2013年普通高等学校招生全国统一考试（重庆卷）物理及答案解析.docx

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1、2013 年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (重 庆 卷 )物 理一 、 选 择 题 (本 大 题 共 5 小 题 ， 每 小 题 6分 ， 共 30分 。 在 每 小 题 给 出 的 四 个 选 项 中 ， 只 有 一项 符 合 题 目 要 求 )1.(6 分 )如 图 所 示 ， 某 人 静 躺 在 椅 子 上 ， 椅 子 的 靠 背 与 水 平 面 之 间 有 固 定 倾 斜 角 。 若 此 人所 受 重 力 为 G， 则 椅 子 各 部 分 对 他 的 作 用 力 的 合 力 大 小 为 ( )A.GB.GsinC.Gcos D.Gtan解 析 ： 人 受 多

2、 个 力 处 于 平 衡 状 态 ， 人 受 力 可 以 看 成 两 部 分 ， 一 部 分 是 重 力 ， 另 一 部 分 是 椅 子各 部 分 对 他 的 作 用 力 的 合 力 。根 据 平 衡 条 件 得 椅 子 各 部 分 对 他 的 作 用 力 的 合 力 与 重 力 等 值 ， 反 向 ， 即 大 小 是 G。答 案 ： A。2.(6 分 )铀 是 常 用 的 一 种 核 燃 料 ， 若 它 的 原 子 核 发 生 了 如 下 的 裂 变 反 应 ：则 a+b可 能 是 ( )A.B.C.D. 解 析 ： 核 反 应 前 后 质 量 数 和 电 荷 数 都 守 恒 ， A都 不

3、守 恒 ， B 质 量 数 不 守 恒 ， C 电 荷 数 不 守 恒 ，D正 确 。答 案 ： D3.(6 分 )如 图 所 示 ， 高 速 运 动 的 粒 子 被 位 于 O 点 的 重 原 子 核 散 射 ， 实 线 表 示 粒 子 运 动 的轨 迹 ， M、 N和 Q为 轨 迹 上 的 三 点 ， N 点 离 核 最 近 ， Q点 比 M 点 离 核 更 远 ， 则 ( )A. 粒 子 在 M 点 的 速 率 比 在 Q点 的 大B.三 点 中 ， 粒 子 在 N 点 的 电 势 能 最 大C.在 重 核 产 生 的 电 场 中 ， M 点 的 电 势 比 Q 点 的 低D. 粒 子

4、从 M 点 运 动 到 Q点 ， 电 场 力 对 它 做 的 总 功 为 负 功 解 析 ： A： 根 据 图 线 弯 曲 的 方 向 ， 可 以 判 定 粒 子 受 力 的 方 向 大 体 向 上 ， 与 粒 子 和 O 点 的 连 线的 方 向 相 反 ， 故 靠 近 O点 的 过 程 电 场 力 做 负 功 ， 粒 子 的 速 度 减 小 ， 远 离 的 过 程 电 场 力 做 正 功 ，粒 子 的 速 度 增 大 。 所 以 Q点 的 速 度 最 大 ， N点 的 速 度 最 小 。 故 A 错 误 ；B： 只 有 电 场 力 做 功 ， 各 点 的 动 能 与 电 势 能 的 和 保

5、 持 不 变 。 N 点 的 速 度 最 小 ， 故 电 势 能 最 大 ，故 B 正 确 ；C： 只 有 电 场 力 做 功 ， 各 点 的 动 能 与 电 势 能 的 和 保 持 不 变 。 Q 点 的 速 度 最 大 ， 故 电 势 能 最 小 ， 粒 子 带 正 电 荷 ， 所 以 Q点 的 电 势 最 低 。 故 C 错 误 ； D： 粒 子 受 力 的 方 向 大 体 向 上 ， 与 粒 子 和 O 点 的 连 线 的 方 向 相 反 ， 故 靠 近 O 点 的 过 程 电 场 力做 负 功 ， 远 离 的 过 程 电 场 力 做 正 功 ， 故 D 错 误 。答 案 ： ： B4

6、.(6 分 )如 1 图 ， 为 伽 利 略 研 究 自 由 落 体 运 动 实 验 的 示 意 图 ， 让 小 球 由 倾 角 为 的 光 滑 斜 面滑 下 ， 然 后 在 不 同 的 角 条 件 下 进 行 多 次 实 验 ， 最 后 推 理 出 自 由 落 体 运 动 是 一 种 匀 加 速 直 线运 动 。 分 析 该 实 验 可 知 ， 小 球 对 斜 面 的 压 力 、 小 球 运 动 的 加 速 度 和 重 力 加 速 度 与 各 自 最 大 值的 比 值 y 随 变 化 的 图 象 分 别 对 应 图 2中 ( )A. 、 和 B. 、 和 C. 、 和 D. 、 和 解 析

7、： 对 小 球 进 行 受 力 分 析 ， 则 有 ：N=mgcos ， 随 着 的 增 大 ， N减 小 ， 对 应 根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 ：a= ， 随 着 的 增 大 ， a增 大 ， 对 应 重 力 加 速 度 始 终 为 g， 恒 定 不 变 ， 对 应 ， 故 B正 确答 案 ： B5.(6 分 )如 图 所 示 ， 一 段 长 方 体 形 导 电 材 料 ， 左 右 两 端 面 的 边 长 都 为 a和 b， 内 有 带 电 量 为q的 某 种 自 由 运 动 电 荷 。 导 电 材 料 置 于 方 向 垂 直 于 其 前 表 面 向 里 的 匀 强 磁 场 中 ，

8、 内 部 磁 感 应强 度 大 小 为 B。 当 通 以 从 左 到 右 的 稳 恒 电 流 I 时 ， 测 得 导 电 材 料 上 、 下 表 面 之 间 的 电 压 为 U， 且 上 表 面 的 电 势 比 下 表 面 的 低 。 由 此 可 得 该 导 电 材 料 单 位 体 积 内 自 由 运 动 电 荷 数 及 自 由 运 动电 荷 的 正 负 分 别 为 ( )A. ， 负B. ， 正C. ， 负D. ， 正 解 析 ： 因 为 上 表 面 的 电 势 比 下 表 面 的 低 ， 根 据 左 手 定 则 ， 知 道 移 动 的 电 荷 为 负 电 荷 。 因 为qvB=q ， 解

9、得 v= ， 因 为 电 流 I=nqvs=nqvab， 解 得 n= 。 故 C正 确 ， A、 B、 D 错 误 。答 案 ： C。二 、 非 选 择 题 (共 68分 )6.(9 分 )我 国 舰 载 飞 机 在 “ 辽 宁 舰 ” 上 成 功 着 舰 后 ， 某 课 外 活 动 小 组 对 舰 载 飞 机 利 用 阻 拦 索着 舰 的 力 学 问 题 很 感 兴 趣 。 他 们 找 来 了 木 板 、 钢 球 、 铁 钉 、 橡 皮 条 以 及 墨 水 ， 制 作 了 如 图 所 示 的 装 置 ， 准 备 定 量 研 究 钢 球 在 橡 皮 条 阻 拦 下 前 进 的 距 离 与 被

10、 阻 拦 前 速 率 的 关 系 。 要 达 到 实验 目 的 ， 需 直 接 测 量 的 物 理 量 是 钢 球 由 静 止 释 放 时 的 和 在 橡 皮 条 阻 拦 下 前 进 的 距离 ， 还 必 须 增 加 的 一 种 实 验 器 材 是 。 忽 略 钢 球 所 受 的 摩 擦 力 和 空 气 阻 力 ， 重 力 加 速度 已 知 ， 根 据 定 律 (定 理 )， 可 得 到 钢 球 被 阻 拦 前 的 速 率 。解 析 ： 在 该 实 验 中 ， 量 出 钢 球 由 静 止 释 放 时 距 水 平 木 板 的 高 度 ， 以 及 在 橡 皮 条 阻 拦 下 前 进 的距 离 ，

11、根 据 机 械 能 守 恒 定 律 得 出 被 橡 皮 条 阻 拦 前 的 速 度 ， 从 而 定 量 研 究 钢 球 在 橡 皮 条 阻 拦 下前 进 的 距 离 与 被 阻 拦 前 速 率 的 关 系 。答 案 ： 距 水 平 木 板 的 高 度 刻 度 尺 机 械 能 守 恒7.(10分 )某 同 学 对 有 故 障 的 电 热 毯 进 行 探 究 。 图 1 是 电 热 毯 的 电 路 示 意 图 ， 其 中 电 热 线 和导 线 通 过 金 属 接 线 片 连 接 。 图 2 为 测 试 电 路 实 物 图 ， A、 B为 测 试 表 笔 ， 电 压 表 内 阻 很 大 ， 可 视

12、为 理 想 电 表 。 请 在 答 题 卡 虚 线 框 内 画 出 与 图 2对 应 的 电 路 图 。解 析 ： 分 析 得 出 滑 动 变 阻 器 是 分 压 式 ， 同 时 将 电 压 表 去 掉 ， 画 出 简 易 的 电 路 图 后 ， 再 将 电 压表 并 联 接 入 。答 案 ： 如 下 图 ： 断 开 K1， 用 上 述 测 试 电 路 在 1和 1 之 间 检 测 得 知 电 热 线 无 故 障 ， 然 后 测 得 电 热 线 的 U I曲 线 如 图 3所 示 。 已 知 电 热 线 材 料 的 电 阻 率 为 2.8 10 7 m， 电 热 线 的 直 径 为 0.200

13、mm。可 求 得 此 电 热 线 的 电 阻 为 k ， 总 长 度 为 m。 (结 果 均 保 留 两 位 有 效 数 字 )解 析 ： 通 过 U 与 I 图 象 ， 则 斜 率 表 示 电 阻 ， 即 = ，再 由 可 求 得 总 长 度 为 = 。答 案 ： 0.57(0.56 0.58)64(63 65) 为 了 进 一 步 检 查 故 障 ， 该 同 学 闭 合 开 关 K 1和 K2， 用 表 笔 A 和 B 分 别 对 图 1 中 所 示 的 各 点进 行 测 试 ， 部 分 测 试 结 果 如 下 表 所 示 。 由 此 测 试 结 果 可 判 断 出 电 路 有 断 路 ，

14、 位 置 在 之间 (在 “ 1 和 2” 、 “ 1 和 2 ” 、 “ 2和 3” 、 “ 2 和 3 ” 中 选 填 一 项 )。测 试 点 3 和 3 1 和 1 1 和 3 1 和 2 2和 3电 表 指 针 有 无 偏 转 电 压 表 有 有 无 有 无电 流 表 无 有 有 无 有 解 析 ： 当 闭 合 开 关 K1和 K2， 用 表 笔 A 和 B 分 别 对 图 1 中 所 示 的 各 点 进 行 测 试 ， 2 与 3 之间 无 电 压 有 电 流 ， 而 1 与 2 之 间 无 电 流 有 电 压 ， 所 以 故 障 在 1 与 2 之 间 。答 案 ： 1 和 28.

15、(15分 )小 明 在 研 究 性 学 习 中 设 计 了 一 种 可 测 量 磁 感 应 强 度 的 实 验 ， 其 装 置 如 图 所 示 。 在该 实 验 中 ， 磁 铁 固 定 在 水 平 放 置 的 电 子 测 力 计 上 ， 此 时 电 子 测 力 计 的 计 数 为 G1， 磁 铁 两 极 之间 的 磁 场 可 视 为 水 平 匀 强 磁 场 ， 其 余 区 域 磁 场 不 计 。 直 铜 条 AB的 两 端 通 过 导 线 与 一 电 阻 连接 成 闭 合 回 路 ， 总 阻 值 为 R。 若 让 铜 条 水 平 且 垂 直 于 磁 场 ， 以 恒 定 的 速 率 v 在 磁

16、场 中 竖 直 向下 运 动 ， 这 时 电 子 测 力 计 的 计 数 为 G 2， 铜 条 在 磁 场 中 的 长 度 L。(1)判 断 铜 条 所 受 安 培 力 的 方 向 ， G1和 G2哪 个 大 ？解 析 ： 根 据 棒 向 下 运 动 ， 切 割 磁 感 线 ， 产 生 感 应 电 流 ， 由 右 手 定 则 可 得 感 应 电 流 方 向 为 B到 A， 再 由 左 手 定 则 可 得 ， 安 培 力 方 向 竖 直 向 上 ； 因 此 当 棒 不 动 时 ， 棒 不 受 安 培 力 作 用 ， 所以 G2 G1。答 案 ： 则 铜 条 所 受 安 培 力 的 方 向 竖 直

17、 向 上 ， G2 G1。(2)求 铜 条 匀 速 运 动 时 所 受 安 培 力 的 大 小 和 磁 感 应 强 度 的 大 小 。 解 析 ： 由 于 铜 条 匀 速 运 动 ， 则 有 安 培 力 等 于 重 力 ， 即 有 ： 安 培 力 F=G2 G1根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 与 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 可 求 出 电 流 大 小 为 ，而 由 B= 从 而 可 得 出 ， 磁 感 应 强 度 大 小 ，答 ： 则 铜 条 匀 速 运 动 时 所 受 安 培 力 的 大 小 为 G2 G1； 磁 感 应 强 度 的 大 小 为 。9.(16分 )如 图 所

18、示 ， 半 径 为 R的 半 球 形 陶 罐 ， 固 定 在 可 以 绕 竖 直 轴 旋 转 的 水 平 转 台 上 ， 转台 转 轴 与 过 陶 罐 球 心 O 的 对 称 轴 OO 重 合 。 转 台 以 一 定 角 速 度 匀 速 转 动 。 一 质 量 为 m 的小 物 块 落 入 陶 罐 内 ， 经 过 一 段 时 间 后 ， 小 物 块 随 陶 罐 一 起 转 动 且 相 对 罐 壁 静 止 ， 它 和 O 点 的连 线 与 OO 之 间 的 夹 角 为 60 。 重 力 加 速 度 大 小 为 g。(1)若 = 0， 小 物 块 受 到 的 摩 擦 力 恰 好 为 零 ， 求 0

19、；解 析 ： 当 摩 擦 力 为 零 ， 支 持 力 和 重 力 的 合 力 提 供 向 心 力 ， 有 ：mgtan ， 解 得答 案 ： 小 物 块 受 到 的 摩 擦 力 恰 好 为 零 时 ， 。(2) =(1 k) 0， 且 0 k 1， 求 小 物 块 受 到 的 摩 擦 力 大 小 和 方 向 。 解 析 ： 当 =(1+k) 0时 ， 重 力 和 支 持 力 的 合 力 不 够 提 供 向 心 力 ， 摩 擦 力 方 向 沿 罐 壁 切 线 向 下 ，根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 ， fcos60 +Ncos30 =mRsin60 2。fsin60 +mg=Nsin30联

20、 立 两 式 解 得当 =(1 k) 0时 ， 摩 擦 力 方 向 沿 罐 壁 切 线 向 上 ，根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 ， Ncos30 fcos60 =mRsin60 2。mg=Nsin30 +fsin60联 立 两 式 解 得 。答 ： 当 =(1+k) 0时 ， 摩 擦 力 方 向 沿 罐 壁 切 线 向 下 ， 大 小 为 。当 =(1 k) 0时 ， 摩 擦 力 方 向 沿 罐 壁 切 线 向 上 ， 大 小 为 。10.(18分 )在 一 种 新 的 “ 子 母 球 ” 表 演 中 ， 让 同 一 竖 直 线 上 的 小 球 A 和 小 球 B， 从 距 水 平 地面

21、 高 度 为 ph(p 1)和 h 的 地 方 同 时 由 静 止 释 放 ， 如 题 9 图 所 示 。 球 A的 质 量 为 m， 球 B 的 质量 为 3m。 设 所 有 碰 撞 都 是 弹 性 碰 撞 ， 重 力 加 速 度 大 小 为 g， 忽 略 球 的 直 径 、 空 气 阻 力 及 碰 撞时 间 。 (1)求 球 B 第 一 次 落 地 时 球 A 的 速 度 大 小 ；解 析 ： AB 两 球 均 做 自 由 落 体 ， 在 B 落 地 过 程 中 运 动 完 全 一 致 ， 设 速 度 为 v0， 由 运 动 学 公 式得 ： =2gh故 ， =答 案 ： B 第 一 次

22、落 地 时 球 A 的 速 度 为 。(2)若 球 B 在 第 一 次 上 升 过 程 中 就 能 与 球 A 相 碰 ， 求 p 的 取 值 范 围 ；解 析 ： 要 想 在 B上 升 阶 段 两 球 相 碰 ， 临 界 情 况 是 B 刚 好 反 跳 到 出 发 点 时 与 A 相 碰 ， 两 物 体 的v t 图 象 如 下 图 ； 阴 影 部 分 面 积 之 和 就 是 A的 下 落 高 度 和 B 的 反 跳 高 度 之 和 ph， 故 有 ph=5h， 故 p=5答 案 ： 若 球 B 在 第 一 次 上 升 过 程 中 就 能 与 球 A 相 碰 ， 则 1 p 5。(3)在 (

23、2)情 形 下 ， 要 使 球 A 第 一 次 碰 后 能 到 达 比 其 释 放 点 更 高 的 位 置 ， 求 p应 满 足 的 条 件 。解 析 ： 要 使 球 A 第 一 次 碰 后 能 到 达 比 其 释 放 点 更 高 的 位 置 ， 则 临 界 条 件 是 碰 后 A 球 速 度 恰 好等 大 反 向 ， 两 物 体 的 v t 图 象 如 下 图 ， 由 弹 性 碰 撞 可 得 碰 撞 前 后 ， 动 量 守 恒 ， 规 定 向 上 为正 方 向 ， 设 碰 后 B 球 继 续 向 上 运 动 ， 则 ：3mvB mvA=3mv B+mvA由 于 是 弹 性 碰 撞 ， 由 碰

24、 撞 前 后 能 量 守 恒 得 ：+ = +解 得 ： =故 必 有 v B= vB联 立 以 上 可 得 ：vA=3vB从 图 象 可 以 看 出 阴 影 部 分 面 积 之 和 就 是 A 的 下 落 高 度 和 B的 反 跳 高 度 之 和 ， 故 ph=3h， 故 p=3 答 案 ： 在 (2)情 形 下 ， 要 使 球 A 第 一 次 碰 后 能 到 达 比 其 释 放 点 更 高 的 位 置 ， 求 p应 满 足 1 p 3三 、 选 做 题 (第 三 大 题 和 第 四 题 各 12分 ， 考 生 从 中 选 做 一 题 ， 若 两 题 都 做 ， 则 按 第 三 大 题 计分

25、 ， 其 中 选 择 题 仅 有 一 个 正 确 选 项 ， 请 将 正 确 选 项 的 标 号 填 入 答 题 卡 上 对 应 的 位 置 )【 选 修3-3】11.(6分 )某 未 密 闭 房 间 的 空 气 温 度 与 室 外 的 相 同 ， 现 对 该 室 内 空 气 缓 慢 加 热 ， 当 室 内 空 气温 度 高 于 室 外 空 气 温 度 时 ( ) A.室 内 空 气 的 压 强 比 室 外 的 小B.室 内 空 气 分 子 的 平 均 动 能 比 室 外 的 大C.室 内 空 气 的 密 度 比 室 外 大D.室 内 空 气 对 室 外 空 气 做 了 负 功解 析 ： A、

26、 未 密 闭 房 间 说 明 是 等 压 变 化 ， 压 强 不 变 ， 故 A 错 误B、 温 度 是 分 子 平 均 动 能 的 标 志 ； 温 度 升 高 分 子 平 均 动 能 增 加 ， 故 B 正 确C、 等 压 升 温 度 ， 体 积 增 大 ， 密 度 变 小 ， 故 C 错 误D、 体 积 增 大 ， 对 外 做 正 功 ， 故 D 错 误答 案 ： B12.(6分 )汽 车 未 装 载 货 物 时 ， 某 个 轮 胎 内 气 体 的 体 积 为 V 0， 压 强 为 p0； 装 载 货 物 后 ， 该 轮胎 内 气 体 的 压 强 增 加 了 p。 若 轮 胎 内 气 体

27、视 为 理 想 气 体 ， 其 质 量 、 温 度 在 装 载 货 物 前 后 均不 变 ， 求 装 载 货 物 前 后 此 轮 胎 内 气 体 体 积 的 变 化 量 。解 析 ： 对 于 轮 胎 内 气 体 ， 设 装 载 货 物 后 其 体 积 为 V。 根 据 玻 意 耳 定 律 得p0V0=(p0+ p)V得 V=所 以 装 载 货 物 前 后 此 轮 胎 内 气 体 体 积 的 变 化 量 为 V=V V 0= V0解 得答 案 ： 装 载 货 物 前 后 此 轮 胎 内 气 体 体 积 的 变 化 量 为 四 。 【 选 修 3-4】13.一 列 简 谐 波 沿 直 线 传 播

28、， 某 时 刻 该 列 波 上 正 好 经 过 平 衡 位 置 的 两 质 点 相 距 6m， 且 这 两 质点 之 间 的 波 峰 只 有 一 个 ， 则 该 简 谐 波 可 能 的 波 长 为 ( )A.4m、 6m 和 8mB.6m、 8m 和 12mC.4m、 6m 和 12m D.4m、 8m 和 12m解 析 ： 由 题 ， 两 质 点 都 经 过 平 衡 位 置 ， 两 质 点 之 间 的 波 峰 只 有 一 个 ， 两 质 点 间 可 能 没 有 波 谷 、可 能 一 个 波 谷 ， 也 可 能 有 两 个 波 谷 ， 设 波 长 为 ，则 可 能 有 =2 6m=12m， 也

29、 可 能 =6m， 也 可 能 = =4m。答 案 ： C14.利 用 半 圆 柱 形 玻 璃 ， 可 减 小 激 光 束 的 发 散 程 度 。 在 如 图 所 示 的 光 路 中 ， A为 激 光 的 出 射点 ， O为 半 圆 柱 形 玻 璃 横 截 面 的 圆 心 ， AO 过 半 圆 顶 点 。 若 某 条 从 A点 发 出 的 与 AO成 角 的光 线 ， 以 入 射 角 i 入 射 到 半 圆 弧 上 ， 出 射 光 线 平 行 于 AO， 求 此 玻 璃 的 折 射 率 。 解 析 ： 设 折 射 角 为 r。 由 图 根 据 几 何 知 识 得 ： =i ， r= 则 得 ： r=i 此 玻 璃 的 折 射 率 为 n=解 得 ：答 案 ： 此 玻 璃 的 折 射 率 为 。