2013年高考全国新课标II理综物理试题word解析版

理科综合(物理部分)

14．一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间关系的图象是(　　)

答案：C

解析：设物块受的滑动摩擦力为Ff，当拉力F增大至等于滑动摩擦力时，物块才开始滑动。根据牛顿第二定律得F－Ff＝ma，则F＝Ff＋ma，C项正确。

15．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2＞0)。由此可求出(　　)

A．物块的质量

B．斜面的倾角

C．物块与斜面间的最大静摩擦力

D．物块对斜面的正压力

答案：C

解析：设物块与斜面间的最大静摩擦力为Fm，斜面的倾角为α。结合题意根据平衡条件得，F1＝mgsin α＋Fm，F2＋Fm＝mgsin α，解得，Fm＝，mgsin α＝，则物块与斜面间的最大静摩擦力可求，无法求得斜面的倾角和物块的质量，也无法求得物块对斜面的压力，C项正确。

16．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是(　　)

答案：D

解析：根据楞次定律可知，线框进入磁场及离开磁场的过程受到安培力，从而做变减速运动，由牛顿第二定律得，BIL＝＝ma，线框的速度减小，线框的加速度减小；线框完全进入到磁场中运动时，做匀速直线运动，D项正确。

17．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为(　　)

A．      B．

C．      D．

答案：A

解析：根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，由几何关系可得，粒子运动的半径r＝R，根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力可得，qv0B＝，解得，，A项正确。

18．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上：a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为(　　)

A．     B．      C．      D．

答案：B

解析：根据题意分析可知，小球a、b在小球c所在位置产生的电场的场强与匀强电场的场强等大反向，即E＝2··cos 30°＝，B项正确。

19．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是(　　)

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流

D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

答案：ABD

解析：电流能产生磁场，说明电和磁之间存在联系，A项正确；为解释磁现象的电本质，安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，B项正确；恒定电流附近的固定导线框，不会产生感应电流，C项错误；楞次通过实验，得出了楞次定律，D项正确。

20．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是(　　)

A．卫星的动能逐渐减小

B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小

C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变

D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小

答案：BD

解析：根据万有引力提供向心力可得，，，卫星在轨道半径减小的过程中，卫星的动能增大，A项错误；地球引力做正功，引力势能减小，B项正确；空气阻力做负功，卫星的机械能减小，C项错误；根据卫星的动能增大可知，空气阻力做的负功要小于地球引力做的正功，D项正确。

21．公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处(　　)

A．路面外侧高内侧低

B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动

C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小

答案：AC

解析：根据题意可知，汽车在拐弯处恰好不受摩擦力作用，受力情况如图所示，重力和支持力的合力刚好可以提供向心力，即mgtan θ＝，路面外侧高于内侧，A项正确；当车速低于vc时，汽车有向内侧滑动的趋势，此时汽车可以受到向外的摩擦力，只有摩擦力等于滑动摩擦力时，汽车才会向内侧滑动，B项错误；当车速高于vc时，汽车有向外侧滑动的趋势，此时汽车受到向里的摩擦力，只有摩擦力等于滑动摩擦力时，汽车才会向外侧滑动，C项正确；由mgtan θ＝可知，当路面结冰时，vc的值不变，D项错误。

22． (8分)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

图(a)

回答下列问题：

(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)。

A．小球的质量m

B．小球抛出点到落地点的水平距离s

C．桌面到地面的高度h

D．弹簧的压缩量x

E．弹簧原长l0

(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝__________________________________。

(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s－x图线。从理论上可推出，如果h不变，m增加，s－x图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，s－x图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与x的________次方成正比。

图(b)

答案：(1)ABC　(2)　(3)减小　增大　2

解析：(1)由平抛运动规律得，h＝gt2，s＝vt，解得，小球抛出时的速度，则小球抛出时的动能Ek＝mv2＝，所以需要测量的物理量是小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，A、B、C三项正确。

(2)由(1)可知，。

(3)如果h不变，m增加，那么小球平抛运动的时间不变，当x为某一值时，小球获得的初速度减小，做平抛运动的水平位移减小，图线的斜率会减小；如果m不变，h增加，那么当x为某一值时，小球获得的初速度不变，小球平抛运动的时间增加，做平抛运动的水平位移增加，图线的斜率会增大；根据机械能守恒可得，Ep＝Ek＝，即Ep与s2成正比，又因为s与x成正比，所以Ep与x2成正比。

23． (7分)某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题：

(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线。

(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)。

(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)。

(4)定值电阻的阻值R1＝______Ω，R2＝______Ω。(结果取3位有效数字)

答案：(1)连线如解析图所示　(2)电流　电压　(3)黑　(4)1.00　880

解析：(1)实物连线如图所示。

(2)开关S闭合时，表头与R2串联后再与R1并联，能够测量的电流变大，改装为电流表，用于测量电流；开关S断开时，表头与R2串联，能够测量的电压变大，用于测量电压。

(3)电流从红表笔进入多用电表，从黑表笔流出，结合表头的正负极可知，表笔A为黑表笔。

(4)根据题意可知，改装后的电压表的最大量程为1 V，即U＝Ig(Rg＋R2)，代入数据解得，R2＝880 Ω；改装后的电流表的最大量程为1 A，即I＝Ig＋，解得，R1≈1.00 Ω。

24． (14分)如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q＞0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。

答案：E＝(Nb－Na)　Eka＝(Nb＋5Na)　Ekb＝(5Nb＋Na)

解析：质点所受电场力的大小为

f＝qE①

设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有

f＋Na＝②

Nb－f＝③

设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有

Eka＝mva2④

Ekb＝mvb2⑤

根据动能定理有

Ekb－Eka＝2rf⑥

联立①②③④⑤⑥式得

E＝(Nb－Na)⑦

Eka＝(Nb＋5Na)⑧

Ekb＝(5Nb＋Na)⑨

25． (18分)一长木板在水平地面上运动，在t＝0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度—时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g＝10 m/s2，求：

(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；

(2)从t＝0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。

答案：(1)0.20　0.30　(2)1.125 m

解析：(1)从t＝0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。

由图可知，在t1＝0.5 s时，物块和木板的速度相同。设t＝0到t＝t1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则

①

②

式中v0＝5 m/s、v1＝1 m/s分别为木板在t＝0、t＝t1时速度的大小。

设物块和木板的质量为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，由牛顿第二定律得

μ1mg＝ma1③

(μ1＋2μ2)mg＝ma2④

联立①②③④式得

μ1＝0.20⑤

μ2＝0.30⑥

(2)在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f，物块和木板的加速度大小分别为a1′和a2′，则由牛顿第二定律得

f＝ma1′⑦

2μ2mg－f＝ma2′⑧

假设f＜μ1mg，则a1′＝a2′；由⑤⑥⑦⑧式得 f＝μ2mg＞μ1mg，与假设矛盾。故

f＝μ1mg⑨

由⑦⑨式知，物块加速度的大小a1′等于a1；物块的v－t图像如图中点划线所示。

由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为

s1＝2×⑩

⑪

物块相对于木板的位移的大小为

s＝s2－s1⑫

联立①⑤⑥⑧⑨⑩⑪⑫式得

s＝1.125 m⑬

33． [物理——选修3－3](15分)

(1)(5分)关于一定量的气体，下列说法正确的是________(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)。

A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和

B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低

C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加

E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高

(2)(10分)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1＝25.0 cm的空气柱，中间有一段长l2＝25.0 cm的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40.0 cm。已知大气压强为p0＝75.0 cmHg。现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l1′＝20.0 cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。

答案：(1)ABE　(2)15.0 cm

解析：(1)气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，而气体分子体积很小，体积之和远小于气体体积，A项正确；气体温度反映了分子运动的剧烈程度，分子运动的剧烈程度减弱，温度必然降低，B项正确；气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器器壁的结果，在完全失重的情况下，气体对器壁仍产生压强，C项错误；气体从外界吸收热量，但如果同时对外做功，那么气体的内能不一定增加，D项错误；根据气体定律可知，气体在等压膨胀过程中，体积与热力学温度成正比，体积变大，温度升高，E项正确。

(2)以cmHg为压强单位。在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为

p1＝p0＋l2①

设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1′，由玻意耳定律得

p1l1＝p1′l1′②

如图，设活塞下推距离为l，则此时玻璃管上部空气柱的长度为

l3′＝l3＋l1－l1′－l③

设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3′，则

p3′＝p1′－l2④

由玻意耳定律得

p0l3＝p3′l3′⑤

由①至⑤式及题给数据解得

l＝15.0 cm⑥

34． [物理——选修3－4](15分)

(1)(5分)如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A________A0(填“＞”、“＜”或“＝”)，T________T0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)(10分)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°。一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出。若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等，

(ⅰ)求三棱镜的折射率；

(ⅱ)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程。(不考虑多次反射)

答案：(1)＜　＜　(2)(ⅰ)　(ⅱ)否，分析过程见解析。

解析：(1)振子振动时机械能守恒，物块通过平衡位置，a、b脱开后，振子的动能减小，根据机械能守恒定律可知，振子的最大弹性势能也减小，振幅减小，即A＜A0；振子从平衡位置到最大位移的过程中，速度变化与a、b脱开之前相等，但距离减小，故时间减小，所以周期减小，即T＜T0。

(2)(ⅰ)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点。设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r′、折射角依题意也为i，有

i＝60°①

由折射定律有

sin i＝nsin r②

nsin r′＝sin i③

由②③式得

r＝r′④

OO′为过M点的法线，∠C为直角，OO′∥AC。由几何关系有

∠MNC＝r′⑤

由反射定律可知

∠PNA＝∠MNC⑥

联立④⑤⑥式得

∠PNA＝r⑦

由几何关系得

r＝30°⑧

联立①②⑧式得

n＝⑨

(ⅱ)设在N点的入射角为i″，由几何关系得

i″＝60°

此三棱镜的全反射临界角满足

nsin θc＝1

由⑨式得i″＞θc

此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出。

35． [物理——选修3－5](15分)

(1)(5分)关于原子核的结合能，下列说法正确的是________(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)。

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C．铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能

D．比结合能越大，原子核越不稳定

E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

(2)(10分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，

(ⅰ)整个系统损失的机械能；

(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

答案：(1)ABC　(2)(ⅰ)mv02　(ⅱ)mv02

解析：(1)核子结合为原子核时释放的能量叫做原子核的结合能，则原子核分解为核子时需要的最小能量等于结合能，A项正确；重核衰变时，同时向外释放能量，因此衰变产物的结合能大于原来重核的结合能，B项正确；铅原子核中的核子数量多，结合能也就大，C项正确；比结合能越大，原子核越稳定，D项错误；核子组成原子核时，质量亏损对应的能量等于原子核的结合能，E项错误。

(2)(ⅰ)从A压缩弹簧到A到B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得

mv0＝2mv1①

此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为E，对B、C组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得

mv1＝2mv2②

mv12＝E＋(2m)v22③

联立①②③式得

E＝mv02④

(ⅱ)由②式可知v2＜v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep。由动量守恒和能量守恒定律得

mv0＝3mv3⑤

mv02－E＝(3m)v32＋Ep⑥

联立④⑤⑥式得

Ep＝mv02⑦