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2013年北京高考理综物理试题及答案(word高清版)


2013 年北京高考理综物理试题及答案
13.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 14.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 a O D.a 光光子能量小于 b 光光子的能量 b 15.一列沿 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,下列说法正确的是 y/c A. 这列波的振幅为 4cm v m B. 这列波的周期为 1s C.此时 x=4m 处质点沿 y 轴负方向运动 2 D.此时 x=4m 处质点的加速度为 0 0 2 4 6 8 10 12 x/ m 2 16.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 mg cos ? B.木块对斜面体的压力大小是 mg sin ?
α m M

C.桌面对斜面体的摩擦力大小是 mg sin ? cos ? D.桌面对斜面体的支持力大小是 (M ? m ) g 17.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.之比分别为 M a b A. c→a,2:1 B.a→c,2:1 v C.a→c,1:2 D.c→a,1:2 R d N 18.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 19.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 ?E1 、 ?E2 、 ?E3 ,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是 A. x2 ? x1 ? x3 ? x2 , ?E1 ? ?E2 ? ?E3
1

c

x B. x2 ? x1 ? x3 ? x2 , ?E1 ? ?E2 ? ?E3 C. x2 ? x1 ? x3 ? x2 , ?E1 ? ?E2 ? ?E3 D. x2 ? x1 ? x3 ? x2 , ?E1 ? ?E2 ? ?E3 斜槽 水平板 1 2 y 3

20.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应, 即金属内部的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? 的普通光源照射阴极 K,没有发生光电效应。换用同样频率? 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. U ?

h? W ? e e

C. U ? 2h? ? W

2 h? W ? e e 5h? W D. U ? ? 2e e
B. U ?

21.(18 分)某同学通过实验测定一个阻值约为 5Ω 的电阻 Rx 的阻值。 (1)现有电源(4V,内阻可不计) ,滑动变阻器(0~50Ω,额定电流 2A) ,开关和导线若干,以及下列电表: A.电流表(0~3A,内阻约 0.025Ω) B.电流表(0~0.6A,内阻约 0.125Ω) C.电压表(0~3V,内阻约 3kΩ) D.电压表(0~15V,内阻约 15kΩ) 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 ?

U ? _______Ω(保留两位有效数字) I

(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
2

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________。

22.(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,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。

23.(18 分) 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=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 ?t ? 2.0 s , 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 F-x 图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求 x1 和 W 的值。 F

3

O

x

24.(20 分) 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、但题目中没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)

参考答案:
13.A 14.B 15.D 16.D 17.C 18.C 19.B 20.B 21.(1)B,C,甲 (2)图 1 (3) 5.2 (4)B,D (5)A

E?
22.(16 分)解: (1)

U d 1 2 mv 2
v2 R
v?


qU ?
(2)根据动能定理

2qU m
1 B 2mU q
F

qvB ? m
(3)由向心力公式

R?


23.(18 分) 解:床面下沉 x=0.10m 时,运动员受力平衡,有

mg ? kx0

k?

mg ? 5.0 ? 10 3 N / m x0

F-x 图如图所示
4

O

x

(2)运动员从 x=0 处离开床面,开始腾空,其上升下落时间对称,所以

hm ?

1 ?t 2 g ( ) ? 5.0m 2 2 1 2 kx 2

(3)F-x 图线与坐标轴包围的面积等于弹力所做的功,从 x 处到 x=0,弹力做功

W ?

运动员从 x1 处上升到最大高度 hm 过程中,由动能定理得

1 2 kx1 ? mg ( x1 ? hm ) ? 0 2
求得
2 x1 ? x 0 ? x0 ? 2 x0 hm ? 1.1m

对整个预备过程,由题设条件和动能定理得

1 2 W ? kx0 ? mg (hm ? x0 ) 2
W ? 2525 J ? 2.5 ? 10 3 J
24.解: (1) (a)设 ?t 时间内通过导体横截面的电量为 ?q ,由电流定义式得

I?

?q neSv?t ? ? neSv ?t ?t
F洛 ? evB

(3)每个自由电子所受的洛伦兹力

设导体中共有 N 个自由电子, N ? nSl S 导体内自由电子所受洛伦兹力的总和 安培力

F ? NF洛 ? nSlevB

v?t

F安 ? IBl ? neSvBl

,所以 F=F 安

(4)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量 ?I ? 2mv 面积为 S、高为 v?t 的柱体内的粒子总数为 N ? nSv?t (如图所示) ,由于与向各个方向碰撞的几率相等,所

1 1 N ? ? nSv?t 6 以与面积 S 的器壁碰撞的粒子数占总数的 6 ,即 1 I ? N ??I ? nSmv2 ?t ?t 时间内粒子给面积为 S 的器壁的总冲量为 3 F?
面积为 S 的器壁上所受的压力

I 1 ? nSmv2 ?t 3

f ?
单位面积的器壁所受的压力

F 1 ? nmv 2 S 3

5


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