高考山东理综物理部分考试试题与答案word解析版.docx
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高考山东理综物理部分考试试题与答案word解析版
2013年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合物理试题(山东卷)
二、选择题(共7小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
14、伽利略开始了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有( )
A、力不是维持物体运动的原因B、物体之间普遍存在相互作用
C、忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D、物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反
15、如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为()
A.
B.
C.1:
2
D.2:
1
16、如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮,质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳定滑轮连接,轻绳与斜面平等,两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。
若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中()
A、两滑块组成系统的机械能守恒
B、重力对M做的功等于M动能的增加
C、轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D、两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
17、如图甲所示为交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场,
为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。
以下判断正确的是()
A、电流表的示数为10A
B、线圈转动的角速度为50πrad/s
C、0.01s时,线圈平面与磁场方向平行
D、0.02s时,电阻R中电流的方向自右向左
18、将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。
回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。
回路的圆环区域风有垂直纸面的磁场Ⅱ。
以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。
用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是()
19、如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、
为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称,下列说法正确的是()
A、b、d两点处的电势相同
B、四个点中c点处的电势最低
C、b、d两点处的电场强度相同
D、将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
20、双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。
研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。
若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量为原来的k倍,双星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为()
A、
B、
C、
D、
第Ⅱ卷
【必做部分】
21、(13分)
(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的_(填“A”、“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为mm。
(2)霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展,如图所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UM,这种现象称为霍尔效应。
UM为霍尔电压,且满足
,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。
某同学通过实验测定该半导体薄片的霍尔系数。
①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UM时,应将电压表的“+”接线柱与M(填“M”或“N”)端通过导线连接。
②已知薄片厚度d=0.40mm。
该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UM值,记录数据如下表所示,根据表中数据在给定坐标纸上画出UM-I图线,利用图线求出该势头的霍尔系数为______
(保留2位有效数字)。
③该同学查资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向的测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。
S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(示画出)。
为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向(填“a”或“b”),S2掷向(填“c”或“d”)。
为了保证测量安全,该同学改装了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。
在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻串接在相邻器件与(填器件代号)之间。
22、(15分)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某的角度的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,AB两点间的距离L=10m.已知斜面倾角
,物块与斜面之间的动摩擦因数
,重力加速度g取10m/s2.
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?
拉力F的最小值是多少?
23、(18分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的磁场,磁场方向垂直于xoy平面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。
一带电量为+q、质量为m的粒子,自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。
已知OP=d,OQ=2d。
不计粒子重力。
(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。
(2)若磁感应强度的大小为一确定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0的大小。
(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。
36、(8分)【物理——选修3-3】
(1)下列关于热现象的描述正确的一项是()
A、根据热力学定律,热机的效率可能达到100%
B、做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C、温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D、物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规则的。
(2)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜七千米,再创载人深潜新纪录。
在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。
某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。
如图所示,导热良好的气缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,气缸所处海平面的温度T0=300K,压强P0=1atm,封闭气体的体积V0=3m3。
如果将该气缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。
①求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深海水产生的压强)。
②下潜过程中封闭气体______________(填“吸热”或“放热”),传递的热量_______(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。
37、(8分)【物理——选修3-4】
(1)如图甲所示,在某不过均匀介质中,A、B是振动情况完全相同的两个波源,鞭税率运动表达式均为
,介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m,两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播,波速都是10m/s。
①求简谐横波的波长。
②P点的振动_______________
(2)如图乙所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。
已知棱镜的折射率
,AB=BC=8cm,
。
①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向。
②第一次出射点距Ccm。
38、(8分)【物理——选修3-5】
(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应在,当温度达到103K时,可以发生“氦燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应议程:
。
②
是一种不稳定的粒子,其半衰期为
。
一定质量的
经
后所剩
占开始时的____________________。
(2)如图所示,光滑水平轨道上放置以A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端。
三者质量分别为mA=2Kg、mB=1Kg、mC=2Kg。
开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,A与C相碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。
求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。
2013年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合物理答案(山东卷)
二、选择题(共7小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
14、答案:
AC
解析:
“物体之间普遍存在相互吸引力”是牛顿总结出的万有引力定律的内容,“物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反”是牛顿第三定律的内容,从而排除选项B、D。
选项AC均是伽利略利用实验研究和逻辑推理相结合得出的物理规律。
本题选AC。
15、答案:
D
解析:
将两球和弹簧B看成一个整体,整体受到总重力G、弹簧A和C的拉力,如图,设弹簧A、C的拉力分别为F1和F2.由平衡条件得知,F2和G的合力与F1大小相等、方向相反
则得:
F2=F1sin30°=0.5F1.
根据胡克定律得:
F=kx,k相同,则 弹簧A、C的伸长量之比等于两弹簧拉力之比,即有xA:
xC=F1:
F2=2:
1
故选D
16、答案:
CD
解析:
A、由于“粗糙斜面ab”,故两滑块组成系统的机械能不守恒,故A错误
B、由动能定理得,重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加,故B错误
C、除重力弹力以外的力做功,将导致机械能变化,故C正确
D、除重力弹力以外的力做功,将导致机械能变化,摩擦力做负功,故造成机械能损失,故D正确
故选CD
点评:
关键理解透机械能守恒的条件和功能关系,重力做功对应重力势能变化、弹力做功对应弹性势能变化、合力做功对应动能变化、除重力或系统内的弹力做功对应机械能变化
17、答案:
AC
解析:
A、由题图乙可知交流电电流的最大值是
,周期T=0.02s,由于电流表的示数为有效值,故示数
,选项A正确;B、角速度
=100πrad/s,选项B错误;C、0.01s时线圈中的感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为0,故线圈平面与磁场方向平行,选项C正确;D、由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右,选项D错误.
点评:
交流电年年考一道选择题,所不同的是今年的没有涉及变压器。
只考察交流电的产生与描述。
18、答案:
B
解析:
分析一个周期内的情况:
在前半个周期内,磁感应强度均匀变化,磁感应强度B的变化度一定,由法拉第电磁感应定律得知,圆形线圈中产生恒定的感应电动势恒定不变,则感应电流恒定不变,ab边在磁场中所受的安培力也恒定不变,由楞次定律可知,圆形线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,通过ab的电流方向从b→a,由左手定则判断得知,ab所受的安培力方向水平向左,为负值;同理可知,在后半个周期内,安培力大小恒定不变,方向水平向右.故B正确.
点评:
也是很经典的的题型,电磁感应图像:
分段分析,注意矢量的正负,16、17、18这三道题比
前几年的考题明显简单,尤其是2011年那道电磁感应,双棒切割,不容易,今年这一道题不
必动笔计算。
19、答案:
ABD
解析:
A:
该电场中的电势关于X轴对称,所以bd两点的电势相等,故A正确;
B:
c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等.而正电荷周围的电场的电势都比它高,即C点的电势在四个点中是最低的.故B正确;
C:
该电场中的电场强度关于X轴对称,所以bd两点场强大小相等,方向是对称的,不相同的.故C错误;
D:
c点的电势低于a点的电势,试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,电场力做正功,+q的电势能减小.故D正确.
点评:
双电荷模型,注意C项电场强度是矢量,方向不同。
20、答案:
B
解析:
设m1的轨道半径为R1,m2的轨道半径为R2.由于它们之间的距离恒定,因此双星在空间的绕向一定相同,同时角速度和周期也都相同.由向心力公式可得:
对m1:
①
对m2:
②
又因为R1+R2=l,m1+m2=M
所以当两星总质量变为KM,两星之间的距离变为原来的n倍,由
可得:
圆周运动的周期
故ACD错误,B正确
点评:
双星系统向心力由彼此的万有引力提供,周期T相同,列出方程即可求解。
第Ⅱ卷
【必做部分】
21、
(1)答案:
A,11.30
解析:
由游标卡尺的结构原理可知测内经,应该用游标卡尺的内测量脚.即A部分.
游标卡尺测内径时,主尺读数为11mm,游标读数为0.05×6=0.30mm,最后读数为11.30mm.
(2)答案:
①M②如图所示,1.5(1.4或1.6)③b,c;S1,E(或S2,E)
解析:
①由于导电空穴为带正电的粒子,由电流方向和磁场方向结合左手定则可判断出正粒子向M板偏转,故M板的电势高,电压表的“+”接线柱应与M端连接。
②根据表格数据,在做表纸上苗点、连线,注意使图线尽可能多的穿过坐标点,不在线上的点均匀分布在线的两侧,误差较大的点予以舍去。
作图如下图:
由题意
知
,即图线的斜率表示
,将已知数据代入可求得
③为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向“b”,S2掷向“c”。
为了保证测量安全,可以将一合适的定值电阻与电源串联连接在电路中。
在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件S1和E之间。
点评:
以往的实验往往是一力一电,今年的游标卡尺是选修3-1的附录,游标卡尺、螺旋测微器、
多用电表,大家狂练过的---我以为今年考多用电表的。
电学实验霍尔效应的空穴导电属于新
情景,不过大部分学校练习过,第3问有难度。
22、(15分)答:
(1)物块加速度的大小为3m/s2,到达B点的速度为8m/s;
(2)拉力F与斜面的夹角30°时,拉力F最小,最小值是
.
解析:
(1)物体做匀加速直线运动,根据运动学公式,有:
①,v=at②
联立解得;
a=3m/s2,v=8m/s
(2)对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,如图
根据牛顿第二定律,有:
水平方向:
Fcosα-mgsinα-Ff=ma
竖直方向:
Fsinα+FN-mgcosα=0
其中:
Ff=μFN
联立解得:
故当α=30°时,拉力F有最小值,为
;
点评:
本题是已知运动情况确定受力情况,关键先根据运动学公式求解加速度,然后根据牛顿第二定律列式讨论.
23、答:
(1)粒子过Q点时速度的大小
,与水平方向的夹角θ=45°
(2)粒子以垂直y轴的方向进入第二象限时
(3)粒子相邻两次经过Q点所用的时间
解析:
(1)粒子在第四象限的电场中做类平抛运动,水平方向:
2d=v0t
竖直方向做匀加速直线运动,最大速度
:
联立以上三公式,得:
粒子的合速度:
设合速度与水平方向的夹角为θ,则:
,故θ=45°
(2)粒子以垂直y轴的方向进入第二象限,则粒子偏转的角度是135°,粒子的运动轨迹如下图所示:
O1为圆心,由几何关系可知
为等腰直角三角形,则有
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即:
代人数据,整理得:
(3)若经过一段时间后粒子能够再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同则粒子运动的轨如图:
它在磁场中运动的半径:
粒子在一、三象限中运动的总时间:
粒子中二、四象限中运动轨迹的长度:
粒子中二、四象限中运动的时间:
粒子相邻两次经过Q点所用的时间:
点评:
拿下前2问即可,第3问直接放弃,除非你非常优秀,不然后面的题就没有时间了。
36、(8分)【物理——选修3-3】
(1)答案:
C
解析:
在热机工作过程中不可避免的要有能量耗散,其效率不可能达到100%,A错误;热传递是靠热量的转移告便系统的内能的,B错;系统达到热平衡的标志是温度相同,C正确;分自动理论告诉我们,物质是由分子组成的,分子永不停息的做无规则运动,胆大两分子运动遵从一定的统计规律,如温度升高,所有的分子的平均动能增大,D错。
(2)答案:
①
②放热,大于
①当气缸下潜至990m时,设封闭气体的压强为p,温度为T,突击为V由题意知p=100atm
根据理想气体状态方程得
代入数据得
②下滑过程中气体体积减小,外界对气体做正功,由气体的质量一定,温度降低,故气体向外发生热传递,且传递的热量大于外界对气体做的功。
37、(8分)【物理——选修3-4】
(1)答案:
①λ=1m,②加强
解析:
①由简谐运动表达式为x=0.1πsin(20πt)m知,角频率ω=20πrad/s,则周期为
,由
得,波长λ=vT=1m;
②△S=5m-4m=1m=λ,故P点的振动加强.
(2)答:
①从CD边射出,与CD边成45°斜向左下方
②
解析:
(1)因为
,临界角C=45°
第一次射到AB面上的入射角为60°,大于临界角,所以发生全发射,反射到BC面上,入射角为60°,又发生全反射,射到CD面上的入射角为30°
根据折射定律得,
,解得θ=45°.
即光从CD边射出,与CD边成45°斜向左下方.
(2)根据几何关系得,AF=4cm,则BF=4cm.
∠BFG=∠BGF,则BG=4cm.所以GC=4cm.
所以
38、(8分)【物理——选修3-5】
(1)答案:
或α,
或12.5%
解析:
①根据电荷数守恒、质量数守恒,知未知粒子的电荷数为2,质量数为4,为
.
②经7.8×10-16s,知经历了3个半衰期,所剩
占开始时的
=
.
(2)答案:
A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小是2m/s
解析:
因碰撞时间极短,A与C碰撞过程动量守恒,设碰撞后瞬间A的速度大小为vA,C的速度大小为vC,
以向右为正方向,由动量守恒定律得
mAv0=mAvA+mCvC,①
A与B在摩擦力作用下达到共同速度,设共同速度为vAB,由动量守恒定律得
mAvA+mBv0=(mA+mB)vAB ②
A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞,应满足:
vAB=vC③
联立①②③式解得:
vA=2m/s.
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