2013高考北京理综物理部分试题与答案word解析版

2013北京理综物理部分第1页2013年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理试题（北京卷）第一部分（选择题共120分）本部分共20小题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。13．下列说法正确的是A．液体中悬浮的微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少14．如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光的频率大于b光的频率C．在真空中a光的波长大于b光的波长D．a光光子能量小于b光光子能量15.一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是A．这列波的振幅为4cmB．这列波的周期为1sC．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D．此时x=4m处质点的加速度为016．倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是A．木块受到的摩擦力大小是mgcosαB．木块对斜两体的压力大小是mgsinaC．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g17.如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为El；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比El∶E2分别为A．c→a，2∶1B．a→c，2∶1C．a→c，1∶2D．c→a，1∶218．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动A．半径越大，加速度越大B．半径越小，周期越大C．半径越大，角速度越小D．半径越小，线速度越小19．在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是A．x2-x1=x3-x2，ΔE1=ΔE2=ΔE3B．x2-x1x3-x2，ΔE1=ΔE2=ΔE3C．x2-x1x3-x2，ΔE1ΔE2ΔE3D．x2-x1x3-x2，ΔE1ΔE2ΔE32013北京理综物理部分第2页20．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应。换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）A．eWehUB．eWehU2C．2UhvWD．eWehU25第二部分（非选择题共180分）本部分共11小题，共180分。21．（18分）某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。⑴现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）B．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用______（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的________（选填“甲”或“乙”）。⑵图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请请根据在⑴问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。⑶接通开关，改变滑动变阻器画片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx=IU=________Ω（保留两位有效数字）。⑷若在⑴问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_____；若在⑴问中选用乙电路，产生误差的主要原因是。（选填选项前的字母）A．电流表测量值小于流经Rx的电流值B．电流表测量值大于流经Rx的电流值C．电压表测量值小于Rx两端的电压值2013北京理综物理部分第3页D．电压表测量值大于Rx两端的电压值⑸在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是。22．（16分）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：⑴匀强电场场强E的大小；⑵粒子从电场射出时速度ν的大小；⑶粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。23．（18分）蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx（x为床面下沉的距离，k为常量）。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在预备运动中，假定运动员所做的总功W全部用于其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为Δt=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。取重力加速度g=I0m/s2，忽略空气阻力的影响。⑴求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；⑵求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；⑶借助F-x图像可以确定弹性做功的规律，在此基础上，求x1和W的值。2013北京理综物理部分第4页24.（20分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。⑴一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。(a)求导线中的电流I；(b)将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。⑵正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）2013北京理综物理部分第5页2013年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理答案（北京卷）第一部分（选择题共120分）本部分共20小题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。13．【答案】A【解析】根据定义，液体中悬浮颗粒（花粉、碳粒等）的无规则运动称为布朗运动，并不是指分子的无规则运动。因此A正确，B错误。根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q。物体从外界吸热时，Q为正。但是如果物体此时对外做功，则W为负。因此内能的变化不能确定，因此C错；D同理，也错。简单题，考察布朗运动与热力学第一定律。14．【答案】B【解析】如图所示，光线从玻璃向空气中折射，在入射角相同的情况下，a光的折射角大。根据21sinsinn可得，na＞nb。则νa＞νb，Ea＞Eb，λa＞λb。因此B正确。简单题，考察光的折射率的相关知识。15.【答案】D【解析】如图所示，这列横波的振幅为2cm，波长为8m，波速为4m/s。因此。vT=2s根据同侧法，x=4m处质点沿y轴正方向运动，而此时该点在平衡位置，加速度为0，速度最大。因此D正确。简单题，考察机械波中波形图的基本知识。16．【答案】D【解析】由于木块静止在斜面上，因此受到的摩擦力为静摩擦，大小为mgsinθ，因此A错误。木块对斜面体的压力大小为mgcosθ，因此B错。由于M和m相对静止，因此桌面对M没有摩擦力。只有D正确。简单题，考察力的分解与物体的平衡。17.【答案】C【解析】由E＝BLv可得，当磁感应强度变为2B时，电动势变为2E。根据楞次定律（右手定则），电流方向是a→c。因此C正确。简单题，考察电磁感应中动生电动势的基本知识。18．【答案】C【解析】在电子运动时，库仑力提供向心力。rTmmrrvmmarQek222224,,因此C正确。中等题，考察电场中库仑力结合圆周运动的基本知识，运用的方法与万有引力中行星运动相近，需要考生有一定的推理能力。19．【答案】B【解析】x2﹣x1＝v0△t1；x3﹣x2＝v0△t2。做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，因此越往下速度越快，因此△t1＞△t2，即x2﹣x1＞x3﹣x2。由于在不计空气阻力时，平抛运动的物体机械能守恒。△E＝0。所以答案是B。中等题，考察平抛运动和机械能守恒定律的基本知识。平抛的部分不难，机械能变化是陷阱。考生凭借思维惯性很容易把“机械能”误认为重力势能。20．【答案】B【解析】由题意可得，多个光子也可以引起光电效应，使一个电子逸出。光电方程变为。同时，eU＝Ek。因此，eWnhvU。只有B正确。2013北京理综物理部分第6页中等题，非常灵活地考察光电效应。课本上说低于极限频率的光子不能引发光电效应，但是这里面结合现代科技，解释了多光子光电效应。在这里我们要认识两个问题：1、光子能量不可再分；2、遏止电压与光电子最大初动能的关系。应该说这道题出得比较精彩。第二部分（非选择题共180分）本部分共11小题，共180分。21．【答案】⑴B、C、甲⑵如图⑶5.2Ω⑷B、D⑸A【解析】(1)在电学实验中，选择电表的原则是要超过电表量程的1/3，因此B、C表符合要求。由于待测电阻是小电阻，因此采用电流表外接的图甲误差较小。(2)如图(3)电流表示数I=0.50A，电压表示数U=2.60V，电阻的测量值RX=U/I=5.2Ω.(4)若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是电压表分流，电流表测量值大于流经Rx的电流值;(5)若在（1）问中选用乙电路残生误差的主要原因是电流表分压，电压表测量值大于Rx两端的电压值。设滑动变阻器单位长度电阻为k，由闭合电路欧姆定律，I=kxRRrEx，U=IRX=kxRRrExRX。由此可知，当x增大时，U非线性增大，当x达到最大值时，U增加量变大，所以反映U-x关系的示意图中正确的是A。22．【答案】⑴Ud⑵2qUm⑶12mUBq【解析】(1)根据匀强电场电势差和电场强度的关系得：匀强电场场强E的大小UEd(2)设带电粒子出电场时速度为v．由动能定理得：212qUmv,解得2qUvm(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有2vqvBmR,得12mURBq23．【答案】⑴5000N/m如图⑵5m⑶1.1m2525J【解析】(1)床面下沉00.10xm，运动员受力平衡0mgkx,得305.010/mgkNmxF—x图线如图(2)运动员从x=0处离开床面，开始腾空，其上升、