1、绝密启封前机密使用完毕前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（北京卷）本试卷共16页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。以下数据可供解题时参考：可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Cl35.5 Ca40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.液体中悬浮颗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
2、，其内能一定减少【答案】A【KS5U解析】布朗运动是指液体中悬浮固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A正确B错误；物体从外界吸收热量，有可能同时对外做功，其内能不一定增加，同理，物体对外做功，有可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少，故CD错误。本题选A。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光的折射率小雨对b光的折射率Ba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Da光光子能量小于b光光子能量【答案】B【KS5U解析】由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较大，故玻璃砖对a光的折射率大，可假设a光是紫光，b
3、光是红光，结合所学易知选项A、C错误，B正确；由可知a光光子能量大于b光光子能量，D错误。本题选B。15. 一列沿x轴正方向传播的间谐机械横波，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0【答案】D【KS5U解析】由题图可看出该横波的振幅是2cm，波长是8m，则周期=2s，此时x=4m处的质点处于平衡位置，速度最大，加速度为0，由质点振动方向和波的传播方向的关系可知此时x=4m处质点正沿y轴正方向运动，本题选D。16。倾角为a、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m
4、的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是A.木块收到的摩擦力大小是mgcosaB.木块对斜两体的压力大小是mg sin aC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin acosaD.桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g【答案】D【KS5U解析】隔离木块分析，可知木块受重力、斜面体的支持力N和静摩擦力f三个力的作用而静止，将重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知，故A错误，由牛顿第三定律可知木块对斜两体的压力大小是mgcosa，故B错误。以木块和斜面体整体为研究对象，整体受重力和桌面的支持力两个力的作用而静止，合力为零，根据平衡条件可知，水平方向没有其他外力，则桌面对斜面体没有摩擦力，故C错误D正确
5、 17. 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. Ca，2：1B. ac，2：1C. ac，1：2D. ca，1：2【答案】C【KS5U解析】据右手定则可直接判断出感应电流的方向为ac，由导体棒切割磁感线产生的感应电动势的表达式可知若磁感应强度增为2B,其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为原来的2倍，本题选C。18.某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的经典力作
6、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【答案】C【KS5U解析】电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力，有，结合以上关系式分析各选项可知半径越大，加速度越小，角速度越小；半径越小，周期越小，线速度越大，只有选项C正确。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
7、，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是x1，x2，x3，机械能的变化量依次为E1，E2，E3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是Ax2- x1= x3- x2, E1=E2=E3Bx2- x1x3- x2, E1=E2=E3Cx2- x1x3- x2, E1E2E3Dx2- x1 x3- x2, E1E2x3- x2，由于小球做平抛运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故E1=E2=E3=0，本题选B。20.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内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
8、光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在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v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v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.U=- B U=-C.U=2hv-W D. U=-【答案】B【KS5U解析】由题意可知，用强激光照射发生光电效应时有（n=2,3
9、,4,5,6-），在kA之间逐渐增大U，当光电流恰好减小到零时，由动能定理可得，联立可得（n=2,3,4,5,6-），对比各选项可知选B。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5的电阻Rx的阻值。（1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（050，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表A.电流表(03A，内阻约0.025)B.电流表(00.6A，内阻约0.125)C.电压表(03V，内阻约3k)D.电压表(015V，内阻约15k)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
10、电路应采用图1中的 （选填“甲”或“乙”）（2）图2是测最Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线.请请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线.（3）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= (保留两位有效数字)。（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是 ;若在（1）问中选用乙电路残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D. 电压表测量值大于RX两端的电压值（5
11、）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 。【答案】(1)B C 甲 (2)如图所示 (3)5.2 （4）B D （5）A【KS5U解析】（1）电流表、电压表在实验中指针能达到半偏附近，读数误差小、较精确，由于电源电动势为4V，待测电阻阻值约为5，则电路中的最大电流为0.8A，故电流表应选B，电压表选C；由于 ，故实验中电流表应采用外接法。（2）电流表外接即可，连线图见答案。（3）由第（1）问已确定电表的两程，在此直接读数即可，电流表示数为0.5A，电压表示数为2.6V，则=5
12、.2。（4）图甲电流表外接，测得的电流实际上是流过和电压表的电流之和；图乙电流表内接，电压表的示数实际上是和电流表两端的电压之和。（5）由闭合电路欧姆定律可知两端的电压与滑动变阻器两端的电压之和等于电源的电动势，随着x的增大，滑动变阻器接入电路的有效电阻减小，电路中的电流逐渐增大，故U-x图线是斜率逐渐增大的曲线。选A。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：（1） 匀强电场场强E的大小；（2）
13、 粒子从电场射出时速度的大小；（3） 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。【答案】见解析【KS5U解析】（1）由平行板电容器电场强度的定义式可知，电场强度的大小为；（2）根据动能定理，有，解得；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有，解得。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
14、运动中，假设运动员所做的总功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t=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。（1） 求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；（2） 求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm;（3） 借助F-x 图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求 x1 和W的值【答案】见解析【KS5U解析】（1）床面下沉m时，运动员受力平衡，有，解得N/m,F-x图线如图所示。（2）运动员从x=0处离开床面，开始腾空，由运动的对称性知其上升、下落的
15、时间相等，解得5.0m。（3）参照由速度时间图线求位移的方法可知F-x图线下的面积等于弹力做的功，从x处到x=0处，弹力做的功，运动员从处上升到最大高度的过程，根据动能定理可得，解得=1.1m对整个预备运动过程分析，由题设条件以及功和能的关系，有解得W=2525J.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。（1） 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
16、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。（2） 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）【答案】见解析【KS5U解析】（1）（a）设时间内通过导体横截面的电荷量为，由电流的定义，可得。（b）每个自由电子所受的洛伦兹力为，设导体中共有N个自由电子，则导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为由安培力的计算公式，有故。（2）一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为，如图所示，以器壁上的面积S为底，以为高构成柱体，由题设可知，其内的粒子在时间内有与器壁S发生碰撞，碰撞粒子总数为时间内粒子给器壁的冲量为面积为S的器壁受到粒子压力为器壁单位面积所受粒子压力为