山东高考理综物理卷答案详解 15页

‎2013年山东省高考理综试题物理 第I卷（必做，共35分）‎ 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 （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C cm。‎ ‎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。‎ 答案解析 ‎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。‎ 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=100π rad/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。‎ ‎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：①M ②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.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=at ②‎ 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.（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. （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.解析：（1）答案： 或α， 或12.5%‎ ‎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=vC ③ ‎ 联立①②③式解得：vA=2m/s．‎