2013年高考物理真题（安徽自主命题）.doc

绝密★启用前 2013年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷） 理科综合能力测试（物理） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第1页至第5页，第Ⅱ卷第6页至第12页。全卷满分300分，时间150分钟。 考生注意事项： 1、答题前，务必在试题卷，答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。务必在答题卡背面规定的地方填写姓名和座位号后两位。 2、答第Ⅰ卷时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3、答第Ⅱ卷时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4、考试结束后，务必将试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题 共120分） 本卷共20小题，每小题6分，共120分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 a m θ 14．如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为（重力加速度为g） A． B． C． a mg θ T FN D． 【答案】A 【解析】小球受力如图，根据牛顿第二定律： 沿斜面方向有 ； 垂直于斜面方向上有 a × × × · b c d O 解得：；。 正确选项：A 15．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 【答案】B 370 N × M 小灯泡 【解析】根据右手安培定则可判定O点磁感应强度的方向水平向左，根据左手定则可判定：一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是向下。正确选项：B 16．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为370，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端于导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放，运动一端时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2，sin370=0.6） A．2.5m/s 1W B．5m/s 1W C．7.5m/s 9W D．15m/s 9W 【答案】B 【解析】小灯泡稳定发光，说明导体棒MN匀速运动，则有，可得导体棒MN的运动速度；小灯泡消耗的电功率。正确选项：B 17．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：，故人造地球卫星的动能，而引力势能，人造地球卫星机械能E=EP+Ek。由能量守恒定律，因摩擦而产生的热量：代入R1和R2得：。正确选项：C 18．由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28m3/min，水离开喷口时的速度大小为，方向与水平面夹角为600，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是（重力加速度g取10m/s2） A．28.8m 1.12×10-2m3 B．28.8m 0.672m3 C．38.4m 1.29×10-2m3 D．38.4m 0.776m3 【答案】A 【解析】水离开喷口时竖直分速度为，在竖直方向上升的高度，水离开喷口到达着火位置所用时间为，空中水柱的水量为 G M N P R0 Rx 。正确选项：A 19．用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值，是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得，，则Rx的阻值为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】通过电流表的电流为零时，P点的电势与R0和Rx连接点的电势相等。则。又电阻丝的电阻，故，所以。正确选项：C z x y q 20．如图所示，平面是无穷大导体的表面，该导体充满的空间，的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上处的场强大小为（k为静电力常量） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由点电荷产生的电场在导体表面间的电场分布，导体表面上的感应电荷等效于在z=－h处的带等量的异种电荷－q，故在z轴上处的场强大小为。正确选项：D （在此卷上答题无效） 绝密★启用前 2013年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷） 理科综合能力测试（物理） 第Ⅱ卷（非选择题 共180分） 考生注意事项： 请用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 21．（18分） I．（5分）根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 （1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm。 图1 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。 a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于50，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔即为单摆周期T e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于50，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间，则单摆周期 【答案】(1)18.6 (2)abe 【解析】（1）由题图主尺读数18mm，游标尺的第6条刻度线与主尺刻度线对齐读数应为0.6mm，小钢球直径D=18mm+0.6mm=18.6mm （2）根据实验要求，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，a正确；为了减小空气阻力的影响，应尽量选择质量大些、体积小些的摆球，b正确；为了使单摆的运动为简谐运动，要求摆角不大于50， 为了减小测量的误差，应使摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，e正确。 II．（6分）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为_______mm。 （2）为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图Ⅰ所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。 V A Rx R E S 图1 图2 【答案】(1)0.007 0.638 (2)如图所示 【解析】（1）由图可读得0.007mm和0.645mm， 故校零时的读数为0.007mm； 合金丝的直径为D=0.645mm－0.007mm=0.638mm。 （2）按照电路图连接电路如图 R0 R S En rn 1 2 图1 20 40 60 80 100 120 140 160 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 × × × × × × × × 图2 III．（7分）根据闭合电路欧姆定律，用图Ⅰ所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图2所示。已知，请完成以下数据分析和处理。 （1）图2中电阻为 的数据点应剔除； （2）在坐标纸上画出关系图线； （3）图线的斜率是 ，由此可得电池电动势 V。 20 40 60 80 100 120 140 160 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 × × × × × × × × 【答案】(1)80.00 (2)如图所示 (3)0.00444 1.50 【解析】（1）由图2发现在拟合的过程中，80.00的数据点误差太大，故应剔除。 （2）拟合作图如图所示 （3）用较远的两点得图线斜率=0.00444， 由闭合电路欧姆定律知可得，所以代入k、R0值得E=1.50V。 22．（14分） 一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间的变化情况如图2所示，物体相应的速度随时间的变化关系如图3所示。求： 图1 F 图2 F/N t/s O 2 4 6 8 10 1 2 3 v/(m·s-1) t/s O 2 4 6 8 10 1 2 3 图3 （1）0~8s时间内拉力的冲量； （2）0~6s时间内物体的位移； （3）0~10s时间内，物体克服摩擦力所做的功。 【答案】（1） （2）6m （3）30J 【解析】（1）由图2知， （2）由图3知物体的位移为 （3）由图2知，在6~8s时间内，物体作匀速运动，于是有f=2N 由图3知在0~10s时间内物体的总位移为 ，所以 23．（16分） x a b c B y O P E v0 如图所示的平面直角坐标系xoy，在第Ⅰ象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形区域内有匀强电场，方向垂直于xoy平面向里，正三角形边长为L，且边与y轴平行。一质量为、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求： （1）电场强度E的大小； （2）粒子到达点时速度的大小和方向； （3）区域内磁场的磁感应强度的最小值。 【答案】（1）（2）方向指向第IV象限与x轴正方向成450角 r 450 x a b c B y O P E v0 （3） 【解析】（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有 联立以上各式可得 （2）粒子到达a点时沿负y方向的分速度为 所以 方向指向第IV象限与x轴正方向成450角 （3）粒子在磁场中运动时，有 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 所以 24．（20分） m α M 如图所示，质量为、倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，斜面顶端与劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为。 （1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度； （2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动； （3）求弹簧的最大伸长量； （4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？ 【答案】（1）（2）见解析（3）（4） x m α M O 【解析】（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧的伸长量为，有 解得 此时弹簧的长度为 （2）当物块的位移为x时，弹簧伸长量为，物块所受合力为 联立以上各式可得 可知物块作简谐运动 （3）物块作简谐运动的振幅为 由对称性可知，最大伸长量为 （4）设物块位移x为正，则斜面体受力情况如图所示，由于斜面体平衡，所以有 f F α Mg FN2 FN1 水平方向 竖直方向 又， 联立可得， 为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有，所以 当时，上式右端达到最大值，于是有