高考全国新课标理综物理试题解析版.doc
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2013年普通高等学校招生全国统一考试(新课标I)
理科综合(物理部分)
14.如图是伽利略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( )
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32
4
2
130
9
3
298
16
4
526
25
5
824
36
6
1192
49
7
1600
64
8
2104
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
答案:
C
解析:
从表中的数据只可能看出,物体沿斜面运动的距离与时间的平方成正比,仅根据表中的数据无法判断其他选项的正误。
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为静电力常量)( )
A.B.
C.D.
答案:
B
解析:
b点电场强度为0,说明a处的电荷在b点产生的电场强度与圆盘上的电荷在b点产生的电场强度等大反向,即二者产生电场强度的大小均为,又因为在a点的电荷为正电荷,它在b点产生的电场,方向向右,圆盘上的电荷在b点产生的电场,方向向左,根据对称性,圆盘上的电荷在d点产生的电场强度大小为,方向向右,a处的电荷在d点产生的电场强度大小为,故d点产生的电场强度大小E=E1+E2=。
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,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
C.在距上极板处返回
D.在距上极板处返回
答案:
D
解析:
由题意知,带电粒子落到下极板处的速度为0,设此时电场强度为E,根据动能定理有,mg(d+)-qEd=0,板间电压不变的情况下,下极板向上平移后,电场强度变为原来的倍,所以后来的电场强度为,假设带电粒子在距上极板h处时,速度变为0,根据动能定理得mg(h+)-qE′h=0,得。
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( )
答案:
A
解析:
设金属棒单位长度的电阻为R0,ab、ac与∠bac的平分线间的夹角都为θ,金属棒匀速运动的速度为v,则t时刻金属棒产生的感应电动势为E=Bv·2vt·tanθ,电路中的总电阻R=(2vt·tanθ+)R0,电流,可以看出电流的大小不变。
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。
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.B.
C.D.
答案:
B
解析:
做出粒子在圆柱形匀强磁场区域的运动轨迹如图,连接MN,根据粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为60°,及MP=,得出各角的大小如图所示,粒子的出射点必与磁场圆的圆心等高,四边形OMO′N为菱形,粒子做圆周运动的半径r=R,根据qvB=,得。
19.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(x-t)图线。
由图可知( )
A.在时刻t1,a车追上b车
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
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
答案:
BC
解析:
t1时刻,两车都在沿x正方向运动,该时刻前,b车的位置坐标小,b车在a车的后面,所以t1时刻是b追上a,A项错;t2时刻,a车继续沿x正方向运动,而b车向x负方向运动,二者运动方向相反,B项正确;在位移—时间图象中,图线斜率的大小表示速度的大小,t1到t2时间内,b的斜率先减小后增大,故b车的速率先减小后增大,C项正确;t1到t2时间内,曲线b的斜率大小存在比a的斜率大的时间段,也存在比a小的时间段,D项错。
20.2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形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。
下列说法正确的是( )
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.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用
答案:
BC
解析:
两者对接时,线速度大小相等,根据,航天器做圆周运动的线速度均要小于第一宇宙速度,A项错;如不加干预,由于大气阻力的作用,“天宫”一号的轨道将会降低,天宫一号将做向心运动,在此过程中,重力大于阻力,合力做正功,动能增加,B、C项正确;航天员在天宫一号中虽然处于失重状态,但是仍然受重力作用,D项错。
21.2012年11月,“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一作用力,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—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( )
图(a)
图(b)
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2.5g
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
答案:
AC
解析:
速度—时间图象中,图线与坐标轴所围图形的面积为物体的位移,所以可以计算飞机受阻拦时运动的位移约为x=70×0.4m+×(3.0-0.4)×70m=119m,A正确;0.4s到2.5s时间内,速度—时间图象的斜率不变,说明两条绳索张力的合力不变,但是两力的夹角不断变小,所以绳索的张力不断变小,B错;0.4s到2.5s时间内平均加速度约为a=m/s2=26.7m/s2,C正确;0.4s到2.5s时间内,阻拦系统对飞机的作用力不变,飞机的速度逐渐减小,由P=Fv可知,阻拦系统对飞机做功的功率逐渐减小,D错。
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:
图(a)
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离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;
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。
图(b)
(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=____________。
(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”)。
答案:
(1)0.960
(2)
(3)
(4)系统误差
解析:
(1)游标卡尺的游标尺为20分度,主尺读数为0.9cm,游标尺读数为12×0.05mm=0.060cm,游标卡尺读数0.9cm+0.060cm=0.960cm。
(2)物块在两光电门间做匀加速直线运动,有vB2-vA2=2as,即,得
(3)设线上拉力为F,根据牛顿第二定律,对物块有:
F-μMg=M,对重物有:
mg-F=m,两式联立得或对物块与重物组成系统,由mg-μMg=(M+m)得,。
(4)如果细线没有调到水平,细线的拉力存在一竖直分力,物块受的摩擦力不再是μMg,此误差是由实验原理造成的,为系统误差。
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“×1k”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有:
图(a)
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“×1k”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(b)
图(c)
(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4.00V。
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“×1k”挡内部电路的总电阻为______kΩ。
图(d)
答案:
(1)短接
(2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
解析:
(1)欧姆表调0前,需要将两表笔短接。
(2)应用多用电表的欧姆挡时,电流从黑表笔流出,所以黑表笔接电压表正极,即黑表笔接2,红表笔接1。
(3)欧姆表选用的倍率是×1k,欧姆表的读数15.0×1k=15.0kΩ;电压表量程5V,最小分度0.1V,读数时需要估读一位,为3.60V。
(4)当滑动变阻器的阻值为0时,欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻,所以为12.0kΩ。
(5)由(4)知,电压表内阻12.0kΩ,在(3)中,欧姆表的读数15.0kΩ,所以此时接入电路的滑动变阻器的阻值为3kΩ,设电动势E,多用表内阻R,根据(3)和(4)中给的两组数据可知:
,,两式联立得:
E=9.00V,R=15.0kΩ。
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。
答案:
解析:
设B车的速度大小为v。
如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A
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