2013年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試理綜(物理)試題(天津卷)

#（2）某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．①下列做法正確的是（填字母代號）A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上C實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D.通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要盆新調(diào)節(jié)木板傾斜度②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量（填遠大于，遠小于，或近似于）③甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、口乙甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為u甲，u乙由圖可知，m甲m乙u甲—口乙（填“大于”、“小于”或“等于”）（3）要測繪一個標有“3V,0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由,零逐漸增加到3V,并便于操作。已選用的器材有：電池組（電動勢為4.5V,內(nèi)阻約1Q）:電流表（量程為0~250mA.內(nèi)阻約5Q）;電壓表（量程為0~3V.內(nèi)限約3kQ）:電鍵一個、導(dǎo)線若干。實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的（填字母代號）。A.滑動變阻器（最大阻值20Q,額定電流1A）B.滑動變阻器（最大阻值1750Q,額定電流0.3A）實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖（填字母代號）。3③實臉得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V,內(nèi)阻為50Q3③實臉得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V,內(nèi)阻為50Q的電源兩端，小燈泡消耗的功率是_W。10.(16分)質(zhì)量為10.(16分)質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=20m,物塊與地面間的動摩擦因數(shù)U=0.2,g取10m/s2,,求：(1)物塊在力F作用過程發(fā)生位移xl的大?。?2)撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t。11.(18分)一圓筒的橫截面如圖所示，其圓心為0。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中M板帶正電荷.N板帶等量負電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自乂板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S十十十十十戶十十十十M以速度v沿半徑SO方向射入磁場中.粒子與圈筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動能損失，且電荷量保持不變，在不計重力的情況下，求：十十十十十戶十十十十M(DM.N間電場強度E的大小；(2)圓筒的半徑R:(3)保持M、N間電場強度E不變，僅將M板向上平移2/3d,粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放粒子自進入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)no12.(20分)超導(dǎo)現(xiàn)象是20世紀人類重大發(fā)現(xiàn)之一，日前我國己研制出世界傳輸電流最大的高溫超導(dǎo)電纜并成功示范運行。(l)超導(dǎo)體在溫度特別低時電阻可以降到幾乎為零，這種性質(zhì)可以通過實驗研究.將一個閉合超導(dǎo)金屬圈環(huán)水平放置在勻強磁場中，磁感線垂直于圈環(huán)平面向上，逐漸降低溫度使環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場，若此后環(huán)中的電流不隨時間變化．則表明其電阻為零。請指出自上往下看環(huán)中電流方向，并說明理由。(2)為探究該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限P,研究人員測得撤去磁場后環(huán)中電流為I,并經(jīng)一年以上的時間t未檢測出電流變化。實際上儀器只能檢測出大于AI的電流變化，其中△1<<1,當電流的變化小于△1時，儀器檢測不出電流的變化，研究人員便認為電流沒有變化。設(shè)環(huán)的橫截面積為S,環(huán)中定向移動電子的平均速率為v,電子質(zhì)量為m、電荷量為e.試用上述給出的各物理量，推導(dǎo)出P的表達式。(3)若仍使用上述測量儀器，實驗持續(xù)時間依舊為t.為使實驗獲得的該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限P的準確程度更高，請?zhí)岢瞿愕慕ㄗh，并簡要說明實現(xiàn)方法.

解析1、【答案】C【解析】本題主要考察原子結(jié)構(gòu)和原子核的相關(guān)知識。A選項錯誤。該項是較大的迷惑項，考生不留意極易誤選，原子核發(fā)生衰變時，電荷守恒，但會有質(zhì)量虧損,遵循的是愛因斯坦的質(zhì)能方程而非質(zhì)量守恒規(guī)律；B選項錯誤。a射線和B射線分別是帶正電的氮核流和帶負電的電子流，而Y射線不帶電；C選項正確。根據(jù)玻爾氫原子模型的相關(guān)理論，電子軌道和能量都是量子化的，而在“躍遷”過程中要遵循h(huán)u=Em-En,故只能輻射特定頻率的光子李琪解析D選項錯誤。由光電效應(yīng)的基本方程Ek二hu-WO可知，光電子的動能由入射光頻率決定。2、【答案】B【解析】本題主要考察能量（做功正負判斷）、動量（動量定理、動量守恒）相關(guān)知識。設(shè)甲乙兩運動員的質(zhì)量分別為m甲、m乙，追上之前的瞬間甲、乙兩運動員的速度分別是v甲，v乙，根據(jù)題意整個交接棒過程可以分為兩部分：①完全非彈性碰撞過程一“交棒”；m甲v甲+m乙v乙二（m甲+m乙）v共②向前推出（人船模型）一“接棒”（m甲+m乙）v共二m甲v'甲+m乙v'乙由上面兩個方程聯(lián)立可以解得：m甲Av甲=-m乙Av乙，即B選項正確。經(jīng)歷了中間的完全非彈性碰撞過程會有能量損失，C、D選項錯誤。3、【答案】A【解析】本題考察電磁感應(yīng)相關(guān)基礎(chǔ)知識及推論。設(shè)ab和be邊長分別為lab,Ibe,,則lab>lbc,由于兩次“穿越”過程均為相同速率穿過，若假設(shè)穿過磁場區(qū)域的速度為v,則有Ql=|W安11=B212abvR?Ibe,ql=It=AQR=Blab?IbeR；同理可以求得Q2=|W安2|=B212bevR-lab,q2=It=AQR=Blab-IbeR；觀察可知Q1〉Q2,ql=q2,A選項正確。4、【答案】B【解析】本題考察遠距離輸電和理想變壓器的基礎(chǔ)知識。 由理想變壓器的基本規(guī)律：Uab:Ucd=nab:ncd,Pab=Pcd,可知nablab=ncdled,高壓輸電線MN上電流較大，故應(yīng)設(shè)法降低交流電流表的待測電流，B選項正確。5、【答案】D【解析】本題考察物體的受力分析、共點力的動態(tài)平衡問題。物體在三個共點力作用下達到平衡狀態(tài)，其中一個力的大小和方向均不發(fā)生變化時： 一個力的方向不變，另一個力方向改變，利用力的三角形法則；另外兩個力中，另外兩個力方向均改變，利用力的三角形與幾何三角形相似。對小球進行受力分析如圖所示，則題干描述的動態(tài)過程可通過力的三角形邊長的變化替代。圖中黑線代表小球的重力，藍色代表細繩中的拉力FT,紅色代表斜面彈力FN6、【答案】BC【解析】本題考察靜電場的基本概念。兩等量正電荷周圍部分電場線如“6解圖1”所示，其中P、Q連線的中垂線MN上，從0點指向M點到無窮遠的方向與從0點指向N點到無窮遠的方向的電場線分布情況關(guān)于PQ連線對稱。在指向無窮遠方向上，建立如“6解圖2”的模型，如圖：令OP=LS是PQ連線中垂線上任意一點，令NOPS二。，則S點處的場強ES=2EPsin6=2kQr2sin6=2kQ12sin9cos29,令sin9=a,則Ua￡[0,1）,求導(dǎo)并令導(dǎo)場強度先增大后減小，且方向始終指向無窮遠方向。A選項錯誤，電荷僅受電場力作用，而在A向O的過程中電場強度并非恒定不變，故一定不是勻變速直線運動；B選項正確，電場力方向與AO方向一致，電場力做正功，電勢能逐漸減??；C選項正確，由動能定理易函數(shù)得零可知，當a函數(shù)得零可知，當a=33，即sin9=33時ES取得最大，即從O到無窮遠過程中電7、【答案】AC【解析】本題考察機械波的圖象及多解性7、【答案】AC【解析】本題考察機械波的圖象及多解性后起圖7知；D選項錯誤a、b兩點之間的波形圖“余數(shù)”可以為解析圖中藍色和紅色兩種形式。對于情X1對于情況2：對于情X1對于情況2：(升：)gm代人自然數(shù)門可知NC選項正確口3情況28、【答案】AD【解析】本題主要考察幾何光學(xué)和物理光學(xué)的基礎(chǔ)知識應(yīng)用。 根據(jù)題干描述“當。=&時，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大。角，當。=8時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失”，結(jié)合發(fā)生全反射的臨界角C滿足：sinC=1/n可知，A選項“玻璃磚對A光的折射率比對B光的大”正確；B選項錯誤，由n=c/v,結(jié)合A選項可知；C選項錯誤，當a<0<B時，B光尚未發(fā)生全反射現(xiàn)象，故光屏上應(yīng)該看到2個亮斑，其中包含NP側(cè)的反射光斑(A、B重合)以及NQ一側(cè)的B光的折射光線形成的光斑；D選項正確。當8<0<n/2時，A、B兩光均發(fā)生了全反射，故僅能看到NP側(cè)的反射光斑(A、B重合)。9、⑴【矮案】3,一洸/1解析】本題主要萬有引力的基本應(yīng)用.由尸六=(:一黑=內(nèi)日二呼就可得.(2)【答案】①AD②遠小于③小于，大于【解析】本題主要考察“驗證牛頓第二定律”的實驗。①選擇AD。B選項錯誤，在調(diào)節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不應(yīng)懸掛“重物”；C選項錯誤，打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當實驗結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點計時器。 ②按照教材上的理論若以砝碼桶及砝碼作為小木塊的外力，則有a=mgM，而實際實驗過程中砝碼桶及砝碼也與小木塊一起做勻加速運動，即對砝碼桶及砝碼有mg-T=ma,對小木塊有T=Ma。綜上有：小物塊的實際的加速度為a=mg(M+m)<mgM,只有當m<<M時，才能有效的保證實驗的準確性。③當沒有平衡摩擦力時有：T-f=1^,故@=1mT-Ug,即圖線斜率為1m,縱軸截距的大小為Ug。觀察圖線可知m甲小于m乙，U甲大于U乙(3)【答案】①A②B③0.1【解析】本題考察了“小燈泡的伏安特性曲線”的實驗。①根據(jù)“燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V,并便于操作”可知控制電路必定為“分壓電路”,而“分壓電路”需要用較小的滑動變阻器,故選擇A。②在①中已經(jīng)明確了控制電路，繼續(xù)要選擇電流表的接法，題中RxRA=155=3,而RVRx=300015=200,可知電壓表的分流作用不如電流表的分壓作用明顯,故而應(yīng)選擇電流表的外接法,綜上可知B選項的電路圖正確。③根據(jù)圖像可知，當將小燈泡接入電動勢為1.5V,內(nèi)阻為5Q的電源兩端時，將小燈泡和內(nèi)阻等效到坐標紙上可知小燈泡的伏安特性曲線仍處于

“線性”段，故其電阻為10。，代入閉合電路歐姆定律及功率計算表達式可知P實際=(E(r+Rx))2Rx=(1.55+10)2X10=0.1(W)【解析】整個運動逆程的示意圖如圖所示(1)取小物塊為研究對象，從人運動到s的過程由動能定理,有mg對小物坡受力分析如圖所亍，f=際,=產(chǎn)喧 ②mg由①②戰(zhàn)立，代入數(shù)據(jù)，解得x-=16m(2：'由可知，在C點(如圖)外力F撤去后，小物塊僅在摩擦力的作用下做句旗速運動，直至速度褊為零時到達￡點.取4到S的方向為正方向，則撤去外力后,由牛頓第二定律有：TOC\o"1-5"\h\zf--斯卜產(chǎn) ijr>g=ria ⑶由運函學(xué)公式有口=ul比 ④cP-v^=2a[y.-y..) ⑸聯(lián)立③④⑤三式，代入數(shù)據(jù)解得f=2￡【解析】《1)粒子自仰板邊緣的尸點由靜止釋放，經(jīng)印板的小孔￡以速度/沿半徑S二方向射入磁場過程中,由動能定理有qU=①TOC\o"1-5"\h\z在勻強電場中有U=E。 ②聯(lián)立①②兩式，代A數(shù)據(jù)得已=?；； ③(2)粒子進入瑟場后經(jīng)過離被碰撞后又從S點射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩碰撞點和S點帶圓尚三等分,設(shè)粒子在磁場中運朗的軌道半役為門則洛佗滋力提供粒子做圓周運動的向心力，有即『=;：=g? ?庭立④⑤兩式解得Q呼?：3)保持帆、想間電場強度E不變，僅耨伸橫向上平移:。后、Ur=；' ⑥由①式可知，qU'=產(chǎn) ⑦于是〃=卒'/,八乎印 ⑧根據(jù)幾何關(guān)系可知，保恃解、河間電場強度；5不變，僅椅仰板向上平移后，粒子陪在與筒壁發(fā)生三役碰撞后由2點射出12、

【解析】一）整個裝置示意示如圉如示,當圓環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場的瞬間，由於次定律可知，原垂直于環(huán)向上的鎏場不小,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向一致，由右手螺旋定則可知，產(chǎn)生的電流為逆時針方向.（2）設(shè)超導(dǎo)圓環(huán)屈周畏為L，電阻為T貝I>1由電流的微觀定義可知，超導(dǎo)