高考全国理综课标II物理试题解析 14页

‎2013年高考全国理综课标（II）物理试题解析 陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室　邢彦君 二、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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）‎ ‎ ‎ ‎14．一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图像是 ‎ ‎ ‎ ‎ 答案：C ‎ ‎ 解析：本题考查牛顿第二定律，涉及最大静摩擦力，较容易。当拉力F未超过水平桌面对物块的最大静摩擦力（滑动摩擦力）时，物体处于静止状态，加速度等于零。当水平拉力超过桌面的最大静摩擦力之后，由牛顿第二定律有，解得：。因此，F-a图象如选项C所示。‎ ‎ ‎ ‎【点拨】一物体相对另一物体的表面，由静止滑动的条件是受到的沿接触面的拉力或推力大于最大静摩擦力。‎ ‎ ‎ ‎15．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力的作用，F平行于斜面上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）。由此可求出 ‎ ‎ ‎ ‎ A．物块的质量　　　　　　　　　　　B．斜面的倾角 ‎ ‎ ‎ O ‎ ‎ C．物块与斜面间的最大静摩擦力　　　D．物块对斜面的正压力 ‎ ‎ 答案：C ‎ ‎ 解析：本题考查共点力平衡条件，涉及最大静摩擦力。较容易。设斜面对物块的最大静摩擦力为f，则物体欲上滑时F最大，物体欲下滑时F最小。因此，由共点力平衡条件有、，由此只能解得：。选项ABD错误C正确。‎ ‎ ‎ ‎【点拨】物体相对滑动趋势不定时，要按可能出现的情况分别讨论。‎ ‎ ‎ ‎16．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案：D ‎ ‎ 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力和牛顿第二定律。中等难度。线框右边进入磁场过程中，、、，解得：。由于安培力（合力）方向与速度方向相反，线框做加速度逐渐减小的减速运动。两边均进入磁场后，线框中的磁通量不再变化，感应电流为零，安培力（合力）为零，线框做匀速运动。线框右边出磁场左边未出磁场过程中，同理可知，线框做加速度减小的减速运动。整个过程中，线框的v-t图象如选项D所示。‎ ‎ ‎ ‎17．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率vo沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为 ‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎ ‎ 答案：A ‎ ‎ 解析：本题考查洛伦兹力与牛顿第二定律。本题考查洛伦兹力与牛顿第二定律，涉及几何关系的运用。中等难度。画出粒子在磁场中的运动轨迹，由几何关系可知，轨道半径为。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有。解得：。选项BCD错误A正确。‎ ‎ ‎ ‎18．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 ‎ ‎ ‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎ ‎ 答案：B ‎ ‎ ‎ 解析：本题考库仑定律、共点力平衡条件，涉及整体法与隔离法。中等难度。由于水平面光滑，对三球整体运用共点力平条件可知，所受匀强电场的电场力等于零，即，由于E不等于零，因此有，解得：。对c球由共点力平衡条件有：，解得：。选项ACD错误B正确。‎ ‎ ‎ ‎19．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是 ‎ ‎ A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 ‎ ‎ B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 ‎ ‎ C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 ‎ ‎ D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎ ‎ 答案：ABD ‎ ‎ 解析：本题考查经典电磁学史料知识。较容易。通有恒定电流的直导线附近的磁场是稳定不变的，处在其附近的线框中的磁通量不变，不会出现感应电流。选项ABD正确C错误。‎ ‎ ‎ ‎20．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是 ‎ ‎ A．卫星的动能逐渐减小 ‎ ‎ B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小 ‎ ‎ C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 ‎ ‎ D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 ‎ ‎ 答案：BD ‎ ‎ 解析：‎ 本题考查万有引力定律、牛顿第二定律和动能定理。由于有空气阻力做功，卫星地球系统的机械能不守恒。由可知，因此随着轨道半径的变小，卫星速率增大，动能增大。卫星动能增大，说明引力与阻力的总功大于零，因此，引力的功，即减少的引力势能大于克服阻力的功。选项AC错误BD正确。‎ ‎ ‎ ‎21．公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车一圆弧，等汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处，‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ A．路面外侧高内侧低 ‎ ‎ B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动 ‎ ‎ C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一高度限度，车辆便不会向外侧滑动 ‎ ‎ D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小 ‎ ‎ 答案：AC ‎ ‎ 解析：为了提供车辆转弯所需向心力，防止车辆转弯时外向侧滑，转弯处的公路都是外侧高于内侧高度，使重力的分力与静摩擦力的合力充当向心力。选项A 正确；转弯半径一定时车速低于vc时，转弯所需向心力减小，可能向内侧滑动。路面结冰后静摩擦力变小，若vc变小，汽车有可能向内侧滑动。选项BD错误C正确。‎ ‎ ‎ ‎22．（8分）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 回答下列问题：‎ ‎ ‎ ‎（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）。‎ ‎ ‎ A．小球的质量m　　　 B．小球抛出点到落地点的水平距离s ‎ ‎ C．桌面到地面的高度h　　D．弹簧的压缩量Δx ‎ ‎ E．弹簧原长lo ‎ ‎ ‎（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=　　　　　　。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出，如果h不变，m增加，s-Δx图线的斜率会　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s-Δx图线的斜率会　 　(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与s-Δx的　　　次方成正比。‎ ‎ ‎ 答案：（1）ABC；（2）；（3）减小，增加，2。‎ ‎ ‎ 解析：本题考查探究弹簧弹性势能实验，涉及平抛运动规律。中等难度。小球离开桌面后做平抛运动，测出桌面到地面的高度h、落点到抛出点的水平距离s，由、可算出小球离开弹簧似的速度，再测出小球的质量m，便可算出小球离开弹簧式获得的动能。从理论上讲，则应有，解得：‎ ‎。由此可知图象的斜率为，则h不变m增加时，斜率减小；m不变h增加时，斜率增大。由于实验中绘出的图象是过原点的倾斜直线，因此，s与的一次方成正比。即，而，因此，EP与的二次方成正比。‎ ‎ ‎ ‎23．（7分）某同学用量程为1mA、内阻为120Ω 的表头按图（a）所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）所示的实物图上连线。‎ ‎ ‎ ‎（2）开关S闭合时，多用电表用于测量　　　　　(填“电流”、“电压，或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量　　　(填“电流”、“电压”或“电阻”)。‎ ‎ ‎ ‎（3）表笔A应为　　色(填“红”或“黑”)。‎ ‎ ‎ ‎（4）定值电阻的阻值R1= Ω，R2= Ω。（结果取3位有效数字）‎ ‎ ‎ 答案：（1）如图所示；（2）电流，电压；（3）黑 ‎ ‎ 解析：本题考查电流表的改装。较容易 ‎ ‎ ‎（1）由电路图可画出实物连接如图所示；（2）S闭合时，电流表并联上分流电阻，是电流表，测得的是电流；S断开时，电流表串联上分压电阻，是电压表，测得的是电压；（3）做电流表时，应使电流“红进黑出”，因此，A应是黑表笔。（4）由、，代入数据解得：R1=1kΩ，R2=880Ω。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎24．（14分）如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷量为q（q>0）的质点沿轨道内侧运动。经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案： 、、‎ ‎ ‎ 解析：本题考查带电粒子在匀强电场中的圆周运动，涉及牛顿第二定律和动能定理的运用。中等难度。对粒子经过a、b两点的运动，分别运用牛顿第二定律有、；对质点从b到a的运动，由动能定理有。解得： 、、。‎ ‎ ‎ ‎25．（18分）一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10ｍ/s2，求：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（1）物块与木板间；木板与地面间的动摩擦因数；‎ ‎ ‎ ‎（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。‎ ‎ ‎ 答案：（1）0.20，0.30；（2）m ‎ ‎ 解析：本题考查牛顿第二定律与匀变速直线运动规律的综合运用，涉及v-t图象。中等难度。（1）物块无初速放置在运动的木板上后，两者间产生滑动摩擦力，此摩擦力使物块减速，此摩擦力和地面的摩擦力使长木板减速。由图象可知，两者共速时的速度为1m/s，所用时间为0.5s。由图象可知，物块、木板的加速度大小分别为m/s2，m/s2。对两者分别运用牛顿第二定律有，，解得：，；（2）共速后，由于地面的摩擦力，木板继续减速，若假设两者相对静止，木板对物块的静摩擦力为f，则。对两者分别运用牛顿第二定律有，，解得：，与假设不符。因此，两者仍有相对滑动，物块的加速度仍为m/s2，但方向与速度方向相反，做减速运动。对木板由牛顿第二定律有，解得：m/s2。由此可知，木板的速度先减至零。从物块被放置到物块静止，物块的v-t图象如图中虚线所示。由图象面积可知，物块对地面的位移为m。上述过程中木板相对地面的位移为m。物块相对木板的位移为m。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎33．【物理一选修3-3】（5分）‎ ‎ ‎ ‎（1）（5分）关于一定量的气体，下列说法正确的是　　　（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分。选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。‎ ‎ ‎ A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和 ‎ ‎ B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 ‎ ‎ C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 ‎ ‎ D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 ‎ ‎ E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高。‎ ‎ ‎ 答案：ABE ‎ ‎ 解析：本题考查分子动理论及内能。较容易。气体的体积是指分子所能到达的空间。选项A正确；气体的温度只与分子平均动能有关，降低分子运动的剧烈程度，分子平均动能减少，温度降低。选项B正确；气体的压强是由于分子对器壁的撞击形成的，与分子重力无关。选项C错误；气体从外界吸热的同时，若对外做功，且做的功大于吸收的热，则内能减少。选项D错误；由理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体等压膨胀时温度升高。选项E正确。‎ ‎ ‎ ‎（2）（10分）如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为Po=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案：cm ‎ ‎ 解析：在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为，设活塞下推后下部空气柱的压强为，由玻意耳定律有；如图，设活塞下推距离为，则此时玻璃管上部空气柱长度为，设此时玻璃管上部空气柱的压强为，则。由玻意耳定律有。代入数据解得：cm。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎34．【物理——选修3-4】（15分）‎ ‎ ‎ ‎（1）（5分）如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为Ao，周期为To。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A　　Ao（填“>”“<”“=”）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案：<，<‎ ‎ ‎ 解析：本题考查弹簧振子的简谐运动。较容易。b脱开后与a分离，振子的总机械能减小，则振幅减小；振子的质量减小，周期减小。‎ ‎ ‎ ‎（2）（10分）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°。一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（i）求三棱镜的折射率 ‎ ‎ ‎（ii）在三棱镜的AC边是否有光线透出，写出分析过程。（不考虑多次反射）‎ ‎ ‎ 答案：（i）；（ii）AC面无光线射出 ‎ ‎ 解析：本题考查光的折射，涉及全反射。较容易。做出光在三棱镜中的传播路线如图所示，由几何关系可知，光在P点的入射角及M点的折射角均为，对P、M出的折射，由折射定律有，，解得：。由几何关系可知，由光的反射定律有。解得，则。解得：；‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 由几何关系可知，光线进入棱镜后在AC面的入射角。由 可知，棱镜对空气的临界角为。因此，光线在N点发生全反射，AC面无光线射出。‎ ‎ ‎ ‎35．【物理—选修3-5】（15分）‎ ‎ ‎ ‎（1）（5分）关于原子核的结合能，下列说法正确的是　　　　（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分。）‎ ‎ ‎ A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 ‎ ‎ B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 ‎ ‎ C．铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能 ‎ ‎ D．比结合能越大，原子核越不稳定 ‎ ‎ E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最大于该原子核的结合能 ‎ ‎ 答案：ABC ‎ ‎ 解析：本题考查核能及其释放。结合能是指核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成核子是吸收的能量。选项A正确；由于重核裂变反应中能量守恒，且释放能量，因此，衰变产物的结合能之和一定大于于原重核的结合能。选项B正确；原子核的核子数越多，结合能越大。选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定。选项D错误；自由核子结合成原子核时能量守恒，且要释放能量，因此，质量亏损对应的能量小于原子核的结合能。选项E正确。‎ ‎ ‎ ‎（2）（10分）如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块Ａ、B、C。B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质最不计）。设A以速度vo朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（i）整个系统损失的机械能；‎ ‎ ‎ ‎（ii）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。‎ ‎ ‎ 答案：（i）；（ii）‎ ‎ ‎ 解析：从A压缩弹簧到A、B速度相等，对AB系统由动量守恒定律有：，此后B与C发生碰撞并粘连，对这一碰撞由动量守恒定律有：。则从A开始压缩弹簧到A与弹簧分离，系统损失的机械能为：。解得：；‎ ‎ ‎ 由可知，此后A将继续压缩弹簧，直至三者具有相同速度，此时弹簧被压至最短，具有的弹性势能最大。由动量守恒定律有：，由能量守恒定律有：。解得：。‎ ‎2013-09-18 人教网