2013年普通高等学校招生全国统一考试（全国卷II）物理.docx

1、2013 年普通高等学校招生全国统一考试 (全国卷 II)物理 一、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 1 5 题只有一项符合题目要求，第 6 8 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 。 1.一物块静止在粗糙的水平桌面上 。 从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用 。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 。 以 a 表示物块的加速度大小， F 表示水平拉力的大小 。 能正确描述 F 与 a 之间的关系的图象是 ( ) A. B. C. D. 解析 ：物块受力分析如图所示： 由牛顿第二定

2、律得； F-mg=ma 解得： F=ma+mg F 与 a 成一次函数关系，故 ABD 错误， C 正确， 答案： C 2.如图，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用， F 平行于斜面向上 。 若要物块在斜面上保持静止， F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2(F2 0)。 由此可求出 ( ) A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力 解析 ： A、 B、 C、对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，设滑块受到的最大静摩擦力为 f，物体保持静止，受力平衡，合力为零； 当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大，有：

3、F1-mgsin -f=0 ； 当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小，有： F2+f-mgsin=0 ； 联立解得： f= ，故 C 正确； mgsin= ，由于质量和坡角均未知，故 A 错误， B 错误； D、物块对斜面的正压力为： N=mgcos ，未知，故 D 错误； 答案： C 3.如图，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(d L)的条形匀强磁场区时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域 。 下列 v-t 图象中，可能正确描述上述过程的是 ( ) A. B. C. D. 解析 ：线圈以一定初速度进入磁场，则有 感

4、应电动势， E=BLv 闭合电路欧姆定律，则感应电流， 安培力 由牛顿第二定律， F=ma 则有， 由于 v 减小，所以 a 也减小，当完全进入磁场后，不受到安培力，所以做匀速直线运动，当出磁场时，速度与时间的关系与进入磁场相似 。 而速度与时间的斜率表示加速度的大小，因此 D 正确， ABC 错误 。 答案： D 4.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为 R，磁场方向垂直横截面 。 一质量为 m、电荷量为 q(q 0)的粒子以速率 v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向 60 。 不计重力，该磁场的磁感应强度大小为 ( ) A.B.C.D. 解析 ：带正电

5、的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域， 由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，画出轨迹如图，根据几何知识得知，轨迹的圆心角等于速度的偏向角 60 ， 且轨迹的半径为 r=Rcot30= R 根据牛顿第二定律得 qv0B=m 得， B= = ，故 A 正确， BCD 错误； 答案： A 5.如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球 a、 b 和 c 分别位于边长为 l 的正三角形的三个顶点上； a、 b 带正电，电荷量均为 q， c 带负电 。 整个系统置于方向水平的匀强电场中 。已知静电力常量为 k。 若 三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 ( ) A.B.C.D. 解析 ：设 c

6、 电荷带电量为 Q，以 c 电荷为研究对象受力分析， 根据平衡条件得 a、 b 对 c 的合力与匀强电场对 c 的力等值反向，即： 2 cos30=EQ 所以匀强电场场强的大小为 。 答案： B 6.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用 。 下列叙述符合史实的是 ( ) A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感

7、应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 解析 ： A、 1820 年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系 。 故 A 正确 。 B、安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了磁化现象 。 故 B 正确 。 C、法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流 。 故 C 错误 。 D、楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 。 故 D 正确 。 答案： ABD 7.目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕

8、着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小 。 若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是 ( ) A.卫星的动能逐渐减小 B.由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 解析 ： A、由 = 可知， v= ，可见，卫星的速度大小随轨道半径的减小而增大，所以 A 错误； B、由于卫星高度逐渐降低，所以地球引力对卫星做正功，引力势能减小，所以 B 正确； C、由于气体阻力做负功，所以卫星与地球组成的系统机械能减少，故 C 错误； D、根据动

9、能定理可知引力与空气阻力对卫星做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，所以 D 正确 。 答案： BD 8.公路急转弯处通常是交通事故多发地带 。 如图，某公路急转弯处是一圆 弧，当汽车行驶的速率为 vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势 。 则在该弯道处 ( ) A.路面外侧高内侧低 B.车速只要低于 vc，车辆便会向内侧滑动 C.车速虽然高于 vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D.当路面结冰时，与未结冰时相比， vc的值变小 解析 ： A、路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心

10、力 。 故 A 正确 。 B、车速低于 vc，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动 。 故 B 错误 。 C、当速度为 vc时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于 vc时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑 。 故 C 正确 。 D、当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则 vc的值不变 。 故 D 错误 。 答案： AC 二、解答题 9.(8 分 )(2014山东模拟 )某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时

11、，小球恰好在桌面边 缘，如图 (a)所示 。 向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面 。 通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能 。 回答下列问题： (1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能 Ep与小球抛出时的动能 Ek相等 。 已知重力加速度大小为 g。 为求得 Ek，至少需要测量下列物理量中的 _(填正确答案标号 )。 A.小球的质量 m B.小球抛出点到落地点的水平距离 s C.桌面到地面的高度 h D.弹簧的压缩量 x E.弹簧原长 l0 (2)用所选取的测量量和已知量表示 Ek，得 Ek=_。 (3)图 (b)中的直线是实验测量得到的 s-x

12、 图线 。 从理论上可推出，如果 h 不变， m 增加，s-x 图线的斜率会 _(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ” )；如果 m 不变， h 增加， s-x图线的斜率会 _(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ” )。 由图 (b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知， Ep与 x 的 _次方成正比 。 解析 (1)由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量 小球的质量 m、小球抛出点到落地点的水平距离 s、桌面到地面的高度 h， 答案： ABC. (2)由平抛规律应有 h= ， s=vt，又 = ，

13、联立可得 = (3)若取弹簧原长为零势面，则弹簧的弹性势能可表示为 = ，由 = 可得s= 。 x ，可见若 h 不变 m 增加，则斜率减小；若 m 不变 h增加，则斜率会增大 。 由= 可知 x 的 2 次方成正比 。 答案 (1)ABC (2) (3)减小，增大， 2 10.(7 分 )(2014山东模拟 )某同学用量程为 1mA、内阻为 120 的表头按图 (a)所示电路改装成量程分别为 1V 和 1A 的多用电表 。 图中 R1和 R2为定值电阻， S 为开关 。 回答下列问题： (1)根据图 (a)所示的电路，在图 (b)所示的实物图上连线 。 (2)开关 S 闭合时，多用电表用于测

14、量 _(填 “ 电流 ” 、 “ 电压 ” 或 “ 电阻 ” )；开关 S断开时，多用电表用于测量 _(填 “ 电流 ” 、 “ 电压 ” 或 “ 电阻 ” )。 (3)表笔 A 应为 _色 (填 “ 红 ” 或 “ 黑 ” )。 (4)定值电阻的阻值 R1=_ ， R2=_ 。 (结果取 3 位有效数字 ) 解析 ： (1)对照电路图连线，如图所示； (2)开关 S 断开时，串联分压电阻电压量程扩大，是电压表； 开关 S 闭合时，并联分流电阻电流量程扩大，是电流表； (3)红正黑负，故表笔 A 连接负接线柱，为黑表笔； (4)开关 S 断开时，电压量程为 1V，故： Rv= ； 故 R2=R

15、V-Rg=1000 -120=880 ； R1= ； 答案 ： (1)如图所示； (2)电流，电压； (3)黑； (4)1.00， 880。 11.(14 分 )如图，匀强电场中有一半径为 r 的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行 。a、 b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行 。 一电荷量为 q(q 0)的质点沿轨道内侧运动，经过 a 点和 b 点时对轨道压力的大小分别为 Na和 NB.不计重力，求电场强度的大小 E、质点经过 a 点和 b 点时的动能 。 解析 ：质点所受到电场力的大小为： f=qE， 设质点质量为 m，经过 a 点和 b 点时速度大小分别为 va vb， 由牛顿第

16、二定律有， 设质点经过 a 点和 b 点时动能分别为 Eka 和 Ekb， 则有 ， 根据动能定理有， Ekb-Eka=2rf 联立解得： 答案 ：电场强度的大小： 、质点经过 a 点： 和b 点时的动能： 。 12.(18 分 )一长木板在水平地面上运动，在 t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度 -时间图象如图所示 。 己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上 。 取重力加速度的大小 g=10m/s2，求： (1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数； (2)从 t=0 时刻到

17、物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小 。 解析 ： (1)设物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为 1和 2，木板与物块的质量均为 m。 v-t 的斜率等于物体的加速度，则得： 在 0-0.5s 时间内，木板的加速度大小为 = m/s2=8m/s2。 对木板：地面给它的滑动摩擦力方向与速度相反，物块对它的滑动摩擦力也与速度相反，则由牛顿第二定律得 1mg+ 22mg=ma1， 对物块： 0-0.5s 内，物块初速度为零的做匀加速直线运动，加速度大小为 a2= = 1g t=0.5s 时速度为 v=1m/s，则 v=a2t 由 解得 1=0.20， 2=0.30 (2)0.5

18、s 后两个物体都做匀减速运动，假设两者相对静止，一起做匀减速运动，加速度大小为 a= 2g 由于物块的最大静摩擦力 1mg 2mg，所以物块与木板不能相对静止 。 根据牛顿第二定律可知，物块匀减速运动的加速度大小等于 a2= = 1g=2m/s2。 0.5s 后物块对木板的滑动摩擦力方向与速度方向相同，则木板的加速度大小为a1= =4m/s2 故整个过程中木板的位移大小为 x1= + =1.625m 物块的位移大小为 x2= =0.5m 所以物块相对于木板的位移的大小为 s=x1-x2=1.125m 答案 ： (1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为 0.20 和 0.30； (2)

19、从 t=0 时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小是 1.125m。 三 、 物理 -选修 3-3(15 分 ) 13.关于一定量的气体，下列说法正确的是 ( ) A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和 B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D.气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高 解析 ： A、气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积， A 正确； B、温度高体分子热运动就剧烈， B 正确； C、在完全失重的情况下，

20、分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零， C 错误； D、做功也可以改变物体的内能， C 错误； E、气体在等压膨胀过程中温度一定升高， E 正确 。 答案： ABE。 14.(10 分 )(2014宜昌模拟 )如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置 。 玻璃管的下部封有长 l1=25.0cm 的空气柱，中间有一段长 l2=25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长 度l3=40.0cm。 已知大气压强为 p0=75.0cmHg。 现将一活塞 (图中未画出 )从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为 l1=20.0cm 。 假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离 。 解析

21、：以 cmHg 为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为： P1=P0+l2 设活塞下推后，下部空气的压强为 P1 ，由玻意耳定律得： P1l1=P1l 1 如图，设活塞下推距离为 l ，则此时玻璃管上部的空气柱的长度为： l3=l 3+(l1-l1 )-l 设此时玻璃管上部空气柱的压强为 P3 ，则 P3=p 1 -l2 由波义耳定律，得： P0l3=P3l 3 由 式代入数据解得： l=15.0cm ； 答案 ：活塞下推的距离为 15cm。 四 、 物理 -选修 3-4(15 分 ) 15.如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由 a、 b 两个小物块粘在

22、一起组成的 。 物块在光滑水平面上左右振动，振幅为 A0，周期为 T0。 当物块向右通过平衡位置时， a、 b 之间的粘胶脱开；以后小物块 a 振动的振幅和周期分别为 A 和 T，则A_A0(填 “ ” 、 “ ” 或 “=” )， T_T0(填 “ ” 、 “ ” 或 “=” )。 解析 ：当物块向右通过平衡位置时 a、 b 之间的粘胶脱开， a 向右做减速运动， b 向右匀速运动，弹簧振子总的机械能将减小，振幅减小，即有 A A0。 根据弹簧振子简谐运动的周期公式 T=2 ，知，振子的质量减小，周期减小，则有 TT0。 答案 ：， 16.如图，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC， A=30

23、 ， B=60 。 一束平行于 AC 边的光线自 AB 边的 P 点射入三棱镜，在 AC 边发生反射后从 BC边的 M点射出，若光线在 P点的入射角和在 M 点的折射角相等， (i)求三棱镜的折射率； (ii)在三棱镜的 AC 边是否有光线透出，写出分析过程 。 (不考虑多次反射 ) 解析 ： (i)光线在 AB 面上的入射角为 60 。 因为光线在 P 点的入射角和在 M 点的折射角相等 。 知光线在 AB 面上的折射角等于光线在 BC 面上的入射角 。 根据几何关系知，关系在 AB面上的折射角为 30 。 根据 n= ，解得 n= 。 (ii)光线在 AC 面上的入射角为 60 。 sin

24、C= 因为 sin60 sinC，光线在 AC 面上发生全反射，无光线透出 。 答案 ： (i)三棱镜的折射率为 。 (ii)三棱镜的 AC 边无光线透出 。 五 、 物理 -选修 3-5(15 分 ) 17.(2014山东模拟 )关于原子核的结合能，下列说法正确的是 ( ) A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C.铯原子核 ( Cs)的结合能小于铅原子核 ( Pb)的结合能 D.比结合能越大，原子核越不稳定 E.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 解析

25、： A、原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量， A 正确； B、一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能， B 正确； C、铯原子核不如铅原子核稳定，所以铯原子核 ( Cs)的结合能小于铅原子核 ( Pb)的结合能， C 正确； D、比结合能越大，原子核越稳定， D 错误； E、自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能， E 错误； 答案： ABC 18.(2014山东模拟 )如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A、 B、 C. B 的左侧固定一轻弹簧 (弹簧左侧的挡板质量不计 )。 设

26、 A 以速度 v0朝 B 运动，压缩弹簧；当 A、 B 速度相等时， B 与 C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动 。 假设 B和 C 碰撞过程时间极短 。求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中 。 (1)整个系统损失的机械能； (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能 。 解析 ： (1)对 A、 B 接触的过程中，由动量守恒定律得， mv0=2mv1，解得 B 与 C 接触的瞬间， B、 C 组成的系统动量守恒，有： 解得 系统损失的机械能为 = (2)当 A、 B、 C 速度相同时，弹簧的弹性势能最大 。 根据动量守恒定律得， mv0=3mv 解得 v= 根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能 = 。 答案 ： (1)整个系统损失的机械能为 。 (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能为 。