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2013高考新课标1理综物理部分试题与答案word解析版


2013 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试物理试题(新课标卷 1)
二、选择题。本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~18 题 只有一项符合题
目要求,第 19~21 题有多项符合题目要求。全 部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14. 右图是伽利略 1604 年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时 间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据.伽利略 可以得出的结论是 A.物体具有惯性 B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关 C.物体运动的距离与时间的平方成正比 D.物体运动的加速度与重力加速度成正比 15.如图,一半径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、 d 三个点,a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距离均为 R,在 a 点处有一电荷量为 q (q>0)的固定点电荷.已知 b 点处的场强为零,则 d 点处场强的大小为(k 为 q a c 静电力常量) d b A.kR2
3q

B. k9R2

10q

C. k R2

Q+q

D. k 9R2

9Q+q

Q

16.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d, 极板分别与电池两极相连, 上极板中心有一小孔(小孔对 电场的影响可忽略不计)。小孔正上方2处的 P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电 容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移3,则从 P 点开始下落的相同粒子将 A.打到下极板上 B.在下极板处返回变 C.在距上极板2处返回
d d d

D.在距上极板5d 处返回

2

17.如图.在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒 ab、ac 和 MN,其中 ab、ac 在 a 点接触,构成“V”字 型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使 MN 向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中 MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线.可能正确 的是 b i i i i M
a N c o A t o B t o C t o D t

18.如图,半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸 b 面向外,一电荷量为 q(q>0),质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射入磁场区域, 射入点与 ab 的距离为 2 ,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60°, 则粒子的速率为(不计重力) A. 2m
qBR B 3qBR 2qBR m a q R

B. m

qBR

C. 2m

D.

19,如图,直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上形式行驶的汽车 a 和 b 的位置一时间(x-t)图线,由图可 x 知 b A.在时刻 t1,a 车追上 b 车 a B.在时刻 t2,a、b 两车运动方向相反 C.在 t1 到 t2 这段时间内,b 车的速率先减少后增加 o t1 t2 t D.在 t1 到 t2 这段时间内,b 车的速率一直比 a 车的大

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新课标卷 1 理科综合 物理部分

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20. 2012 年 6 曰 18 日,神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面 343km 的近圆轨道上成功进行了我 国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气,下面说法正确的是 A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加 C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D 处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用 21.2012 年 11 曰,“歼 15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机 在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系 统通过阻拦索对飞机施加—作用力, 使飞 机在甲板上短距离滑行后停止.某次降 落,以飞机着舰为计时零点,飞机在 t=0.4s 时恰好钩住阻拦索中间位置,其着 舰到停止的速度一时间图线如图(b)所 示。 假如无阻拦索, 飞机从着舰到停止需 要的滑行距离约为 1000m。 已知航母始终 静止,重力加速度的大小为 g。则 A. 从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的 1/10 B. 在 0.4s-2.5s 时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化 C. 在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过 2.5 g D. 在 0.4s-2.5s 时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变

三、非选择题。包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题,每个试题考生都必须做答。
第 33 题~第 40 题为选考题,考生根据要求做答。 (一)必考题(共 11 题,共 129 分) 22.(7 分)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下: ①用天平测量物块和遮光片的总质量 M 、重物 d 光电门 A 的质量 m:用游标卡尺测量遮光片的宽度 d;用米尺测量 遮光片 细线 光电门 B 物块 两光电门之间的距离 s; s ②调整轻滑轮,使细线水平: ③让物块从光电门 A 的左侧由静止释放,用数字 图(a) 毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用 的时间△tA 和△tB,求出加速度 a; ④多次重复步骤③,求 a 的平均值- ; a ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数 μ。 回答下列问题: (1) 测量 d 时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为 1mm)的示数 如图(b)所示。其读数为 cm (2)物块的加速度 a 可用 d、s、△ tA,和△ tB,表示为 a= (3)动摩擦因数 μ 可用 M、m、- 和重力加速度 g 表示为 μ= a (4) 如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 (填 “偶然误差” 或”系统误差” ) 23.(8 分) 某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电 阻。使用的器材有:
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轻滑轮

重物

1

2

3

0

5

10 图(b)

15

20

多用电表; 电压表:量程 5V,内阻十几千欧; 滑动变阻器:最大阻值 5kΩ 导线若干。 回答下列问题: (1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点 (2)将图(a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2)端相连,黑表笔连接另一端。 (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置, 使多用电表的示数如图(b)所示, 这时电压表的示数如图(c)所示。 多用电表和电压表的读数分别为 kΩ 和 V 。

图(d)

(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0kΩ 和 4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为 kΩ 。 (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电 路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“×lk” 挡内部电路的总电阻为 kΩ 。 24. (13 分)水平桌面上有两个玩具车 A 和 B, 两者用一轻质细橡皮筋相连, 在橡皮筋上有一红色标记 R。 在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B 和 R 分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知 A 从静止 开始沿 y 轴正向做加速度大小为 a 的匀加速运动:B 平行于 x 轴朝 x 轴正向匀速运动。在两车此后运动的 过程中,标记 R 在某时刻通过点(l, l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求 B 运动速度的大小。
y yA H 2l E l O -l K (l,l) xB F I G x

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25.(19 分)如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为 θ,间距为 L。导轨上端接有一平行板 电容器,电容为 C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为 B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一 质量为 m 的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之 间的动摩擦因数为 μ,重力加速度大小为 g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系; (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
C θ L B m

33.[物理—选修 3-3](15 分) (1)(6 分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列 说法正确的是 (填正确答案标号。选对 1 个得 3 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A 分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之和不变 (2) (9 分)如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通, 顶部的细管带有阀门 K.两气缸的容积均为 V0,气缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。开始时 K 关闭, 两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体), 压强分别为 Po 和 Po/3;左活塞在气缸正中间, 其上方为真空; 右活塞上方气体体积为 V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部, 且与顶部刚好没有接触;然后打开 K,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为 To,不计活塞与气 缸壁间的摩擦。求: (i)恒温热源的温度 T; (ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积 VX。

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34. [物理—选修 3-4](15 分) (1) (6 分)如图,a. b, c. d 是均匀媒质中 x 轴上的四个质点.相邻两点的间距依次 为 2m、4m 和 6m.一列简谐横波以 2m/s 的波速沿 x 轴正向传播,在 t=0 时刻到达质点 a 处,质点 a 由平衡 位置开始竖直向下运动,t=3s 时 a 第一次到达最高点。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对 1 个得 3 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.在 t=6s 时刻波恰好传到质点 d 处 a b d c B.在 t=5s 时刻质点 c 恰好到达最高点 x C.质点 b 开始振动后,其振动周期为 4s D.在 4s<t<6s 的时间间隔内质点 c 向上运动 E.当质点 d 向下运动时,质点 b 一定向上运动 (2) (9 分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为 L,折射率为 n,AB 代表端面。 已知光在真空中的传播速度为 c. (1)为使光线能从玻璃丝的 AB 端面传播到另一端面,求光线在端面 AB 上的入射角应满足的条件; (2)求光线从玻璃丝的 AB 端面传播到另一端面所需的最长时间。
A B

35. 1 物理—选修 3-5] (15 分) (1)(6 分)一质子束入射到静止靶核13AI上,产生如下核反应: P+13AI→X+n 式 中 P 代表质子,n 代表中子,x 代表核反应产生的新核.由反应式可知,新核 X 的质子数为 ,中 子数为 。 (2)(9 分) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B,两者相距为 d。现给 A 一初速度,使 A 与 B 发生弹性正碰,碰撞时间极短。当两木块都停止运动后,相距仍然为 d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因 数均为 μ. B 的质量为 A 的 2 倍,重力加速度大小为 g.求 A 的初速度的大小。

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2013 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试物理答案(新课标卷 1)
二、选择题。本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~18 题 只有一项符合题目要 求,第 19~21 题有多项符合题目要求。全 部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14.【答案】C 【解析】第一列是第二列(时间)的平方和第三列数据可以看出: x∝t2,即物体的位移与时间的平方成 正比,C 选项对。 15.【答案】B 【解析】根据场强的叠加,Eb=Ea+E 盘,可得圆盘在 b 点产生的电场强度与点电荷在 b 点产生的电场强度等 大反向:E 盘=-kR2,方向向左;根据对称性可知圆盘在 d 点处产生的场强为 E 盘′=kR2,d 点处的合场强为 Ed=E′a+E 盘′= k(3R) 2+ kR2 = k9R2 ,B 选项对,A、C、D 选项错误。 16.【答案】D 【解析】带电粒子运动过程中受重力和电场力做功;设电容器两极板间电压为 U,粒子下落的全程由动能 定理有:mg(d+2)-qU=0-0,得 qU=2mgd,当下极板向上移3后,设粒子能下落到距离上极板 h 处,由动能 U d 2 定理有:mg(h+2)-q2d/3h=0-0,解得 h=5d,D 选项对。 17.【答案】A 【解析】设“V”字形导轨夹角为 2θ,MN 向右匀速运动运动的速度为 v,根据法拉第电磁感应定律: E=BLv=B· 2vttanθ· v,设回路中单位长度的导线的电阻为 RO,R 总=RO(2vttanθ+2cosθ),根据欧姆定律:I= = = =常数,A 选项对。 vt 1 RO(2vttanθ+2cosθ) RO(tanθ+cosθ)
B vt d 3 d q q 10q q q

E R总

B· 2vttanθ· v

Bvtanθ

b R
600

18.【答案】B 【解析】粒子带正电,根据左手定则,判断出粒子受到的洛伦兹力向右,轨迹如图 所示:入射点与圆心连线与初速度方向夹角为 30°,初速度方向与轨迹所对弦夹角 也为 30°,所以轨迹半径 r=R,由 qvB=m r 得 v= m = m ,B 选项对。
v2 qBr qBR

300

R a q

600

r

r

19.【答案】BC 【解析】由图象可知:t1 时刻以前 b 在 a 的后面,所以在 t1 时刻是 b 追上了 a,A 选项错;图象的斜率表 示两车的速度,在 t2 时刻两图象斜率符号相反,则说明两车运动方向相反,选项 B 对;由 b 的图象可知, b 车先减速后反向加速,选项 C 对;t1 到 t2 时间内,a 车的速率一直不变,b 车先减速后反向加速,在某一 时刻 b 车速度为零,比 a 车慢,选项 D 错。 20.【答案】BC 【解析】为实现对接,两者运行速度的大小都应小于第一宇宙速度所以 A 错;由于对接轨道所处的空 间存在极其稀薄的大气,如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低,动能会增加,所以 BC 正确; .航天 员在天宫一号中受地球引力作用, 所以 D 错 21.【答案】AC 【解析】 v-t 图象面积的物理意义可以求出飞机滑行的距离约为 100m, 由 是无阻拦索滑行时的十分之一, A 选项对;在 0.4s~2.5s 的时间内,飞机做匀减速直线运动,阻拦索对飞机的合力不变,但两个张力的夹角 变小,所以两个张力变小,B 选项错;由图象可知,飞机最大加速度约为 a= Δt ≈2.5-0.4=30m/s2>2.5g,C 选
Δv 70-10

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项对;阻拦系统对飞机的功率等于两个张力合力对飞机的功率,由 P=Fv 可知,功率逐渐减小,D 选项错。 三、非选择题。包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题,每个试题考生都必须做答。第 33 题~第 40 题为选考题,考生根据要求做答。 (一)必考题(共 11 题,共 129 分) 22.【答案】见解析 【解析】(1)游标卡尺测量数据不需要估读,主尺读数为:9mm,游标尺读数为:0.05mm×12=0.60mm, 所以读数为:9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm (2)根据 v1= △t , v2= △t 结合位移速度关系式:2ax=v22-v12 有:a= A B (3)对重物和小物块整体受力分析:mg-μMg=(m+M)a,解得 μ=
d d v22-v12 1 d2 d2 = ( ) 2- 2s 2s △tB △tA2

mg-(M+m)- a Mg

(4)如果细线没有调到水平,会使实验数据测量偏大或偏小,由于固定因素引起的误差叫做系统误差。 23.【答案】(1)短接(2)1(3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0 【解析】(1)用欧姆表测量电阻时,选好档位之后,要进行欧姆调零,即两个表笔短接进行调节。 (2)多用表测量时电流从红表笔流入,由黑表笔流出,所以红表笔应与接线柱 1 连接。 (3)欧姆表读数时,指针所处的位置最小格代表 1kΩ ,所以读数时要估读到下一位,即 15.0×1kΩ =15.0 kΩ ;电压表最小刻度表示 0.1V,所以要估读到 0.01V,即 3.60V; (4)滑动变阻器接入电路中的阻值为零,所以欧姆表测量的是电压表的内阻:12.0kΩ ; (5)欧姆表测量电阻时,表内有电源,根据闭合电路的欧姆定律有:E=IgRg, E=2Ig(Rg+R 测),所以中值为 欧姆表的总内阻 Rg=15.0kΩ ,根据欧姆表测量电压表时组成的回路有:E=U+R Rg,得 E=4+12×15V=9V.
V

1

U

4

24.【答案】见解析 【解析】设 B 车的速度大小为 v.如图,标记 R 的时刻 t 通过点 K(l,l),此时 A、B 的位置分别为H、G。 由运动学公式,H 的纵坐标 yA,G 的横坐标 xB 分别为 yA= 2l+ 2at2
1



y yA H 2l E l O -l K (l,l) xB x F IG

xB =vt ② 在开始运动时,R 到A和B的距离之比为2:1,即OE:OF=2:1 由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到 A 和 B 的距离之比都为 2:1。 因此,在时刻 t 有 HK:KG=2:1 ③ 由于 ΔFGH∽ΔIGK,有 HK:KG=xB:( xB -l) ④ HK:KG=( yA+l):2l ⑤ 由③④⑤式得 xB =2l yA=5l 联立①②⑥⑦式得 v=4 6al ① ②
1 3

⑥ ⑦

25.【答案】见解析 【解析】(1)设金属棒下滑的速度大小为 v,则感应电动势为 E=BLv 平行板电容器两极板间的电势差为 U=E

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设此时电容器极板上积累的电荷量为Q,按定义有

C=U

Q



联立①②③式得 Q=CBLv ④ (2)设金属棒的速度大小为 v 时经历的时间为 t,通过金属棒的电流为 i。金属棒受到的磁场的作用力方向 沿导轨向上,大小为 FA=BLi ⑤ 设在时间间隔(t,t+△t)内流经金属棒的电荷量为△Q,按定义有 i= Δt
Δv a= Δt ΔQ

⑥ ⑦

△Q 也是平行板电容器极板在时间间隔(t,t+△t)内增加的电荷量。由④式得△Q=CBL△v

式中,△v 为金属棒的速度变化量。按定义有



金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为 f = μN ⑨ 式中 N 是金属棒对轨道的正压力的大小,有 N=mgcosθ ⑩ 金属棒在时刻 t 的加速度方向沿斜面向下,设其大小为 a,根据牛顿第二定律有 mgsinθ- FA –f =ma ⑾ m(sinθ-μcosθ) 联立⑤到⑾式得 a= m+B2L2C g ⑿

12 由○式及题设可知,金属棒做初速度为 0 的匀加速运动。t 时刻金属棒的速度大小为 v= at = m(sinθ-μcosθ) gt m+B2L2C ⒀

33.[物理—选修 3-3](15 分) 33.【答案】见解析 【解析】(1)BCE 两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小,到平衡位置时,分子力 为零,之后靠近分子间表现为斥力且越来远大,A 选项错;分子力先做正功后做负功,B 选项对;分子势 能先减小后增大,动能先增大后减小,B、C 选项对;D 选项错;只有分子力做功,分子势能和分子动能 相互转化,总和不变,D 选项对。 (2)(ⅰ)与恒温热源接触后,在 k 未打开时,右活塞不动,两活塞下方对气体经历等压过程,由盖·吕萨 克定律得
T 7V0/4 = T0 5V0/4

1 ○

由此得 T=5T0

7

2 ○

(ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大,打开 K 后,左活塞下降至某一位置, 右活塞必须升至气缸顶,才能满足力学平衡条件。 气缸顶部与外界接触, 底部与恒温热源接触, 两部分气体各自经历等温过程, 设 左活塞上方气体压强为 P,由玻意耳定律得 PVx = 30· 0 4
P V

3 ○
7V

(P+P0)(2V0-Vx)=P0· 4 0 联立○○式,得 6Vx2-V0Vx-V02=0 3 4

4 ○

其解为 Vx =2V0,另一个解 Vx =-3V0,不符合题意,舍去。 34.【答案】见解析 【解析】(1)ACD 根据题意可知,波速为 2m/s,t=6s 时传播的距离为 x=vt=12m,恰好传到 d 处,选项 A 对;该机械波传播到 c 点所需时间为 3s;根据题意可知该机械波的周期 T: 3=4T 得 T=4s,所以 t=5s 时,c 质点已经振动了 2s,即半个周期,处于平衡位置且向上振动,B 选项错;所有质点的振动周期均为 4s,C
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1

1

选项对;4s~6s 内质点 c 从最低点振动到最高点的过程,振动方向一直向上,D 选项对;b 和 d 相差 10m≠ 半个波长的奇数倍,所以振动情况不是一直相反,E 选项错。 (2)(ⅰ)设光线在端面上 AB 上 C 点的入射角为 i,折射角为 r,由折射定律有 sini=nsinr 设光线射向玻璃丝内壁 D 点的入射角为 α,为了使该光线可在光导纤维中传播,应有 α≥θ ○ 2 式子中,θ 是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角,它满足 nsinθ=1 由几何关系得 α+r=900 ○ 4 由○○○○式得 sini ≤ n2-1 1 2 3 4
A

1 ○

3 ○

5 ○
c

i B

r

α

(ii)光在玻璃丝中的传播速度的大小为 v=n 光速在玻璃丝轴线方向的分量为 vz=vsinα

6 ○ 7 ○
L

光线从玻璃丝端面 AB 传播到其另一个端面所需时间为 t= vz

8 ○

光线在玻璃丝中传播, 在刚好发生全反射时, 光线从端面 AB 传播到其另一端面所需时间最长, ○○○○ 由2 3 6 7 8 ○式得 tmax=
n2L

c

9 ○

35.【答案】见解析 【解析】(1)发生核反应的方程 1 p ?13 Al ?a X ? 0 n
1 27 b 1

由质量数守恒和电荷数守恒得 1+27=b+1 1+13=a+0 解得质子数 a=14,质量数 b=27,则中子数 c=b-a=13 (2)设在发生碰撞前的瞬间,木块A的速度大小为 v;在碰撞后的瞬间,A 和B的速度分别为 v1 和 v2.在 碰撞过程中,由动量和能量守恒定律,得
1 2 1 1 mv =2mv12+2(2m)v22 2

1 ○ 2 ○ v1=-3v v2=3v
1 2

mv= mv1+2mv2

式中,以碰撞前木块A的速度方向为正。由○○式得 1 2

3 ○

设碰撞后A和B运动的距离分别为 d1 和 d2,由动能定理得 μmgd1=2mv12 μ(2m)gd2= (2m)v22 按题意有 d=d1+d2
1 1

4 ○ 5 ○ 6 ○
1

设 A 的初速度为 v0,由动能定理得 μmgd=2mv02-2mv2 联立上式,得 v0=
28 μgd 5

7 ○

8 ○

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