普通高等校招生全國(guó)統(tǒng)一考試?yán)砭C（物理）試題（北京卷）

PAGEPAGE8絕密★啟封前 機(jī)密★使用完畢前2013年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試（北京卷）本試卷共16頁(yè)，共300分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)150分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。以下數(shù)據(jù)可供解題時(shí)參考：可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1C12O16Cl35.5Ca40（選擇題共120分）本部分共20小題，每小題6分，共120分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。14.如圖所示，一束可見(jiàn)光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列判斷正確的是A．玻璃對(duì)a光的折射率小雨對(duì)b光的折射率B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．在真空中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)D．a(chǎn)光光子能力小于b光光子能量15.一列沿x軸正方向傳播的間諧機(jī)械橫波，波速為4m/s。某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是這列波的振幅為4cm這列波的周期為1s此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為016。傾角為a、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上。下列結(jié)論正確的是A.木塊收到的摩擦力大小事mgcosaB.木塊對(duì)斜兩體的壓力大小是mgsinaC.桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsinacosaD.桌面對(duì)斜面體的支持力大小是（M+m）g17.如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度V向右勻速滑動(dòng),MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為El;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2。則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比El:E2分別為C→a，2：1a→c，2：1a→c，1：2c→a，1：218.某原子電離后其核外只有一個(gè)電子，若該電子在核的經(jīng)典力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么電子運(yùn)動(dòng)A.半徑越大，加速度越大B.半徑越小，周期越大C.半徑越大，角速度越小D.半徑越小，線速度越小19.在實(shí)驗(yàn)操作前應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治?。研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。小球每次都從斜槽的同一位置無(wú)初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出。改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與三的間距。若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從跑出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次是x1，x2，x3，機(jī)械能的變化量依次為△E1，△E2，△E3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是A．x2-x1=x3-x2,,△E1=△E2=△E3B．x2-x1>x3-x2,,△E1=△E2=△E3C．x2-x1>x3-x2,,△E1<△E2<△E3D．x2-x1<x3-x2,,△E1<△E2<△E320.以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子子啊短時(shí)間內(nèi)能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)，換同樣頻率為v的強(qiáng)激光照射陰極k，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極k接電源正極，陽(yáng)極A接電源負(fù)極，在kA之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)，逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減??；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）A.U=hve-WeBU=2hvC.U=2hv-WD.U=5hv2e-第二部分（非選擇題共180分）本部分共11小題，共180分。21．（18分）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。（1）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計(jì)），滑動(dòng)變阻器（0~50Ω，額定電流2A），開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表A.電流表(0~3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B.電流表(0~0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C.電壓表(0~3V，內(nèi)阻約3kΩ)D.電壓表(0~15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用，電壓表應(yīng)選用_(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的（選填“甲”或“乙”）（2）圖2是測(cè)最Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線.請(qǐng)請(qǐng)根據(jù)在(1)問(wèn)中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線.（3）接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器畫(huà)片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測(cè)量值RX=UI=Ω（4）若在（1）問(wèn)中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是;若在（1）問(wèn)中選用乙電路殘生誤差的主要原因是。（選填選項(xiàng)前的字母）A.電流表測(cè)量值小于流經(jīng)RX的電流值B.電流表測(cè)量值大于流經(jīng)RX的電流值C.電壓表測(cè)量值小于RX兩端的電壓值D.電壓表測(cè)量值大于RX兩端的電壓值（5）再不損壞電表的前提下，將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動(dòng)距離x的增加，被測(cè)電阻RX兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是。22．（16分）如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開(kāi)始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后射出，并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響，求：勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小；粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大小；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。23.（18分）蹦床比賽分成預(yù)備運(yùn)動(dòng)和比賽動(dòng)作。最初，運(yùn)動(dòng)員靜止站在蹦床上在預(yù)備運(yùn)動(dòng)階段，他經(jīng)過(guò)若干次蹦跳，逐漸增加上升高度，最終達(dá)到完成比賽動(dòng)作所需的高度；此后，進(jìn)入比賽動(dòng)作階段。把蹦床簡(jiǎn)化為一個(gè)豎直放置的輕彈簧，彈力大小F=kx(x為床面下沉的距離，k為常量)。質(zhì)量m=50kg的運(yùn)動(dòng)員靜止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在預(yù)備運(yùn)動(dòng)中，家丁運(yùn)動(dòng)員所做的總共W全部用于其機(jī)械能；在比賽動(dòng)作中，把該運(yùn)動(dòng)員視作質(zhì)點(diǎn)，其每次離開(kāi)床面做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的騰空時(shí)間均為△t=2.0s，設(shè)運(yùn)動(dòng)員每次落下使床面壓縮的最大深度均為xl。取重力加速度g=I0m/s2，忽略空氣阻力的影響。求常量k，并在圖中畫(huà)出彈力F隨x變化的示意圖；求在比賽動(dòng)作中，運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)床面后上升的最大高度hm;借助F-x圖像可以確定彈性做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，求x1和W的值24.（20分） 對(duì)于同一物理問(wèn)題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e。該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為V。求導(dǎo)線中的電流I將該導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)線所受安培力大小為F安，導(dǎo)線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導(dǎo)F安=F。正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為V，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系。（注意：解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明）物理部分解析13、【答案】A【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是指液體中懸浮固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，故A正確B錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量，有可能同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能不一定增加，同理，物體對(duì)外做功，有可能同時(shí)從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定減少，故CD錯(cuò)誤。本題選A。14、【答案】B【解析】由題圖可知a光在玻璃磚中的偏折程度較大，故玻璃磚對(duì)a光的折射率大，可假設(shè)a光是紫光，b光是紅光，結(jié)合所學(xué)易知選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；由可知a光光子能量大于b光光子能量，D錯(cuò)誤。本題選B。15、【答案】D【解析】由題圖可看出該橫波的振幅是2cm，波長(zhǎng)是8m，則周期=2s，此時(shí)x=4m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，速度最大，加速度為0，由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系可知此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，本題選D。16、【答案】D【解析】隔離木塊分析，可知木塊受重力、斜面體的支持力N和靜摩擦力f三個(gè)力的作用而靜止，將重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知，故A錯(cuò)誤，由牛頓第三定律可知木塊對(duì)斜兩體的壓力大小是mgcosa，故B錯(cuò)誤。以木塊和斜面體整體為研究對(duì)象，整體受重力和桌面的支持力兩個(gè)力的作用而靜止，合力為零，根據(jù)平衡條件可知，水平方向沒(méi)有其他外力，則桌面對(duì)斜面體沒(méi)有摩擦力，故C錯(cuò)誤D正確．17、【答案】C【解析】據(jù)右手定則可直接判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→c，由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可知若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，本題選C。18、【答案】C【解析】電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力充當(dāng)向心力，有，結(jié)合以上關(guān)系式分析各選項(xiàng)可知半徑越大，加速度越小，角速度越小；半徑越小，周期越小，線速度越大，只有選項(xiàng)C正確。19、【答案】B【解析】由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于水平板豎直方向上的間距相等，故小球經(jīng)過(guò)板1-2的時(shí)間大于經(jīng)過(guò)板2-3的時(shí)間，故x2-x1>x3-x2，由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，故△E1=△E2=△E3=0，本題選B。20、【答案】B【解析】由題意可知，用強(qiáng)激光照射發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)有（n=2,3,4,5,6），在kA之間逐漸增大U，當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，由動(dòng)能定理可得，聯(lián)立可得（n=2,3,4,5,6），對(duì)比各選項(xiàng)可知選B。21、【答案】(1)BC甲(2)如圖所示(3)5.2（4）BD（5）A【解析】（1）電流表、電壓表在實(shí)驗(yàn)中指針能達(dá)到半偏附近，讀數(shù)誤差小、較精確，由于電源電動(dòng)勢(shì)為4V，待測(cè)電阻阻值約為5Ω，則電路中的最大電流為0.8A，故電流表應(yīng)選B，電壓表選C；由于，故實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)采用外接法。（2）電流表外接即可，連線圖見(jiàn)答案。（3）由第（1）問(wèn)已確定電表的兩程，在此直接讀數(shù)即可，電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)為2.6V，則=5.2Ω。（4）圖甲電流表外接，測(cè)得的電流實(shí)際上是流過(guò)和電壓表的電流之和；圖乙電流表內(nèi)接，電壓表的示數(shù)實(shí)際上是和電流表兩端的電壓之和。（5）由閉合電路歐姆定律可知兩端的電壓與滑動(dòng)變阻器兩端的電壓之和等于電源的電動(dòng)勢(shì)，隨著x的增大，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻減小，電路中的電流逐漸增大，故U-x圖線是斜率逐漸增大的曲線。選A。22、【答案】見(jiàn)解析【解析】（1）由平行板電容器電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為；（2）根據(jù)動(dòng)能定理，有，解得；（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有，解得。23、【答案】見(jiàn)解析【解析】（1）床面下沉m時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受力平衡，有，解得N/m,F-x圖線如圖所示。（2）運(yùn)動(dòng)員從x=0處離開(kāi)床面，開(kāi)始騰空，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知其上升、下落的時(shí)間相等，，解得5.0m。（3）參照由速度時(shí)間圖線求位移的方法可知F-x圖線下的面積等于彈力做的功，從x處到x=0處，彈力做的功，運(yùn)動(dòng)員從處上升到最大高度的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可得，解得=1.1m對(duì)整個(gè)預(yù)備運(yùn)動(dòng)過(guò)程分