆周运动,电场力提供向心力,受力的方向与电场的方向相反,所以 B板的电势较高 。 答案: B 板电势高于 A 板 (2)求等势面 C 所在处电场强度 E 的大小; 解析: 电场力提供向心力: 又: , 联立以上 3 式,得:。 答案:求等势面 C 所在处电场强度 E 的大小 。 (3)若半球面 A、 B 和等势面 C 的电势分别为 A、 B和 C,则到达 N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量 Ek 左 和 Ek 右 分别为多少? 解析: 到达 N 板左边缘处的电子,在运动的过程中,电场力对它们做正功,电子动能的改变量等于电场力做功,即: EK 左 = eUCB

18、= e( C B), 到达右边缘处的电子,在运动的过程中,电场力对它们做负功,电子动能的改变量等于电场力做功,即: EK 右 = eUCA= e( C A)。 答案: Ek 左 =e( C B), Ek 右 =e( C A) (4)比较 | Ek 左 |和 | Ek 右 |的大小,并说明理由 。 解析: 该电场是放射状电场,内侧的电场线密,电场强度大,所以 UBC UCA,即: C B C A,所以: | EK 左 | | EK 右 | 答案 : | Ek 左 | | Ek 右 | 12.(22 分 )为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁推进器替代螺旋桨 。 潜艇下方有左、右两组推进器,

19、每组由 6 个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成,其原理示意图如下 。 在直线通道内充满电阻率 =0.2 m 的海水,通道中 abc=0.3m0.4m0.3m的空间内,存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度 B=6.4T、方向垂直通道侧面向外 。 磁场区域上、下方各有 ab=0.3m0.4m 的金属板 M、 N,当其与推进器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从 N 到 M,大小恒为 I=1.010 3A 的电流,设电流只存在于磁场区域 。 不计电源内阻及导线电阻,海水密度 m=1.010 3kg/m3。 (1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小,并判断其方向

20、; 解析: 安培力的大小, F=BIL=6.410000.3=1.9210 3N, 根据左手定则可知,方向:垂直于 BI 平面向右 。 答案: 一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小为 1.9210 3N,其方向为垂直于 BI 平面向右 。 (2)在不改变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯?如何 “ 倒车 ” ? 答案: 开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器,实施转弯 。 改变电流方向,或改变磁场方向,可以改变海水所受磁场力的方向,实施 “ 倒车 ” 。 (3)当潜艇以恒定速度 v0=30m/s 前进时,海水在出口处相对于推进器的速度 v=34m/s,思考专用直流电源所提供的

21、电功率如何分配,求出相应功率的大小 。 解析: 电源提供的电功率中的第一部分为牵引功率 P1=F 牵 v0 根据牛顿第三定律: F 安 =12BIL 当 v0=30m/s 时,代入数据得: P1=F 牵 v0=121.9210 330W=6.910 5W 电源提供的电功率中的第二部分为单位时间内海水的焦耳热功率 推进器内海水的电阻 =0.5 P2=12I2R=610 6W 电源提供的电功率中的第三部分为单位时间内海水动能的增加量 单位时间内通过推进器的水的质量为 m= mbcv 水对地 =480kg 单位时间内其动能增加为 答案: 当潜艇以恒定速度 v0=30m/s 前进时,海水在出口处相对于推进器的速度 v=34m/s,电源提供的电功率中的第一部分为牵引功率,其大小 6.910 5W;电源提供的电功率中的第二部分为单位时间内海水的焦耳热功率,其大小为 610 6W;电源提供的电功率中的第三部分为单位时间内海水动能的增加量,其功率的大小为 4.610 4W。

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