2013年普通高等学校招生全国统一考试（北京卷）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(北京卷)物理一、选择题(共8小题，每小题6分，满分48分)1.(6分)下列说法正确的是( )A.液体中悬浮的微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加D.物体对外界做功，其内能一定减少解析：AB、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A正确，B错误；C、由公式U=W+Q知做功和热传递都能改变物体内能，物体从外界吸收热量若同时对外 界做功，则内能不一定增加，故C错误；D、物体对外界做功若同时从外界吸收热量，则内能不一定减小，故D错误。答案：A.。2.(6分

2、)如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和B.下列判断正确的是( )A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B.a光的频率大于b光的频率C.在真空中a光的波长大于b光的波长D.a光光子能量小于b光光子能量解析：A、因为a光的偏折程度大于b光，所以对a光的折射率大于对b光的折射率。故A错误；B、折射率大，频率大，所以a光的频率大于b光的频率，根据E=hv知，a光的光子能量大于b光的光子能量。故B正确，D错误；C、因为a光的频率大，根据c=f知，则a光的波长小。故C错误。答案：B.3.(6分)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，

3、下列说法正确的是( ) A.这列波的振幅为4cmB.这列波的周期为1s C.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D.此时x=4m处质点的加速度为0解析：A、振幅等于y的最大值，故这列波的振幅为A=2cm。故A错误。B、由图知，波长=8m，由波速公式v=，得周期T= = s=2s。故B错误。C、简谐机械横波沿x轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x=4m处质点沿y轴正方向运动。故C错误。D、此时x=4m处质点沿处于平衡位置，加速度为零。故D正确。答案：D.4.(6分)倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是( ) A.木块受到的摩擦力大小是mgcos

4、B.木块对斜两体的压力大小是mgsinC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincosD.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g解析：A、先对木块m受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，有；f=mgsinN=mgcos由式，选项A错误；B、斜面对木块的支持力和木块对斜面的压力相等，由式得B错误；C、D、对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为(M+m)g，静摩擦力为零，故C错误，D正确；答案：D. 5.(6分)如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为El；若磁感应强度

5、增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比El：E2分别为( )A.ca，2：1 B.ac，2：1C.ac，1：2D.ca，1：2解析：由右手定则判断可知，MN中产生的感应电流方向为NM，则通过电阻R的电流方向为aC.MN产生的感应电动势公式为E=BLv，其他条件不变，E与B成正比，则得El：E2=1：2。答案：C6.(6分)某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动( )A.半径越大，加速度越大B.半径越小，周期越大C.半径越大，角速度越小 D.半径越小，线速度越小解析：根据原子核对电子的库仑

6、力提供向心力，由牛顿第二定律得=ma=m =m2r=，可得a=T= v=A、半径越大，加速度越小，故A错误；B、半径越小，周期越小，故B错误；C、半径越大，角速度越小，故C正确；D、半径越小，线速度越大，故D错误。答案：C.7.(6分)在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次 实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、

7、x2、x3，机械能的变化量依次为E1、E2、E3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是( ) A.x2x1=x3x2，E1=E2=E3B.x2x1x3x2，E1=E2=E3C.x2x1x3x2，E1E2E3D.x2x1x3x2，E1E2E3解析：因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2x1x3x2，因为平抛运动的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，则，E1=E2=E3。故B正确，A、C、D错误。答案：B.8.(6分)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸

8、出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。 光电效应实验装置示意如图。用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应。换用同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)( ) A.B.C.U=2hWD.解析：根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发

9、生光电效应，换用同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhv，n=2，3，4则有：eU=nhvW，解得。知B正确，A、C、D错误。答案：B. 二、解答题9.(18分)某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻Rx的阻值。(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(050，额定电流2A)，开关和导线若干，以及下列电表： A.电流表(03A，内阻约0.025)B.电流表(00.6A，内阻约0.125)C.电压表(03V，内阻约3k)D.电压表(015V，内阻约15k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的甲(

10、选填“甲”或“乙”)。(2)图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请、请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值R x= =_(保留两位有效数字)。(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_。(选填选项前的字母)A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值(5)在不损坏电表的前

11、提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映Ux关系的示意图中正确的是_。 解析：(1)因电源的电压为4V，因此电压表选择3V量程；由于阻值约为5的电阻Rx的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.8A，从精确角度来说，所以电流表选择0.6A的量程；根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值，可知，因此选择电流表外接法，答案：择甲图。 (2)根据电路图来连接实物图原则，注意电表的正负极，并分几个回路来连接。如图所示；(3)电压表的读数为U=2.60V；电流表的读数为I=0.50A；根据欧姆定律R=，则有R=5.2； (4)由甲图可

12、知，待测电阻与电压表并联后，与电流表串联，因此电流表测量值大于流经Rx的电流值。由乙图可知，待测电阻与电流表串联后，与电压表并联，因此电压表测量值大于Rx两端的电压值。答案：B和D；(5)根据闭合电路欧姆定律与电阻定律，U=IRX= RX，当滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则Ux图象如图A所示，答案：A.答案：(1)B、C、甲(2)略(3)5.2 (4)B、D (5)A.10.(16分)如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属 板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发

13、，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：(1)匀强电场场强E的大小；(2)粒子从电场射出时速度v的大小；(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。解析：(1)根据匀强电场电势差和电场强度的关系得： 匀强电场场强E的大小；(2)设带电粒子出电场时速度为v。由动能定理得：解得：； (3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：联立得：；答案：(1)匀强电场场强E的大小；(2)粒子从电场射出时速度的大小；(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。11.(18分)蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上

14、升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx(x为床面下沉的距离，k为常量)。质 量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在预备运动中，假定运动员所做的总功W全部用于其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为t=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1。取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。(1)求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；(2)求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；(3)借助Fx图象可以确定弹性做功

15、的规律，在此基础上，求x1和W的值。解析：(1)根据胡克定律得，mg=kx 0，解得k=。F随x的变化示意图如图所示。(2)根据竖直上抛运动的对称性，知运动员下落的时间为1s。则上升的最大高度。(3)人静止时弹性势能=25J运动员与弹簧接触时的速度v=gt=10m/s。以弹簧面为参考面，根据动能定理得mgx 0+W=人从最高处5m下落到最低处：kx12=mg(h+x1)联立两式解得x1= m1.1m。则W=2525J。答案：(1)常量k=5000N/m，弹力F随x变化的示意图如图所示。(2)运动员离开床面后上升的最大高度为5m。(3)x1和W的值分别为1.1m和2525J。 12.(20分)对

16、于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。(1)一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。(a)求导线中的电流I；(b)将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都

17、与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)解析：(1) (a)：(1)导体中电流大小I=t时间内电子运动的长度为vt，则其体积为Svt，通过导体某一截面的自由电子数为nSvt该时间内通过导体该截面的电量：q=nSvte由式得I=nesv；(b)令导体的长度为L，则导体受到安培力的大小F安=BIL又因为I=nesv所以F 安=BnesvL=nsLevB长为L的导体中电子数为N=nsl每个电子所受洛伦兹力为evB所以N个粒子所受洛伦兹力的合力为F=NevB=nslevB即：F安=F。(2)考虑单位面积，t时间内能达到容器壁的粒子所占据的体积为V=Svt=1vt，其中粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为，由动量定理可得：答案：(1)a、导线中电流I=nesvb、推导过程见解答； (2)。