2013年普通高等学校招生全国统一考试（大纲版）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 (大 纲 卷 )物 理一 、 选 择 题 ： (本 大 题 共 8 小 题 ， 在 每 小 题 给 出 的 四 个 选 项 中 ， 有 的 只 有 一 项 是 符 合 题 目 要求 ， 有 的 有 多 选 项 符 合 题 目 要 求 。 全 部 选 对 得 6 分 ， 选 对 但 不 全 得 3分 ， 有 选 错 或 不 答 的 得0分 )1.(6分 )下 列 现 象 中 ， 属 于 光 的 衍 射 现 象 的 是 ( )A.雨 后 天 空 出 现 彩 虹B.通 过 一 个 狭 缝 观 察 日 光 灯 可 看 到 彩 色 条

2、 纹C.海 市 蜃 楼 现 象D.日 光 照 射 在 肥 皂 泡 上 出 现 彩 色 条 纹解 析 ： 雨 过 天 晴 时 ， 常 在 天 空 出 现 彩 虹 ， 这 是 太 阳 光 通 过 悬 浮 在 空 气 中 细 小 的 水 珠 折 射 而 成 的 ， 白 光 经 水 珠 折 射 以 后 ， 分 成 各 种 彩 色 光 ， 这 种 现 象 叫 做 光 的 色 散 现 象 ， A 错 误 ； 通 过 一个 狭 缝 观 察 日 光 灯 可 看 到 彩 色 条 纹 ， 属 于 单 缝 衍 射 ， B 正 确 ； 海 市 蜃 楼 现 象 属 于 光 的 折 射 ，C错 误 ； 日 光 照 射 在

3、 肥 皂 泡 上 出 现 彩 色 条 纹 属 于 光 的 干 涉 ， D 正 确 。答 案 ： B。2.(6分 )根 据 热 力 学 第 一 定 律 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.电 冰 箱 的 工 作 过 程 表 明 ， 热 量 可 以 从 低 温 物 体 向 高 温 物 体 传 递B.空 调 机 在 制 冷 过 程 中 ， 从 室 内 吸 收 的 热 量 少 于 向 室 外 放 出 的 热 量C.科 技 的 进 步 可 以 使 内 燃 机 成 为 单 一 热 源 的 热 机D.对 能 源 的 过 度 消 耗 将 使 自 然 界 得 能 量 不 断 减 少 ， 形 成 能 源

4、 危 机解 析 ： A、 热 量 可 以 从 低 温 物 体 向 高 温 物 体 传 递 ， 但 要 引 起 其 它 变 化 ， A正 确 ； B、 空 调 机 在 制 冷 过 程 中 ， 从 室 内 吸 收 的 热 量 少 于 向 室 外 放 出 的 热 量 ， 因 为 电 能 也 部 分 转 化为 热 能 ， B正 确 ；C、 不 可 能 从 单 一 热 源 吸 热 全 部 用 来 对 外 做 功 而 不 引 起 其 它 变 化 ， C错 误 ；D、 对 能 源 的 过 度 消 耗 将 形 成 能 源 危 机 ， 但 自 然 界 的 总 能 量 守 恒 ， D错 误 ；故 选 AB3.(6

5、分 )放 射 性 元 素 氡 ( )经 衰 变 成 为 钋 ， 半 衰 期 为 3.8天 ； 但 勘 测 表 明 ，经 过 漫 长 的 地 质 年 代 后 ， 目 前 地 壳 中 仍 存 在 天 然 的 含 有 放 射 性 元 素 的 矿 石 ， 其 原 因是 ( )A.目 前 地 壳 中 的 主 要 来 自 于 其 它 放 射 元 素 的 衰 变 B.在 地 球 形 成 的 初 期 ， 地 壳 中 元 素 的 含 量 足 够 高C.当 衰 变 产 物 积 累 到 一 定 量 以 后 ， 的 增 加 会 减 慢 的 衰 变 进 程D. 主 要 存 在 于 地 球 深 处 的 矿 石 中 ， 温

6、 度 和 压 力 改 变 了 它 的 半 衰 期解 析 ： A、 因 为 放 射 性 元 素 氡 ( )的 半 衰 期 比 较 短 ， 目 前 地 壳 中 仍 存 在 天 然 的 含 有 放射 性 元 素 的 矿 石 ， 主 要 来 自 其 它 放 射 性 元 素 的 衰 变 。 故 A 正 确 ， B、 C错 误 。 D、 半 衰 期 的 大 小 与 温 度 、 压 力 无 关 ， 由 原 子 核 内 部 因 素 决 定 。 故 D 错 误 。故 选 A。4.(6分 )纸 面 内 两 个 半 径 均 为 R 的 圆 相 切 于 O 点 ， 两 圆 形 区 域 内 分 别 存 在 垂 直 纸

7、面 的 匀 强 磁场 ， 磁 感 应 强 度 大 小 相 等 、 方 向 相 反 ， 且 不 随 时 间 变 化 。 一 长 为 2R 的 导 体 杆 OA绕 过 O 点 且垂 直 于 纸 面 的 轴 顺 时 针 匀 速 旋 转 ， 角 速 度 为 ， t=0时 ， OA恰 好 位 于 两 圆 的 公 切 线 上 ， 如 图所 示 。 若 选 取 从 O指 向 A 的 电 动 势 为 正 ， 下 列 描 述 导 体 杆 中 感 应 电 动 势 随 时 间 变 化 的 图 象 可能 正 确 的 是 ( ) A.B.C. D.解 析 ： 由 右 手 定 则 可 判 ， 开 始 时 感 应 电 动

8、势 为 正 ， 故 D 错 误 ；设 经 时 间 t导 体 杆 转 过 的 角 度 为 ， 则 = t， 导 体 杆 有 效 切 割 长 度 为 L=2Rsin t。由 可 知 ， E=2BR2 sin2 t， B、 R、 不 变 ， 根 据 数 学 知 识 可 知 C 图 正 确 ， 故 AB错 误 ， C 正 确 ；故 选 C。5.(6分 )“ 嫦 娥 一 号 ” 是 我 国 首 次 发 射 的 探 月 卫 星 ， 它 在 距 月 球 表 面 高 度 为 200km 的 圆 形 轨道 上 运 行 ， 运 行 周 期 为 127 分 钟 。 已 知 引 力 常 量 G=6.67 10 11

9、Nm2/kg2， 月 球 的 半 径 为 1.74 103 km。 利 用 以 上 数 据 估 算 月 球 的 质 量 约 为 ( )A.8.1 1010 kgB.7.4 1013 kgC.5.4 1019 kgD.7.4 1022 kg 解 析 ： 根 据 有 引 力 提 供 嫦 娥 一 号 圆 周 运 动 的 向 心 力 有 ：得 中 心 天 体 月 球 的 质 量 M=代 入 轨 道 半 径 r=R+h=1.74 103+200km=1.94 106m， 周 期 T=127min=127 60s=7620s， 引 力常 量 G=6.67 10 11Nm2/kg2可 得 月 球 质 量M=

10、7.4 1022kg所 以 A、 B、 C 错 误 ， D 正 确 。故 选 D6.(6分 )将 甲 乙 两 小 球 先 后 以 同 样 的 速 度 在 距 地 面 不 同 高 度 处 竖 直 向 上 抛 出 ， 抛 出 时 间 间 隔2s， 它 们 运 动 的 图 象 分 别 如 直 线 甲 乙 所 示 。 则 ( ) A.t=2s时 ， 两 球 的 高 度 相 差 一 定 为 40mB.t=4s时 ， 两 球 相 对 于 各 自 的 抛 出 点 的 位 移 相 等C.两 球 从 抛 出 至 落 到 地 面 所 用 的 时 间 间 隔 相 等D.甲 球 从 抛 出 至 到 达 最 高 点 的

11、 时 间 间 隔 与 乙 球 相 等解 析 ： A、 根 据 速 度 时 间 图 象 与 时 间 轴 所 围 的 “ 面 积 ” 表 示 质 点 的 位 移 ， 知 t=2s时 ， 甲 球 通过 的 位 移 为 x 甲 = (30+10) 2m=40m， 乙 的 位 移 为 零 ， 两 球 位 移 之 差 等 于 40m， 但 两 球 初始 的 高 度 未 知 ， 故 t=2s 时 两 球 的 高 度 相 差 不 一 定 为 40m。 故 A错 误 。B、 t=4s时 ， 甲 球 相 对 于 抛 出 点 的 位 移 为 30 3 10 1=40m， 乙 球 相 对 于 抛 出 点 的位 移 为

12、 (30+10) 2m=40m， 故 两 球 相 对 于 各 自 的 抛 出 点 的 位 移 相 等 。 故 B 正 确 。 C、 两 球 从 不 同 的 高 度 以 同 样 的 速 度 竖 直 向 上 抛 出 ， 根 据 竖 直 上 抛 运 动 的 规 律 x= h=v0t， h 是 抛 出 点 距 地 面 的 高 度 ， 可 知 两 球 从 抛 出 至 落 到 地 面 所 用 的 时 间 间 隔 t不 相 等 。故 C 错 误 。D、 由 图 知 ， 甲 球 从 抛 出 至 到 达 最 高 点 的 时 间 间 隔 与 乙 球 相 等 ， 都 是 3s。 故 D 正 确 。答 案 ： BD。

13、7.(6分 )如 图 所 示 ， 一 固 定 斜 面 倾 角 为 30 ， 一 质 量 为 m 的 小 物 块 自 斜 面 底 端 以 一 定 的 初 速度 沿 斜 面 向 上 做 匀 减 速 运 动 ， 加 速 度 大 小 等 于 重 力 加 速 度 的 大 小 g。 物 块 上 升 的 最 大 高 度 为H， 则 此 过 程 中 ， 物 块 的 ( ) A.动 能 损 失 了 2mgHB.动 能 损 失 了 mgHC.机 械 能 损 失 了 mgHD.机 械 能 损 失 了解 析 ： 根 据 动 能 定 理 应 有 = ma = 2mgH， 动 能 增 量 为 负 值 ， 说 明 动 能

14、减 少 了2mgH， 所 以 A 正 确 B错 误 ；再 由 牛 顿 第 二 定 律 (选 取 沿 斜 面 向 下 为 正 方 向 )有 mgsin30 +f=ma=mg， 可 得 f= mg， 根 据 功能 关 系 应 有 E= f = mgH， 即 机 械 能 损 失 了 mgH， 所 以 C 正 确 D错 误 。 答 案 ： AC。8.(6分 )在 学 校 运 动 场 上 50m直 跑 道 的 两 端 ， 分 别 安 装 了 由 同 一 信 号 发 生 器 带 动 的 两 个 相 同的 扬 声 器 。 两 个 扬 声 器 连 续 发 出 波 长 为 5m 的 声 波 。 一 同 学 从

15、该 跑 道 的 中 点 出 发 ， 向 某 一 段点 缓 慢 行 进 10m。 在 此 过 程 中 ， 他 听 到 扬 声 器 声 音 由 强 变 弱 的 次 数 为 ( )A.2B.4C.6D.8解 析 ： 当 同 学 到 两 个 声 源 的 间 距 为 波 长 整 数 倍 时 ， 振 动 加 强 ， 听 到 声 音 是 加 强 的 ， 故 该 同 学从 中 间 向 一 侧 移 动 0m、 2.5m、 5.0m、 7.5m、 10m时 ， 听 到 声 音 变 大 ； 当 同 学 到 两 个 声 源 的 间 距 为 半 波 长 的 奇 数 倍 时 ， 振 动 减 弱 ， 听 到 声 音 是 减

16、 弱 的 ， 故 该 同 学 从中 间 向 一 侧 移 动 1.25m、 3.75m、 6.25m、 8.75m 时 ， 声 音 减 弱 ；故 该 同 学 从 中 间 向 一 侧 移 动 过 程 听 到 扬 声 器 声 音 由 强 变 弱 的 次 数 为 4 次 ；答 案 ： B。二 、 解 答 题 (共 5 小 题 ， 满 分 72 分 )9.(6分 )如 图 所 示 ， E 为 直 流 电 源 ， G为 灵 敏 电 流 计 ， A、 B为 两 个 圆 柱 形 电 极 ， P 是 木 板 ， C、D为 两 个 探 针 ， S 为 开 关 。 现 用 上 述 实 验 器 材 进 行 “ 用 描

17、 迹 法 画 出 电 场 中 平 面 上 的 等 势 线 ”的 实 验 。(1)木 板 P 上 有 白 纸 、 导 电 纸 和 复 写 纸 ， 最 上 面 的 应 该 是 纸 ； 解 析 ： 本 实 验 的 原 理 是 用 恒 定 电 流 场 模 拟 静 电 场 ， 在 导 电 纸 上 寻 找 等 势 点 ， 作 出 等 势 线 ， 所以 导 电 纸 应 铺 在 最 上 面 。答 案 ： 导 电(2)用 实 线 代 表 导 线 将 实 验 器 材 正 确 连 接 。 解 析 ： 灵 敏 电 流 计 与 两 个 探 针 组 合 ， 用 来 找 到 等 势 点 ； 将 两 个 圆 柱 形 电 极

18、A、 B 与 开 关 和 电源 组 成 闭 合 电 路 ， 用 来 模 拟 静 电 场 。 电 路 如 图 所 示 。答 案 ： 连 接 电 路 如 图 。 如 图 所 示 。10.(12分 )测 量 小 物 块 Q与 平 板 P之 间 的 动 摩 擦 因 数 的 实 验 装 置 如 图 所 示 。 AB 是 半 径 足 够 大的 、 光 滑 的 四 分 之 一 圆 弧 轨 道 ， 与 水 平 固 定 放 置 的 P板 的 上 表 面 BC在 B 点 相 切 ， C 点 在 水平 地 面 的 垂 直 投 影 为 C 。 重 力 加 速 度 为 g。 实 验 步 骤 如 下 ： 用 天 平 称

19、出 物 块 Q的 质 量 m； 测 量 出 轨 道 AB的 半 径 R、 BC的 长 度 L 和 CC 的 高 度 h； 将 物 块 Q在 A点 由 静 止 释 放 ， 在 物 块 Q 落 地 处 标 记 其 落 地 点 D； 重 复 步 骤 ， 共 做 10 次 ； 将 10个 落 地 点 用 一 个 尽 量 小 的 圆 围 住 ， 用 米 尺 测 量 圆 心 到 C 的 距 离 s。用 实 验 中 的 测 量 量 表 示 ：( )物 块 Q到 达 B 点 时 的 动 能 E kB= ；解 析 ： 从 A到 B， 由 动 能 定 理 得 ： mgR=EKB 0， 则 物 块 到 达 B 时

20、的 动 能 EKB=mgR。答 案 ： mgR( )物 块 Q到 达 C 点 时 的 动 能 EkC= ；解 析 ： 离 开 C 后 ， 物 块 做 平 抛 运 动 ，水 平 方 向 ： s=vCt，竖 直 方 向 ： h= gt 2，物 块 在 C 点 的 动 能 EKC= mvC2，解 得 ： EKC= 。答 案 ： ( )在 物 块 Q 从 B 运 动 到 C 的 过 程 中 ， 物 块 Q 克 服 摩 擦 力 做 的 功 Wf= ；解 析 ： 由 B到 C过 程 中 ， 由 动 能 定 理 得 ： Wf= mvC2 mvB2，克 服 摩 擦 力 做 的 功 Wf= 。答 案 ：( )物

21、 块 Q与 平 板 P之 间 的 动 摩 擦 因 数 = 。 解 析 ： B 到 C 过 程 中 ， 克 服 摩 擦 力 做 的 功 ：Wf= mgL= ， 则 = ；答 案 ： 。11.(15分 )一 客 运 列 车 匀 速 行 驶 ， 其 车 轮 在 轨 道 间 的 接 缝 处 会 产 生 周 期 性 的 撞 击 。 坐 在 该 客车 中 的 某 旅 客 测 得 从 第 1次 到 第 16次 撞 击 声 之 间 的 时 间 间 隔 为 10.0s。 在 相 邻 的 平 行 车 道上 有 一 列 货 车 ， 当 该 旅 客 经 过 货 车 车 尾 时 ， 货 车 恰 好 从 静 止 开 始

22、以 恒 定 加 速 度 沿 客 车 行 进 方向 运 动 。 该 旅 客 在 此 后 的 20.0s 内 ， 看 到 恰 好 有 30 节 货 车 车 厢 被 他 连 续 超 过 。 已 知 每 根 轨道 的 长 度 为 25.0m， 每 节 货 车 车 厢 的 长 度 为 16.0m， 货 车 车 厢 间 距 忽 略 不 计 。 求(1)客 车 运 行 的 速 度 大 小 ； 解 析 ： 设 连 续 两 次 撞 击 轨 道 的 时 间 间 隔 为 t， 每 根 轨 道 的 长 度 为 l， 则 客 车 的 速 度 为其 中 l=25.0 m，解 得 v=37.5m/s。答 案 ： 客 车 运

23、 行 的 速 度 大 小 为 37.5m/s。(2)货 车 运 行 加 速 度 的 大 小 。解 析 ： 设 从 货 车 开 始 运 动 后 t=20.0 s 内 客 车 行 驶 的 距 离 为 s 1， 货 车 行 驶 的 距 离 为 s2， 货 车的 加 速 度 为 a， 30 节 货 车 车 厢 的 总 长 度 为 L=30 16.0 m由 运 动 学 公 式 有 s1=vt 由 题 意 ， 有 L=s1 s2联 立 解 得 a=1.35 m/s2答 ： 货 车 运 行 加 速 度 的 大 小 为 1.35 m/s2。12.(19分 )一 电 荷 量 为 q(q 0)、 质 量 为 m

24、的 带 电 粒 子 在 匀 强 电 场 的 作 用 下 ， 在 t=0 时 由 静止 开 始 运 动 ， 场 强 随 时 间 变 化 的 规 律 如 图 所 示 。 不 计 重 力 ， 求 在 t=0到 t=T的 时 间 间 隔 内 。 (1)粒 子 位 移 的 大 小 和 方 向 ；解 析 ： 粒 子 在 0 、 、 、 T 时 间 间 隔 内 做 匀 变 速 运 动 ，设 加 速 度 分 别 为 a1、 a2、 a3、 a4， 由 牛 顿 第 二 定 律 得 qE0=ma1、 2qE0= ma2、 2qE0=ma3、 qE0=ma4由 此 得 带 电 粒 子 在 0 T时 间 间 隔 内

25、运 动 的 a t图 象 如 图 (a)所 示 ， 对 应 的 v t图 象 如 图 (b)所 示 ， 其 中由 图 (b)可 知 ， 带 电 粒 子 在 t=0到 t=T 时 的 位 移 为联 立 解 得 它 的 方 向 沿 初 始 电 场 正 方 向 。答 案 ： 粒 子 位 移 的 大 小 为 得 和 方 向 沿 初 始 电 场 正 方 向 。(2)粒 子 沿 初 始 电 场 反 方 向 运 动 的 时 间 。 解 析 ： 由 图 (b)可 知 ， 粒 子 在 t= 到 t= 内 沿 初 始 电 场 反 方 向 运 动 ， 总 的 运 动 时 间 为答 案 ： 粒 子 沿 初 始 电 场

26、 反 方 向 运 动 的 时 间 得 。13.(20分 )如 图 所 示 ， 虚 线 OL与 y轴 的 夹 角 为 =60 ， 在 此 角 范 围 内 有 垂 直 于 xOy平 面 向外 的 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强 度 大 小 为 B。 一 质 量 为 m、 电 荷 量 为 q(q 0)的 粒 子 从 左 侧 平 行 于 x轴 射 入 磁 场 ， 入 射 点 为 M。 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 为 R。 粒 子 离 开 磁 场 后 的 运 动 轨 迹与 x 轴 交 于 P 点 (图 中 未 画 出 )， 且 =R。 不 计 重 力 。 求 M点 到 O 点

27、 的 距 离 和 粒 子 在 磁 场 中运 动 的 时 间 。 解 析 ： 根 据 题 意 ， 粒 子 进 入 磁 场 后 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 设 运 动 轨 迹 交 虚 线 OL 于 A 点 ， 圆 心 在y轴 上 的 C点 ， AC 与 y 轴 的 夹 角 为 ； 粒 子 从 A点 射 出 后 ， 运 动 轨 迹 交 x 轴 的 P点 ， 设 AP与 x 轴 的 夹 角 为 ， 如 右 图 所 示由 牛 顿 第 二 定 律 得 ： 周 期 为 过 A 点 作 x、 y 轴 的 垂 线 ， 垂 足 分 别 为 B、 D。由 几 何 知 识 得 ， ， ， ， = 联 立 得 到解 得 =30 ， 或 =90 设 M 点 到 O点 的 距 离 为 h， 有 ，联 立 得 到 (1分 )解 得 ( =30 )当 =30 时 ， 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 时 间 为答 案 ： M 点 到 O点 的 距 离 ， 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 时 间 为 。