物理普通高等学校招生全国统一考试全国新课标卷Ⅰ及参考答案.docx
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物理普通高等学校招生全国统一考试全国新课标卷Ⅰ及参考答案
2013年普通高等学校招生全国统一考试(全国新课标卷)Ⅰ
理综物理部分
使用地区:
陕西、山西、河南、河北、湖南、湖北、江西
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分110分,考试时间60分钟.
第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、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。
全部选对得6分,选对但不全得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。
撤据表中的数据,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.k
B.k
C.k
D.k
16.一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为d,极扳分别与电池两极相连.上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。
小孔正上方d/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,井在下极扳处(未与极扳接触、返回。
若将下极板向上平移d/3,则从P点开始下落的相同粒子将()
A打到下极扳上B在下极板处返回
C在距上极板d/2处返回D在距上极扳2d/5处返回
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碰场。
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()
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的方向射人磁场区域,射入点与ab的距离为R/2。
已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为600。
,则粒子的速率为(不计重力)()
A.qBR/2mB.qBR/mC.3qBR/2mD.2qBR/m
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的位置一时间(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
20.2012年6月18日,神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面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
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问变化
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0.4~0.5s时间内。
阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
第Ⅱ卷(选择题共62分)
2、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33~35题为选考题,考生根据要求作答.)
(1)必考题(4题,共47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ā
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.和△tA和△tB表示为a=。
(3)动摩擦因数µ可用M、m、ā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”)。
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:
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“l”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
(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”档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,存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轴正向做加速度太小为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。
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)电容器极扳上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系:
(2)金属转的速度大小随时间变化的关系。
(二)选考题(共15分,请考生从给出的3道题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分)
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。
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I个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错I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
B.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C.质点b开始振动后,其振动周期为4s
D.在4s 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. (i)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; (ii)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。 35.[物理—选修3-5](15分) (1)(6分)一质子束入射到能止靶核 上,产生如下核反应: P+ →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。 2013年普通高等学校招生全国统一考试(全国新课标卷)Ⅰ 理综物理部分 (参考答案) 第Ⅰ卷(选择题共48分) 一、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。 全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分) 题 号 14 15 16 17 18 19 20 21 答 案 C B D A B BC BC AC 第Ⅱ卷(选择题共62分) 二、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33~35题为选考题,考生根据要求作答.) (一)必考题(4题,共47分) 22.(7分) (1)0.960 (2) (3) (4)系统误差 23.(8分) (1)短接 (2)1 (3)15.03.60 (4)12.0 (5)9.0015.0 24.(13分) 解: 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、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+ at2① xB=vt② 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: 1③ 由于△FGH∽△IGK,有HG: KG=xB: (xB-l)④ HG: KG=(yA+l): (2l)⑤ 由③④⑤式得xB= l⑥ yA=5l⑦ 联立①②⑥⑦式得 ⑧ 25.(19分) 解: (1)设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为E=BLv① 平行板电容器两极板之间的电势差为U=E ② 设此时电容器极板上积累的电荷量为Q,按定义有 ③ 联立①②③式得Q=CBLv④ (2)解法一: 动力学观点 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fi=BLi⑤ 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 ⑥ △Q也是平行板电容器在时间间隔(t,t+△t)内增加的电荷量。 由④式得△Q=CBL△v⑦式中,△v为金属棒的速度变化量。 按定义有 ⑧ 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为f2=μN⑨式中,N是金属棒对于导轨的正压力的大小,有N=mgcosθ⑩ 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-f1-f2=ma⑾ 联立⑤至⑾式得 ⑿ 由⑿式及题设可知,金属棒做初速度为零的匀加速运动。 t时刻金属棒的速度大小为 ⒀ 解法二: 动量观点 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,i= 由动量定理,有mgsinθt-μmgcosθt- =m 其中 =BLQ=CB2L2v,解得 (二)选考题(共15分,请考生从给出的3道题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分) 33.(15分) (1)BCE (2)解: (i)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方的气体经历等压过程,由盖 吕萨克定律得 ①由此得T= ② (ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞质量比右活塞的大。 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 ③ ④联立③④式得 解为 ⑤ 另一解 不合题意,舍去. 34.(15分) (1)ACD (2)解析: (i)设光线在端面AB上C点(如上图) 的入射角为i,折射角为r,由折射定律有sini=nsinr① 设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α,为了使该光线可在此光导纤维中传播,应有α≥θ② 式中θ是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角,它满足nsinθ=1③ 由几何关系得α+r=900④ 由①②③④得sini≤ ⑤ 光在玻璃丝中传播速度的大小为 ⑥ 光速在玻璃丝轴线上的分量为 ⑦ 光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为 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的时间最长,由②③⑥⑦⑧式得 ⑨ 35.(15分) (1)(6分)1413 (2)(9分)解: 设在发生碰撞的瞬间,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,由能量和动量守恒定律,得 ① ② (3)式中,以碰撞前木块A的速度方向为正。 由①②式得 ③ (4)设碰撞后A和B运动的距离分别为d1和d2,由动能定理得 ④ (5) ⑤ (6)按题意有d=d1+d2 ⑥ (7)设A的初速度大小为v0,由动能定理有 ⑦ (8)联立②至⑦式,得 ⑧
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