2013年普通高等学校招生全国统一考试物理卷(北京)(普通用卷)

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2013年普通高等学校招生全国统一考试物理卷（北京）

题号 得分 考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx 一 二 三 四 五 六 总分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明 评卷人 得分 一、单选题：共8题 每题6分 共48分

1．下列说法正确的是

A.液体中悬浮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

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

3．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4 m/s。某时刻波形如图所示,下列说

法正确的是

A.这列波的振幅为 4 cm

C.此时x=4 m处质点沿y轴负方向运动

B.这列波的周期为1 s

D.此时x=4 m处质点的加速度为0

试卷第1页，总6页

4．倾角为α、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 α B.木块对斜面体的压力大小是mgsin α C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin αcos α D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

5．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E1;若磁感应强度增为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E1∶E2分别为

A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1 C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2

6．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 C.半径越大,角速度越小

B.半径越小,周期越大 D.半径越小,线速度越小

7．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、x2、x3,机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是

A.x2-x1=x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3 C.x2-x1>x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3

B.x2-x1>x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3 D.x2-x1

8．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

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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,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。

光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。换用同样频率ν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为电子电荷量)

A.U= -

B.U=

- C.U=2hν-W 评卷人 得分 二、多选题

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D.U=

- 第II卷（非选择题）

请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题：共1题 每题12分 共12分

9．某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值。

(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流 2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:

A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω) B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω ) C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ ) D.电压表(0~15 V ,内阻约15 kΩ )

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 (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Rx= = Ω(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

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(5)在不损坏电表的前提下,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U—x关系的示意图中正确的是 。

A.

B.

C.

评卷人 得分 四、计算题：共3题 每题20分 共60分

10．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。带电荷量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,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。

11．蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段。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=50 kg的运动员静止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10 m;在预备运动中,假定运动员所做的总功W全部用于增加其机械能;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Δt=2.0 s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度

2

均为x1。取重力加速度g=10 m/s,忽略空气阻力的影响。

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(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F—x图象可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求x1和W的值。

12．对于同一物理问题,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) 评卷人 得分 五、填空题

评卷人 得分 六、作图题

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参考答案

1.A

【解析】本题考查布朗运动、热力学第一定律,意在考查考生的理解能力。悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动,它反映了液体分子的无规则运动,则A项正确,B项错误;物体从外界吸收热量,由于做功情况未知,其内能不一定增加;同理,物体对外界做功,其内能不一定减少,则 C、D项错误。 【备注】无 2.B

【解析】本题考查光学的基础知识,意在考查考生对折射定律、光学概念(折射率、频率、波长、光子能量)的理解能力。

根据光路可逆和折射定律可知,玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,a光的频率大于b光的频率,则A项错误,B项正确;根据波长λ=cT=c/ν和光子能量公式E=hν,知a光的波长小于b光的波长,a光光子的能量大于b光光子的能量,则C、D项错误。

【备注】无 3.D

【解析】本题考查波的图象知识,意在考查考生对波的有关物理量(波长、周期等)的理解能力。由题图可知,这列波的振幅为2 cm,波长λ=8 m,而波速v=4 m/s,知周期T== s=2 s,则A、B项错

误;根据振动方向与波传播方向的关系,可知此时x=4 m处的质点沿y轴正方向运动, 其加速度为0,则C项错误, D项正确。 【备注】无 4.D

【解析】本题考查受力分析,意在考查考生对力的平衡条件、隔离法和整体法的运用能力。根据力的平衡条件,可知木块受到的静摩擦力为mgsin α,木块对斜面的压力为mgcos α,则A、B项错误;由整体法知,桌面对斜面体的摩擦力为0,支持力为(M+m)g,则C项错误, D项正确。 【备注】无 5.C

【解析】本题考查电磁感应知识,意在考查考生对感应电流方向的判断和对感应电动势的理解能力。根据右手定则或楞次定律,知通过电阻R的电流方向为a→c;根据法拉第电磁感应定律,知E1∶E2=1∶2,则C项正确,其他选项错误。 【备注】无

6.C

【解析】本题考查匀速圆周运动知识,意在考查考生对向心力的理解与应用能力。

22

根据库仑力提供向心力,由k =ma=m( )r=mωr=m,知r越大,a越小, ω也越小;r越小,v越大,

而T越小,则C项正确,其他选项错误。 【备注】无 7.B

【解析】本题考查平抛运动知识,意在考查考生对平抛运动公式和机械能守恒条件的应用能力。因水平板1、2的间距等于水平板2、3的间距,则小球在水平板1、2之间运动的时间大于小球在水平板2、3之间运动的时间,因小球在水平方向做匀速运动,有x2-x1>x3-x2 ,又因小球在平抛运动过程中机械能守恒,则有ΔE1=ΔE2=ΔE3=0,故B项正确,其他选项错误。 【备注】无 8.B

【解析】本题考查光电效应知识,意在考查考生对光电效应规律的正确理解和应用能力。用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应。由题意知最大初动能Ek=eU,根据光电效应方程有:nhν=W+Ek=W+eU(n≥2),得:U=

(n≥2),则B项正确,其他选项错误。

【备注】无

9.(1)B C 甲 (2)实物图连线如图所示

(3) 5.2 (4)B D (5)A

【解析】本题主要考查电阻的测量实验,意在考查考生对实验原理的理解能力和实验器材的选择能力及实物图的连接能力与实验误差的分析能力。 (1)若采用限流式接法,则电路中的最小阻值R==

=6.7 Ω,与待测电阻Rx的阻值较接近,故电流表应选用B,电压表应选用C,实验电路应采

用图1中的甲图。

(3)由图3可得该电阻的测量值Rx= ==5.2 Ω。

(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经Rx的电流值;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值。

(5)因限流式接法要求滑动变阻器开始时处于最大阻值,故将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,电路中总阻值逐渐减少,电流逐渐增大,则被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,即U=IRx=

,知反映U—x关系的示意图中正确的是A。

【备注】本题考查实验原理与器材选择,是常规题,关键是考生在学习过程中要善于归纳和总结,掌握实验原理,并且会分析实验误差。

10.(1)电场强度E=

(2)根据动能定理,有qU= mv2 得v=

(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,有qvB=m 得R=

【解析】无

【备注】带电粒子在电磁场中的运动是典型的多过程问题,要分段研究,做好每段的受力情况分析,注意不同的场对带电粒子的不同作用。

11.(1)床面下沉x0=0.10 m时,运动员受力平衡 mg=kx0

103 N/m 得k= =5.0×F—x图线如图

(2)运动员从x=0处离开床面,开始腾空,其上升、下落时间相等 hm=g()2=5.0 m

(3)参考由速率—时间图象求位移的方法,F—x图线下的面积等于弹力做的功。弹力做功: WT=·x·kx=kx2

运动员从x1处上升到最大高度hm的过程,根据动能定理,有

-mg(x+h)=0 k 1m

得x1=x0+ ≈1.1 m

对整个预备运动,由题设条件以及功和能的关系,有

=mg(h+x) W+ k m0

3

得W=2 525 J≈2.5×10 J

【解析】无 【备注】无

12.(1)(a)设Δt时间内通过导线横截面的电荷量为Δq,由电流定义,有I==

(b)每个自由电子所受的洛伦兹力F洛=evB Sl 设导体中共有N个自由电子,N=n·导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和 F=NF洛=nSl·evB

lB 由安培力公式,有F安=IlB=neSv·得F安=F

=neSv

(2)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为 ΔI=2mv

如图,以器壁上的面积S为底、以vΔt为高构成柱体,由题设可知,其内的粒子在Δt时间内有1/6与器壁S发生碰撞,碰壁粒子总数为N= n·SvΔt Δt时间内粒子给器壁的冲量为 I=N·ΔI= nSmv2Δt

面积为S的器壁受到粒子压力为F= 2

器壁单位面积所受粒子压力为f= = nmv

【解析】无

【备注】找准宏观量与微观量的关系及物理模型的建立是解答本题的关键。在推导粒子对器壁的碰撞压力时,注意要取单位时间。

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