2013年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）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 (江 苏 卷 )物 理一 、 单 项 选 择 题 ： 本 题 共 5 小 题 ， 每 小 题 3 分 ， 共 计 15分 。 每 小 题 只 有 一 个 选 项 符 合 题 意 。1.火 星 和 木 星 沿 各 自 的 椭 圆 轨 道 绕 太 阳 运 行 ， 根 据 开 普 勒 行 星 运 动 定 律 可 知 ( )A.太 阳 位 于 木 星 运 行 轨 道 的 中 心B.火 星 和 木 星 绕 太 阳 运 行 速 度 的 大 小 始 终 相 等C.火 星 与 木 星 公 转 周 期 之 比 的 平 方 等 于 它 们 轨

2、道 半 长 轴 之 比 的 立 方D.相 同 时 间 内 ， 火 星 与 太 阳 连 线 扫 过 的 面 积 等 于 木 星 与 太 阳 连 线 扫 过 的 面 积解 析 ： A、 第 一 定 律 的 内 容 为 ： 所 有 行 星 分 别 沿 不 同 大 小 的 椭 圆 轨 道 绕 太 阳 运 动 ， 太 阳 处 于椭 圆 的 一 个 焦 点 上 。 故 A错 误 ；B、 第 二 定 律 ： 对 每 一 个 行 星 而 言 ， 太 阳 行 星 的 连 线 在 相 同 时 间 内 扫 过 的 面 积 相 等 。 行 星 在此 椭 圆 轨 道 上 运 动 的 速 度 大 小 不 断 变 化 ，

3、故 B 错 误 ； C、 若 行 星 的 公 转 周 期 为 T， 则 常 量 K 与 行 星 无 关 ， 与 中 心 体 有 关 ， 故 C正 确 ；D、 第 二 定 律 ： 对 每 一 个 行 星 而 言 ， 太 阳 行 星 的 连 线 在 相 同 时 间 内 扫 过 的 面 积 相 等 ， 是 对 同一 个 行 星 而 言 ， 故 D错 误 。答 案 ： C.2.如 图 所 示 ， “ 旋 转 秋 千 ” 中 的 两 个 座 椅 A、 B 质 量 相 等 ， 通 过 相 同 长 度 的 缆 绳 悬 挂 在 旋 转圆 盘 上 。 不 考 虑 空 气 阻 力 的 影 响 ， 当 旋 转 圆

4、盘 绕 竖 直 的 中 心 轴 匀 速 转 动 时 ， 下 列 说 法 正 确 的是 ( ) A.A的 速 度 比 B 的 大B.A与 B的 向 心 加 速 度 大 小 相 等C.悬 挂 A、 B 的 缆 绳 与 竖 直 方 向 的 夹 角 相 等D.悬 挂 A的 缆 绳 所 受 的 拉 力 比 悬 挂 B的 小解 析 ： AB 两 个 座 椅 具 有 相 同 的 角 速 度 。A： 根 据 公 式 ： v= r， A的 运 动 半 径 小 ， A的 速 度 就 小 。 故 A错 误 ；B： 根 据 公 式 ： a= 2r， A的 运 动 半 径 小 ， A 的 向 心 加 速 度 就 小 ，

5、 故 B 错 误 ；C： 如 图 ， 对 任 一 座 椅 ， 受 力 如 图 ， 由 绳 子 的 拉 力 与 重 力 的 合 力 提 供 向 心 力 ， 则 得 ：mgtan =m 2r， 则 得 tan = ， A 的 半 径 r 较 小 ， 相 等 ， 可 知 A 与 竖 直 方 向 夹 角 较小 ， 故 C 错 误 。D： A 的 向 心 加 速 度 就 小 ， A 的 向 心 力 就 小 ， A 对 缆 绳 的 拉 力 就 小 ， 故 C错 误 ； D 正 确 。答 案 ： D 3.下 列 选 项 中 的 各 圆 环 大 小 相 同 ， 所 带 电 荷 量 已 在 图 中 标 出 ，

6、且 电 荷 均 匀 分 布 ， 各 圆 环间 彼 此 绝 缘 。 坐 标 原 点 O处 电 场 强 度 最 大 的 是 ( )A.B. C.D.解 析 ： A、 坐 标 原 点 O 处 电 场 强 度 是 带 电 圆 环 产 生 的 ，B、 坐 标 原 点 O处 电 场 强 度 是 第 一 象 限 带 正 电 圆 环 和 第 二 象 限 带 负 电 圆 环 叠 加 产 生 ， 坐 标原 点 O处 电 场 强 度 大 小 大 于 带 电 圆 环 产 生 的 场 强 。C、 第 一 象 限 带 正 电 圆 环 和 第 三 象 限 带 正 电 圆 环 产 生 电 场 相 互 抵 消 ， 所 以 坐

7、标 原 点 O 处 电 场 强 度 是 带 电 圆 环 产 生 的 ，D、 第 一 象 限 带 正 电 圆 环 和 第 三 象 限 带 正 电 圆 环 产 生 电 场 相 互 抵 消 ， 第 二 象 限 带 负 电 圆环 和 第 四 象 限 带 负 电 圆 环 产 生 电 场 相 互 抵 消 ， 所 以 坐 标 原 点 O 处 电 场 强 度 为 零 。所 以 坐 标 原 点 O处 电 场 强 度 最 大 的 是 B.答 案 ： B. 4.在 输 液 时 ， 药 液 有 时 会 从 针 口 流 出 体 外 ， 为 了 及 时 发 现 ， 设 计 了 一 种 报 警 装 置 ， 电 路 如 图所

8、 示 。 M是 贴 在 针 口 处 的 传 感 器 ， 接 触 到 药 液 时 其 电 阻 RM发 生 变 化 ， 导 致 S 两 端 电 压 U 增 大 ，装 置 发 出 警 报 ， 此 时 ( )A.R M变 大 ， 且 R 越 大 ， U 增 大 越 明 显B.RM变 大 ， 且 R 越 小 ， U 增 大 越 明 显C.RM变 小 ， 且 R 越 大 ， U 增 大 越 明 显D.RM变 小 ， 且 R 越 小 ， U 增 大 越 明 显解 析 ： S 两 端 电 压 U增 大 ， 故 传 感 器 两 端 电 压 一 定 减 小 ；当 “ 有 药 液 从 针 口 流 出 体 外 ” 使

9、 传 感 器 接 触 药 液 ， RM变 小 ；R越 大 ， M 与 R 并 联 的 电 阻 R 并 越 接 近 RM， U 增 大 越 明 显 ；答 案 ： C.5.水 平 面 上 ， 一 白 球 与 一 静 止 的 灰 球 碰 撞 ， 两 球 质 量 相 等 。 碰 撞 过 程 的 频 闪 照 片 如 图 所 示 ，据 此 可 推 断 ， 碰 撞 过 程 中 系 统 损 失 的 动 能 约 占 碰 撞 前 动 能 的 ( ) A.30%B.50%C.70%D.90%解 析 ： 设 碰 撞 前 白 球 的 速 度 大 小 为 2v， 由 图 看 出 ， 碰 撞 后 两 球 的 速 度 大 小

10、 相 等 ， 速 度 之 间的 夹 角 约 为 60 ， 设 碰 撞 后 两 球 的 速 度 大 小 为 v根 据 动 量 守 恒 得 ： 水 平 方 向 有 ： m2v=2mv cos30 ，解 得 ， v =则 碰 撞 过 程 中 系 统 损 失 的 动 能 为 E k= = = ，即 碰 撞 过 程 中 系 统 损 失 的 动 能 约 占 碰 撞 前 动 能 的 。答 案 ： A二 、 多 项 选 择 题 ： 本 题 共 4 小 题 ， 每 小 题 4分 ， 共 计 16 分 。 每 小 题 有 多 个 选 项 符 合 题 意 。全 部 选 对 的 得 4分 ， 选 对 但 不 全 的

11、得 2分 ， 错 选 或 不 答 的 得 0分 。6.将 一 电 荷 量 为 +Q 的 小 球 放 在 不 带 电 的 金 属 球 附 近 ， 所 形 成 的 电 场 线 分 布 如 图 所 示 ， 金 属球 表 面 的 电 势 处 处 相 等 。 a、 b为 电 场 中 的 两 点 ， 则 ( ) A.a点 的 电 场 强 度 比 b点 的 大B.a点 的 电 势 比 b点 的 高C.检 验 电 荷 q 在 a 点 的 电 势 能 比 在 b 点 的 大D.将 检 验 电 荷 q从 a点 移 到 b点 的 过 程 中 ， 电 场 力 做 负 功解 析 ： A： 电 场 线 的 疏 密 表 示

12、 场 强 的 大 小 ， 故 A 正 确 ；B： a 点 所 在 的 电 场 线 从 Q出 发 到 不 带 电 的 金 属 球 终 止 ， 所 以 a 点 的 电 势 高 于 金 属 球 的 电 势 ，而 b 点 所 在 处 的 电 场 线 从 金 属 球 发 出 到 无 穷 远 ， 所 以 金 属 球 的 电 势 高 于 b 点 的 电 势 。 故 B正 确 ；C： 电 势 越 高 的 地 方 ， 负 电 荷 具 有 的 电 势 能 越 小 ， 即 负 电 荷 在 a 点 的 电 势 能 较 b 点 小 ， 故 C错 误 ；D： 由 上 知 ， q 在 a 点 的 电 势 能 较 b点 小

13、， 则 把 q 电 荷 从 电 势 能 小 的 a 点 移 动 到 电 势 能 大的 b 点 ， 电 势 能 增 大 ， 电 场 力 做 负 功 。 故 D正 确 。答 案 ： ABD 7.如 图 所 示 ， 从 地 面 上 同 一 位 置 抛 出 两 小 球 A、 B， 分 别 落 在 地 面 上 的 M、 N 点 ， 两 球 运 动 的最 大 高 度 相 同 。 空 气 阻 力 不 计 ， 则 ( )A.B的 加 速 度 比 A的 大B.B的 飞 行 时 间 比 A 的 长C.B在 最 高 点 的 速 度 比 A 在 最 高 点 的 大D.B在 落 地 时 的 速 度 比 A 在 落 地

14、时 的 大解 析 ： A、 不 计 空 气 阻 力 ， 两 球 的 加 速 度 都 为 重 力 加 速 度 g。 故 A 错 误 。B、 两 球 都 做 斜 抛 运 动 ， 竖 直 方 向 的 分 运 动 是 竖 直 上 抛 运 动 ， 根 据 运 动 的 对 称 性 可 知 ， 两 球 上 升 和 下 落 的 时 间 相 等 ， 而 下 落 过 程 ， 由 t= 知 下 落 时 间 相 等 ， 则 两 球 运 动 的 时 间 相 等 。故 B 错 误 。C、 h=vyt ， 最 大 高 度 h、 t 相 同 ， 则 知 ， 竖 直 方 向 的 初 速 度 大 小 相 等 ， 由 于 A 球

15、的初 速 度 与 水 平 方 向 的 夹 角 大 于 B 球 的 竖 直 方 向 的 初 速 度 ， 由 vy=v0sin ( 是 初 速 度 与 水 平方 向 的 夹 角 )得 知 ， A球 的 初 速 度 小 于 B球 的 初 速 度 ， 两 球 水 平 方 向 的 分 初 速 度 为v0cos =vycot ， 由 于 B 球 的 初 速 度 与 水 平 方 向 的 夹 角 小 ， 所 以 B 球 水 平 分 初 速 度 较 大 ，而 两 球 水 平 方 向 都 做 匀 速 直 线 运 动 ， 故 B 在 最 高 点 的 速 度 比 A在 最 高 点 的 大 。 故 C 正 确 。D、

16、根 据 速 度 的 合 成 可 知 ， B的 初 速 度 大 于 A球 的 初 速 度 ， 运 动 过 程 中 两 球 的 机 械 能 都 守 恒 ，则 知 B在 落 地 时 的 速 度 比 A 在 落 地 时 的 大 。 故 D正 确 。答 案 ： CD 8.如 图 所 示 ， 理 想 变 压 器 原 线 圈 接 有 交 流 电 源 ， 当 副 线 圈 上 的 滑 片 P 处 于 图 示 位 置 时 ， 灯 泡L能 发 光 。 要 使 灯 泡 变 亮 ， 可 以 采 取 的 方 法 有 ( )A.向 下 滑 动 PB.增 大 交 流 电 源 的 电 压C.增 大 交 流 电 源 的 频 率D

17、.减 小 电 容 器 C 的 电 容解 析 ： A、 向 下 滑 动 P， 副 线 圈 匝 数 减 少 ， 电 压 减 小 ， A 错 误 ；B、 增 大 交 流 电 源 的 电 压 ， 副 线 圈 两 端 电 压 也 增 大 ， B正 确 ； C、 增 大 交 流 电 源 的 频 率 通 过 电 容 器 的 电 流 更 大 ， C 正 确 ；D、 减 小 电 容 器 C 的 电 容 ， 增 加 了 容 抗 ， 通 过 灯 泡 的 电 流 减 小 ， 灯 泡 变 暗 ， D错 误 ；答 案 ： BC9.如 图 所 示 ， 水 平 桌 面 上 的 轻 质 弹 簧 一 端 固 定 ， 另 一 端

18、与 小 物 块 相 连 。 弹 簧 处 于 自 然 长 度 时物 块 位 于 O点 (图 中 未 标 出 )。 物 块 的 质 量 为 m， AB=a， 物 块 与 桌 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 。 现用 水 平 向 右 的 力 将 物 块 从 O 点 拉 至 A 点 ， 拉 力 做 的 功 为 W。 撤 去 拉 力 后 物 块 由 静 止 向 左 运 动 ，经 O 点 到 达 B 点 时 速 度 为 零 。 重 力 加 速 度 为 g。 则 上 述 过 程 中 ( )A.物 块 在 A 点 时 ， 弹 簧 的 弹 性 势 能 等 于 W mga B.物 块 在 B 点 时 ， 弹

19、簧 的 弹 性 势 能 小 于 W mgaC.经 O 点 时 ， 物 块 的 动 能 小 于 W mgaD.物 块 动 能 最 大 时 弹 簧 的 弹 性 势 能 小 于 物 块 在 B 点 时 弹 簧 的 弹 性 势 能解 析 ： A、 如 果 没 有 摩 擦 力 ， 则 O点 应 该 在 AB中 间 ， 由 于 有 摩 擦 力 ， 物 体 从 A 到 B 过 程 中 机械 能 损 失 ， 故 无 法 到 达 没 有 摩 擦 力 情 况 下 的 B 点 ， 也 即 O点 靠 近 B点 。 故 OA ， 此 过 程物 体 克 服 摩 擦 力 做 功 大 于 ， 所 以 物 块 在 A 点 时

20、， 弹 簧 的 弹 性 势 能 小 于 ，故 A 错 误 ；B、 由 A 分 析 得 物 块 从 开 始 运 动 到 最 终 停 在 B 点 ， 路 程 大 于 a+ = ， 故 整 个 过 程 物 体 克 服阻 力 做 功 大 于 ， 故 物 块 在 B 点 时 ， 弹 簧 的 弹 性 势 能 小 于 ， 故 B 正 确 ； C、 从 O 点 开 始 到 再 次 到 达 O 点 ， 物 体 路 程 大 于 a， 故 由 动 能 定 理 得 ， 物 块 的 动 能 小 于 W mga， 故 C 正 确 ；D、 物 块 动 能 最 大 时 ， 弹 力 等 于 摩 擦 力 ， 而 在 B 点 弹

21、力 与 摩 擦 力 的 大 小 关 系 未 知 ， 故 物 块 动能 最 大 时 弹 簧 伸 长 量 与 物 块 在 B 点 时 弹 簧 伸 长 量 大 小 未 知 ， 故 此 两 位 置 弹 性 势 能 大 小 关 系 不好 判 断 ， 故 D 错 误 。 答 案 ： BC.三 、 简 答 题 ： 必 做 题 ， 请 将 解 答 填 写 在 答 题 卡 相 应 的 位 置 。10.(8分 )为 探 究 小 灯 泡 的 电 功 率 P和 电 压 U的 关 系 ， 小 明 测 量 小 灯 泡 的 电 压 U和 电 流 I， 利用 P=UI得 到 电 功 率 。 实 验 所 使 用 的 小 灯 泡

22、 规 格 为 “ 3.0V， 1.8W” ， 电 源 为 12V的 电 池 ， 滑动 变 阻 器 的 最 大 阻 值 为 10 。 (1)准 备 使 用 的 实 物 电 路 如 图 1 所 示 。 请 将 滑 动 变 阻 器 接 入 电 路 的 正 确 位 置 。 (用 笔 画 线 代替 导 线 )(2)现 有 10 、 20 和 50 的 定 值 电 阻 ， 电 路 中 的 电 阻 R1 应 选 _ 的 定 值 电 阻 。(3)测 量 结 束 后 ， 应 先 断 开 开 关 ， 拆 除 _两 端 的 导 线 ， 再 拆 除 其 他 导 线 ， 最 后 整 理 好器 材 。(4)小 明 处 理

23、 数 据 后 将 P、 U2描 点 在 坐 标 纸 上 ， 并 作 出 了 一 条 直 线 ， 如 图 2所 示 。 请 指 出 图象 中 不 恰 当 的 地 方 。解 析 ： (1)从 P 图 象 可 知 电 压 从 零 调 ， 所 以 滑 动 变 阻 器 应 用 分 压 式 接 法 ， 变 阻 器 连 接 如图 所 示 (2)小 灯 泡 的 额 定 电 流 为 I= = A=0.6A， 根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 ， 电 路 中 的 最 小 电 阻 为= =20 ， 所 以 定 值 电 阻 应 为 R= =20 =20 =15 ， 所 以 电 路中 的 电 阻 应 选 10 。

24、(3)根 据 安 全 性 原 则 ， 测 量 结 束 后 ， 应 先 断 开 开 关 ， 拆 除 电 池 两 端 的 导 线 ， 再 拆 除 其 他 导 线 ，最 后 整 理 好 器 材 。(4)图 象 中 不 恰 当 的 地 方 有 图 线 不 应 画 直 线 ， 应 用 平 滑 的 曲 线 连 接 ； 横 坐 标 标 度 太 大 。答 案 ： (1)如 图 (2)10(3)电 池(4)图 线 不 应 画 直 线 ， 应 用 平 滑 的 曲 线 连 接 ； 横 坐 标 标 度 太 大11.(10分 )某 兴 趣 小 组 利 用 自 由 落 体 运 动 测 定 重 力 加 速 度 ， 实 验

25、装 置 如 图 所 示 。 倾 斜 的 球槽 中 放 有 若 干 个 小 铁 球 ， 闭 合 开 关 K， 电 磁 铁 吸 住 第 1 个 小 球 。 手 动 敲 击 弹 性 金 属 片 M， M与 触 头 瞬 间 分 开 ， 第 1 个 小 球 开 始 下 落 ， M迅 速 恢 复 ， 电 磁 铁 又 吸 住 第 2 个 小 球 。 当 第 1个 小 球 撞 击 M 时 ， M 与 触 头 分 开 ， 第 2 个 小 球 开 始 下 落 。 这 样 ， 就 可 测 出 多 个 小 球 下 落 的总 时 间 。(1)在 实 验 中 ， 下 列 做 法 正 确 的 有 _。A.电 路 中 的 电

26、 源 只 能 选 用 交 流 电 源B.实 验 前 应 将 M调 整 到 电 磁 铁 的 正 下 方C.用 直 尺 测 量 电 磁 铁 下 端 到 M的 竖 直 距 离 作 为 小 球 下 落 的 高 度 D.手 动 敲 击 M 的 同 时 按 下 秒 表 开 始 计 时(2)实 验 测 得 小 球 下 落 的 高 度 H=1.980m， 10个 小 球 下 落 的 总 时 间 T=6.5s。 可 求 出 重 力 加 速度 g=_m/s2。 (结 果 保 留 两 位 有 效 数 字 )(3)在 不 增 加 实 验 器 材 的 情 况 下 ， 请 提 出 减 小 实 验 误 差 的 两 个 办

27、法 。(4)某 同 学 考 虑 到 电 磁 铁 在 每 次 断 电 后 需 要 时 间 t 磁 性 才 消 失 ， 因 此 ， 每 个 小 球 的 实 际 下落 时 间 与 它 的 测 量 时 间 相 差 t， 这 导 致 实 验 误 差 。 为 此 ， 他 分 别 取 高 度 H1和 H2， 测 量 n 个小 球 下 落 的 总 时 间 T1和 T2。 他 是 否 可 以 利 用 这 两 组 数 据 消 除 t对 实 验 结 果 的 影 响 ？ 请 推导 说 明 。 解 析 ： (1)A、 电 路 中 的 电 源 目 的 是 线 圈 产 生 磁 性 ， 因 此 直 流 电 也 可 以 ， 故

28、 A错 误 ；B、 小 球 沿 竖 直 方 向 自 由 下 落 ， 因 此 要 使 小 球 能 够 撞 击 M， M 调 整 到 电 磁 铁 的 正 下 方 ， 故 B正 确 ；C、 球 的 正 下 方 到 M 的 竖 直 距 离 作 为 小 球 下 落 的 高 度 ， 故 C 错 误 ；D、 敲 击 M 的 同 时 小 球 开 始 下 落 ， 因 此 此 时 应 该 计 时 ， 故 D 正 确 。故 答 案 为 ： BD.(2)一 个 小 球 下 落 的 时 间 为 ： t=根 据 自 由 落 体 运 动 规 律 可 得 ： (3)通 过 多 次 测 量 取 平 均 值 可 以 减 小 误

29、差 ， 同 时 该 实 验 的 误 差 主 要 来 自 小 球 下 落 过 程 中 空 气阻 力 的 影 响 ， 因 此 增 加 小 球 下 落 的 高 度 或 者 选 择 密 度 更 大 的 实 心 金 属 球 。 (4)由 自 由 落 体 运 动 的 规 律 可 得 ： 联 立 可 得 ： ， 因 此 可 以 消 去 t对 实 验 结 果 的 影 响 。答 案 ： (1)BD， (2)9.4， (3)增 加 小 球 下 落 的 高 度 ； 多 次 重 复 实 验 结 果 取 平 均 值 ， (4)可 以 。四 、 选 做 题 ： 本 题 包 括 12、 13、 14三 小 题 ， 请 选

30、定 其 中 两 小 题 ， 并 在 相 应 的 答 题 区 域 内 作答 。 若 多 做 ， 则 按 12、 13两 小 题 评 分 。12.(12分 )选 修 3 3 如 图 所 示 ， 一 定 质 量 的 理 想 气 体 从 状 态 A 依 次 经 过 状 态 B、 C 和 D 后 再 回 到 状 态 A.其 中 ， A B和 C D为 等 温 过 程 ， B C和 D A为 绝 热 过 程 (气 体 与 外 界 无 热 量 交 换 )。 这 就 是 著 名 的 “ 卡诺 循 环 ” 。(1)该 循 环 过 程 中 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 _。A.A B过 程 中 ， 外 界

31、对 气 体 做 功B.B C过 程 中 ， 气 体 分 子 的 平 均 动 能 增 大C.C D过 程 中 ， 单 位 时 间 内 碰 撞 单 位 面 积 器 壁 的 分 子 数 增 多D.D A过 程 中 ， 气 体 分 子 的 速 率 分 布 曲 线 不 发 生 变 化(2)该 循 环 过 程 中 ， 内 能 减 小 的 过 程 是 _(选 填 “ A B” 、 “ B C” 、 “ C D” 或“ D A” )。 若 气 体 在 A B 过 程 中 吸 收 63kJ 的 热 量 ， 在 C D 过 程 中 放 出 38kJ 的 热 量 ，则 气 体 完 成 一 次 循 环 对 外 做 的

32、 功 为 _kJ。(3)若 该 循 环 过 程 中 的 气 体 为 1mol， 气 体 在 A 状 态 时 的 体 积 为 10L， 在 B 状 态 时 压 强 为 A 状 态 时 的 。 求 气 体 在 B 状 态 时 单 位 体 积 内 的 分 子 数 。 (已 知 阿 伏 加 德 罗 常 数 NA=6.0 1023mol 1， 计 算 结 果 保 留 一 位 有 效 数 字 )解 析 ： (1)A、 A B 过 程 中 ， 体 积 增 大 ， 气 体 对 外 界 做 功 ， A 错 误 ；B、 B C过 程 中 ， 绝 热 膨 胀 ， 气 体 对 外 做 功 ， 温 度 降 低 ， 气

33、体 分 子 的 平 均 动 能 减 小 ， B 错 误 ；C、 C D 过 程 中 ， 等 温 压 缩 ， 单 位 时 间 内 碰 撞 单 位 面 积 器 壁 的 分 子 数 增 多 ， C 正 确 ；D、 D A 过 程 中 ， 绝 热 压 缩 ， 外 界 对 气 体 做 功 ， 温 度 升 高 ， 气 体 分 子 的 速 率 分 布 曲 线 发 生 变化 ， D错 误 ； 故 选 C(2)B C 过 程 中 ， 绝 热 膨 胀 ， 气 体 对 外 做 功 ， 温 度 降 低 ， 内 能 减 小 ； 由 U=Q+W 知 ， 气 体 完成 一 次 循 环 对 外 做 的 功 为 W=25KJ

34、(3)A B 为 等 温 过 程 ， 则 10P= ， 所 以 V=15L， 在 B 状 态 时 单 位 体 积 内 的 分 子 数= =4 1025m 3答 案 ： (1)C (2)B C 25 (3)4 1025m 313.(12分 )选 修 3 4(1)如 图 1 所 示 的 装 置 ， 弹 簧 振 子 的 固 有 频 率 是 4Hz。 现 匀 速 转 动 把 手 ， 给 弹 簧 振 子 以 周 期性 的 驱 动 力 ， 测 得 弹 簧 振 子 振 动 达 到 稳 定 时 的 频 率 为 1Hz， 则 把 手 转 动 的 频 率 为 _。A.1HzB.3HzC.4Hz D.5Hz(2)如

35、 图 2 所 示 ， 两 艘 飞 船 A、 B 沿 同 一 直 线 同 向 飞 行 ， 相 对 地 面 的 速 度 均 为 v(v接 近 光 速c)。 地 面 上 测 得 它 们 相 距 为 L， 则 A测 得 两 飞 船 间 的 距 离 _(选 填 “ 大 于 ” 、 “ 等 于 ”或 “ 小 于 ” )L。 当 B向 A发 出 一 光 信 号 ， A测 得 该 信 号 的 速 度 为 _。(3)图 3 为 单 反 照 相 机 取 景 器 的 示 意 图 ， ABCDE 为 五 棱 镜 的 一 个 截 面 ， AB BC. 光 线 垂 直 AB射 入 ， 分 别 在 CD和 EA 上 发 生

36、 反 射 ， 且 两 次 反 射 的 入 射 角 相 等 ， 最 后 光 线 垂 直 BC射 出 。 若两 次 反 射 都 为 全 反 射 ， 则 该 五 棱 镜 折 射 率 的 最 小 值 是 多 少 ？ (计 算 结 果 可 用 三 角 函 数 表 示 ) 解 析 ： (1)弹 簧 振 子 振 动 达 到 稳 定 时 的 频 率 为 1Hz， 即 受 迫 振 动 的 频 率 为 1Hz， 则 驱 动 力 的 频率 为 1Hz。 故 A正 确 ， B、 C、 D 错 误 。故 选 A.(2)根 据 L= ， L0为 在 相 对 静 止 参 考 系 中 的 长 度 ， L 为 在 相 对 运

37、动 参 考 系中 的 长 度 ， 地 面 上 测 得 它 们 相 距 为 L， 是 以 高 速 飞 船 为 参 考 系 ， 而 A 测 得 的 长 度 为 以 静 止 参考 系 的 长 度 ， 大 于 L。 根 据 光 速 不 变 原 理 ， 则 A测 得 该 信 号 的 速 度 为 C.(3)设 入 射 到 CD面 上 的 入 射 角 为 ， 因 为 在 CD和 EA上 发 生 反 射 ， 且 两 次 反 射 的 入 射 角 相 等 。根 据 几 何 关 系 有 ： 4 =90解 得 =22.5根 据 sin 解 得 最 小 折 射 率 n= 。 答 案 ： (1)A (2)大 于 c (3

38、) 14.选 修 3 5(1)如 果 一 个 电 子 的 德 布 罗 意 波 长 和 一 个 中 子 的 相 等 ， 则 它 们 的 _也 相 等 。A.速 度B.动 能C.动 量D.总 能 量(2)根 据 玻 尔 原 子 结 构 理 论 ， 氦 离 子 (He+)的 能 级 图 如 图 1 所 示 。 电 子 处 在 n=3轨 道 上 比 处在 n=5轨 道 上 离 氦 核 的 距 离 _(选 填 “ 近 ” 或 “ 远 ” )。 当 大 量 He+处 在 n=4 的 激 发 态时 ， 由 于 跃 迁 所 发 射 的 谱 线 有 _条 。(3)如 图 2 所 示 ， 进 行 太 空 行 走

39、的 宇 航 员 A 和 B 的 质 量 分 别 为 80kg 和 100kg， 他 们 携 手 远 离空 间 站 ， 相 对 空 间 站 的 速 度 为 0.1m/s。 A 将 B 向 空 间 站 方 向 轻 推 后 ， A的 速 度 变 为 0.2m/s，求 此 时 B 的 速 度 大 小 和 方 向 。 解 析 ： (1)根 据 德 布 罗 意 波 长 公 式 = ， 一 个 电 子 的 德 布 罗 意 波 长 和 一 个 中 子 的 波 长 相 等 ，则 动 量 P 亦 相 等 ， 故 答 案 选 C；(2)根 据 玻 尔 原 子 理 论 ， 能 级 越 高 的 电 子 离 核 距 离

40、越 大 ， 故 电 子 处 在 n=3轨 道 上 比 处 在 n=5轨 道 上 离 氦 核 的 距 离 近 。 跃 迁 发 出 的 谱 线 条 数 为 ， 代 入 n=4得 有 6 条 谱 线 ， 故答 案 为 6。(3)取 v0远 离 空 间 站 的 方 向 为 正 方 向 ， 则 A和 B开 始 的 速 度 为 v0=0.1m/s远 离 空 间 站 ， 推 开后 ， A的 速 度 v A=0.2m/s， 此 时 B 的 速 度 为 vB， 根 据 动 量 守 恒 定 律 有 ：(mA+mB)v0=mAvA+mBvB代 入 数 据 解 得 ： vB=0.02m/s方 向 沿 远 离 空 间

41、站 方 向 ； 答 案 ：(1)C；(2)近 、 6(3)0.02m/s， 方 向 远 离 空 间 站 方 向 。五 、 计 算 题 ： 本 题 共 3 小 题 ， 共 计 47 分 。 解 答 时 请 写 出 必 要 的 文 字 说 明 、 方 程 式 和 重 要 的演 算 步 骤 。 只 写 出 最 后 答 案 的 不 能 得 分 。 有 数 值 计 算 的 题 ， 答 案 中 必 须 明 确 写 出 数 值 和 单 位 。15.(15分 )如 图 所 示 ， 匀 强 磁 场 中 有 一 矩 形 闭 合 线 圈 abcd， 线 圈 平 面 与 磁 场 垂 直 。 已 知 线 圈的 匝 数

42、N=100， 边 长 ab=1.0m、 bc=0.5m， 电 阻 r=2 。 磁 感 应 强 度 B 在 0 1s 内 从 零 均 匀变 化 到 0.2T。 在 1 5s内 从 0.2T均 匀 变 化 到 0.2T， 取 垂 直 纸 面 向 里 为 磁 场 的 正 方 向 。求 ：(1)0.5s时 线 圈 内 感 应 电 动 势 的 大 小 E和 感 应 电 流 的 方 向 ； (2)在 1 5s内 通 过 线 圈 的 电 荷 量 q；(3)在 0 5s内 线 圈 产 生 的 焦 耳 热 Q。解 析 ： (1)在 0 1s 内 ， 磁 感 应 强 度 B 的 变 化 率 = T/s=0.2T/

43、s， 由 于 磁 通 量 均 匀变 化 ， 在 0 1s内 线 圈 中 产 生 的 感 应 电 动 势 恒 定 不 变 ， 则根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 得 ： 0.5s时 线 圈 内 感 应 电 动 势 的 大 小E 1=N =N abbc=100 0.2 1 0.5=10V根 据 楞 次 定 律 判 断 得 知 ， 线 圈 中 感 应 方 向 为 逆 时 针 方 向 。(2)在 1 5s内 ， 磁 感 应 强 度 B 的 变 化 率 大 小 为 = T/s=0.1T/s， 由 于 磁通 量 均 匀 变 化 ， 在 1 5s内 线 圈 中 产 生 的 感 应 电 动 势 恒

44、定 不 变 ， 则根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 得 ： 1 5s时 线 圈 内 感 应 电 动 势 的 大 小E 2=N =N abbc=100 0.1 1 0.5=5V通 过 线 圈 的 电 荷 量 为 q=I2t2= = C=10C；(3)在 0 1s内 ， 线 圈 产 生 的 焦 耳 热 为 Q1= = J=50J在 1 5s 内 ， 线 圈 产 生 的 焦 耳 热 为 Q 2= = J=50J。故 在 0 5s内 线 圈 产 生 的 焦 耳 热 Q=Q1+Q2=100J答 案 ：(1)0.5s时 线 圈 内 感 应 电 动 势 的 大 小 E为 10V， 感 应 方 向

45、为 逆 时 针 方 向 。(2)在 1 5s内 通 过 线 圈 的 电 荷 量 q 为 10C. (3)在 0 5s 内 线 圈 产 生 的 焦 耳 热 Q 为 100J。16.(16分 )如 图 所 示 ， 将 小 砝 码 置 于 桌 面 上 的 薄 纸 板 上 ， 用 水 平 向 右 的 拉 力 将 纸 板 迅 速 抽 出 ，砝 码 的 移 动 很 小 ， 几 乎 观 察 不 到 ， 这 就 是 大 家 熟 悉 的 惯 性 演 示 实 验 。 若 砝 码 和 纸 板 的 质 量分 别 为 m1和 m2， 各 接 触 面 间 的 动 摩 擦 因 数 均 为 。 重 力 加 速 度 为 g。(

46、1)当 纸 板 相 对 砝 码 运 动 时 ， 求 纸 板 所 受 摩 擦 力 的 大 小 ；(2)要 使 纸 板 相 对 砝 码 运 动 ， 求 所 需 拉 力 的 大 小 ；(3)本 实 验 中 ， m 1=0.5kg， m2=0.1kg， =0.2， 砝 码 与 纸 板 左 端 的 距 离 d=0.1m， 取 g=10m/s2。若 砝 码 移 动 的 距 离 超 过 l=0.002m， 人 眼 就 能 感 知 。 为 确 保 实 验 成 功 ， 纸 板 所 需 的 拉 力 至 少多 大 ？解 析 ： (1)砝 码 和 桌 面 对 纸 板 的 摩 擦 力 分 别 为 f 1= m1g， f

47、2= (m1+m2)g纸 板 所 受 摩 擦 力 的 大 小 f=f1+f2= (2m1+m2)g(2)设 砝 码 的 加 速 度 为 a1， 纸 板 的 加 速 度 为 a2， 则 有 ：f1=m1a1F f1 f2=m2a2发 生 相 对 运 动 需 要 a2 a1解 得 F 2 (m1+m2)g(3)纸 板 抽 出 前 砝 码 运 动 的 距 离 ， 纸 板 运 动 距 离 d+x 1=纸 板 抽 出 后 砝 码 运 动 的 距 离 ， L=x1+x2由 题 意 知 a1=a3， a1t1=a3t2代 入 数 据 联 立 的 F=22.4N答 案 ： (1)纸 板 所 受 摩 擦 力 的

48、 大 小 为 (2m1+m2)g；(2)所 需 拉 力 的 大 小 F 2 (m1+m2)g；(3)纸 板 所 需 的 拉 力 至 少 22.4N。17.(16分 )在 科 学 研 究 中 ， 可 以 通 过 施 加 适 当 的 电 场 和 磁 场 来 实 现 对 带 电 粒 子 运 动 的 控 制 。如 图 1所 示 的 xOy平 面 处 于 匀 强 电 场 和 匀 强 磁 场 中 ， 电 场 强 度 E 和 磁 感 应 强 度 B随 时 间 t作 周 期 性 变 化 的 图 象 如 图 2 所 示 。 x 轴 正 方 向 为 E 的 正 方 向 ， 垂 直 纸 面 向 里 为 B的 正 方

49、 向 。 在 坐 标 原 点 O 有 一 粒 子 P， 其 质 量 和 电 荷 量 分 别 为 m 和 +q。 不 计 重 力 。 在 t= /2时 刻 释 放 P，它 恰 能 沿 一 定 轨 道 做 往 复 运 动 。 (1)求 P 在 磁 场 中 运 动 时 速 度 的 大 小 v0；(2)求 B0应 满 足 的 关 系 ；(3)在 t0(0 t0 /2)时 刻 释 放 P， 求 P速 度 为 零 时 的 坐 标 。解 析 ： (1)由 图 2分 析 可 知 ， 在 t= 时 刻 释 放 带 电 粒 子 P， 在 时 间 内 做 匀 加 速 直 线运 动 ， 2 时 间 内 做 匀 速 圆 周 运 动 ，在 电 场 中 ： 粒 子 所 受 的 电 场 力 F=qE0，根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 ： 加 速 度 为 a=P在 磁 场 中 运 动 时 速 度 的 大 小 v 0=at， t= 解 得 ， v0=(2)只 有 当 t=2 时 刻 ， P 在 磁 场 中 作 圆 周 运 动 结 束 后 并 开 始 沿 x轴 负 方 向 运 动 ，