2013年高考物理試卷（北京）（解析卷）

第頁|共頁2013年北京市高考物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（共8小題，每小題6分，滿分48分）1．（6分）下列說法正確的是（）A．液體中懸浮的微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng) B．液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng) C．物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．物體對外界做功，其內(nèi)能一定減少 【考點(diǎn)】84：布朗運(yùn)動(dòng)；8F：熱力學(xué)第一定律．【專題】545：布朗運(yùn)動(dòng)專題．【分析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，溫度越高，懸浮微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈；做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能．【解答】解：AB、布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，故A正確，B錯(cuò)誤；C、由公式△U=W+Q知做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能，物體從外界吸收熱量若同時(shí)對外界做功，則內(nèi)能不一定增加，故C錯(cuò)誤；D、物體對外界做功若同時(shí)從外界吸收熱量，則內(nèi)能不一定減小，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評】掌握布朗運(yùn)動(dòng)的概念和決定因素，知道熱力學(xué)第一定律的公式是處理這類問題的金鑰匙．2．（6分）如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b．下列判斷正確的是（）A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率 B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C．在真空中a光的波長大于b光的波長 D．a(chǎn)光光子能量小于b光光子能量 【考點(diǎn)】H3：光的折射定律．【專題】54D：光的折射專題．【分析】根據(jù)光線的偏折程度，比較光的折射率大小，從而得出頻率、波長、光子能量的大小關(guān)系．【解答】解：A、因?yàn)閍光的偏折程度大于b光，所以對a光的折射率大于對b光的折射率。故A錯(cuò)誤；B、折射率大，頻率大，所以a光的頻率大于b光的頻率，根據(jù)E=hv知，a光的光子能量大于b光的光子能量。故B正確，D錯(cuò)誤；C、因?yàn)閍光的頻率大，根據(jù)c=λf知，則a光的波長小。故C錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】解決本題的突破口在于通過光的偏折程度比較出光的折射率的大小，知道折射率、頻率、波長等大小關(guān)系．3．（6分）一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4m/s．某時(shí)刻波形如圖所示，下列說法正確的是（）A．這列波的振幅為4cm B．這列波的周期為1s C．此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 【考點(diǎn)】F4：橫波的圖象；F5：波長、頻率和波速的關(guān)系．【專題】51D：振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像專題．【分析】由波的圖象讀出振幅和波長，由波速公式v=算出周期．由波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的位置分析質(zhì)點(diǎn)的加速度．【解答】解：A、振幅等于y的最大值，故這列波的振幅為A=2cm。故A錯(cuò)誤。B、由圖知，波長λ=8m，由波速公式v=，得周期T==s=2s。故B錯(cuò)誤。C、簡諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播，由波形平移法得知，此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤。D、此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿處于平衡位置，加速度為零。故D正確。故選：D。【點(diǎn)評】根據(jù)波的圖象讀出振幅、波長、速度方向及大小變化情況，加速度方向及大小變化情況等，是應(yīng)具備的基本能力．4．（6分）傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是（）A．木塊受到的摩擦力大小是mgcosα B．木塊對斜面體的壓力大小是mgsinα C．桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosα D．桌面對斜面體的支持力大小是（M+m）g 【考點(diǎn)】2G：力的合成與分解的運(yùn)用；3C：共點(diǎn)力的平衡．【專題】527：共點(diǎn)力作用下物體平衡專題．【分析】先對木塊m受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件求解支持力和靜摩擦力；然后對M和m整體受力分析，受重力和支持力，二力平衡．【解答】解：A、先對木塊m受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，有；f=mgsinα①N=mgcosα②由①式，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、斜面對木塊的支持力和木塊對斜面的壓力相等，由②式得B錯(cuò)誤；C、D、對M和m整體受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面對斜面體的支持力為（M+m）g，靜摩擦力為零，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：D?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵靈活地選擇研究對象，受力分析后根據(jù)平衡條件列式求解，不難．5．（6分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為El；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢變?yōu)镋2，則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比El：E2分別為（）A．b→a，2：1 B．a(chǎn)→b，2：1 C．a(chǎn)→b，1：2 D．b→a，1：2 【考點(diǎn)】D9：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；DB：楞次定律．【專題】53C：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．【分析】由右手定則判斷MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，即可知道通過電阻R的電流方向．MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式為E=BLv，E與B成正比．【解答】解：由右手定則判斷可知，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)镹→M，則通過電阻R的電流方向?yàn)閍→b。MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式為E=BLv，其他條件不變，E與B成正比，則得El：E2=1：2故選：C?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵要掌握右手定則和切割感應(yīng)電動(dòng)勢公式E=BLv，并能正確使用．6．（6分）某原子電離后其核外只有一個(gè)電子，若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么電子運(yùn)動(dòng)（）A．半徑越大，加速度越大 B．半徑越小，周期越大 C．半徑越大，角速度越小 D．半徑越小，線速度越小 【考點(diǎn)】47：勻速圓周運(yùn)動(dòng)；A4：庫侖定律．【專題】532：電場力與電勢的性質(zhì)專題．【分析】根據(jù)庫侖定律求出原子核與核外電子的庫侖力．根據(jù)原子核對電子的庫侖力提供向心力，由牛頓第二定律求出角速度，加速度，周期，線速度進(jìn)行比較．【解答】解：根據(jù)原子核對電子的庫侖力提供向心力，由牛頓第二定律得=ma=m=mω2r=，可得a=T=ω=v=A、半徑越大，加速度越小，故A錯(cuò)誤；B、半徑越小，周期越小，故B錯(cuò)誤；C、半徑越大，角速度越小，故C正確；D、半徑越小，線速度越大，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評】能夠根據(jù)題意找出原子核與核外電子的庫侖力提供向心力，并列出等式求解．對于等效環(huán)形電流，以一個(gè)周期為研究過程求解．7．（6分）在實(shí)驗(yàn)操作前應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觯芯科綊佭\(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖．小球每次都從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從拋出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次為x1、x2、x3，機(jī)械能的變化量依次為△E1、△E2、△E3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是（）A．x2﹣x1=x3﹣x2，△E1=△E2=△E3 B．x2﹣x1＞x3﹣x2，△E1=△E2=△E3 C．x2﹣x1＞x3﹣x2，△E1＜△E2＜△E3 D．x2﹣x1＜x3﹣x2，△E1＜△E2＜△E3 【考點(diǎn)】43：平拋運(yùn)動(dòng)；MB：研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)．【專題】16：壓軸題；518：平拋運(yùn)動(dòng)專題．【分析】平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，比較豎直方向上下落相同位移的時(shí)間關(guān)系，從而比較出水平位移的關(guān)系．【解答】解：因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落的速度越來越快，則下落相等位移的時(shí)間越來越短，水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以x2﹣x1＞x3﹣x2，因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的過程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，則，△E1=△E2=△E3．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行分析．8．（6分）以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)．換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）（）A． B． C．U=2hν﹣W D． 【考點(diǎn)】IC：光電效應(yīng)．【專題】16：壓軸題；54I：光電效應(yīng)專題．【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv﹣W，以及Ekm=eU進(jìn)行分析．【解答】解：根據(jù)題意知，一個(gè)電子吸收一個(gè)光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)，即吸收的光子能量為nhv，n=2，3，4…則有：eU=nhv﹣W，解得．知B正確，A、C、D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是掌握光電效應(yīng)方程，知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系．二、解答題9．（18分）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．（1）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器（0～50Ω，額定電流2A），開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω）B．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）C．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）D．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）為減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用C（選填器材前的字母）；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖1中的甲（選填“甲”或“乙”）．（2）圖2是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請、請根據(jù)在（1）問中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線．（3）接通開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測量值Rx==5.2Ω（保留兩位有效數(shù)字）．（4）若在（1）問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是B；若在（1）問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是D．（選填選項(xiàng)前的字母）A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值（5）在不損壞電表的前提下，將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動(dòng)距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U﹣x關(guān)系的示意圖中正確的是A．【考點(diǎn)】N6：伏安法測電阻．【專題】535：恒定電流專題．【分析】（1）合理選擇實(shí)驗(yàn)器材，先選必要器材，再根據(jù)要求滿足安全性，準(zhǔn)確性，方便操作的原則選擇待選器材．電流表的接法要求大電阻內(nèi)接法，小電阻外接法．滑動(dòng)變阻器是小電阻控制大電阻，用分壓式接法．（2）根據(jù)電路圖來連接實(shí)物圖，注意電表的正負(fù)極，并分幾個(gè)回路來連接；（3）由電壓表與電流表讀數(shù)，依據(jù)R=，即可求解；（4）電流表與電壓表是能讀出電流或電壓的電阻，并根據(jù)串并聯(lián)特征，即可求解；（5）根據(jù)閉合電路歐姆定律，結(jié)合電阻定律，即可求解．【解答】解：（1）因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于阻值約為5Ω的電阻Rx的，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角度來說，所以電流表選擇0.6A的量程；根據(jù)待測電阻的阻值與電壓表及電流表的阻值，可知＜，因此選擇電流表外接法，故選擇甲圖．（2）根據(jù)電路圖來連接實(shí)物圖原則，注意電表的正負(fù)極，并分幾個(gè)回路來連接．如圖所示；（3）電壓表的讀數(shù)為U=2.60V；電流表的讀數(shù)為I=0.50A；根據(jù)歐姆定律R=，則有R=5.2Ω；（4）由甲圖可知，待測電阻與電壓表并聯(lián)后，與電流表串聯(lián)，因此電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值．由乙圖可知，待測電阻與電流表串聯(lián)后，與電壓表并聯(lián)，因此電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值．故選B和D；（5）根據(jù)閉合電路歐姆定律與電阻定律，U=IRX=RX，當(dāng)滑片P移動(dòng)距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓增大，但不成正比，且增加越來越快，則U﹣x圖象如圖A所示，故選：A．故答案為：（1）B、C、甲（2）略（3）5.2Ω（4）B、D（5）A．【點(diǎn)評】考查如何選擇儀器，掌握選擇的方法與原則；學(xué)會(huì)由電路圖去連接實(shí)物圖，注意電表的正負(fù)極；理解歐姆定律與電阻定律的應(yīng)用，掌握誤差的分析及其產(chǎn)生原因．10．（16分）如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢差為U，板間電場可視為勻強(qiáng)電場；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場加速后射出，并進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響，求：（1）勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大??；（2）粒子從電場射出時(shí)速度v的大??；（3）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。【考點(diǎn)】37：牛頓第二定律；4A：向心力；AK：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)；CI：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)．【專題】536：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)專題．【分析】（1）根據(jù)公式可求E；（2）根據(jù)動(dòng)能定理列式求解；（3）根據(jù)洛倫茲力提供向心力列式求解?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)勻強(qiáng)電場電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系得：勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大??；（2）設(shè)帶電粒子出電場時(shí)速度為v。由動(dòng)能定理得：解得：；①（3）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：②①②聯(lián)立得：；答：（1）勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大??；（2）粒子從電場射出時(shí)速度ν的大小；（3）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R?！军c(diǎn)評】本題考查了帶電粒子在電場中的加速和在磁場中的偏轉(zhuǎn)，屬于基礎(chǔ)題，另外要注意公式，d是指沿電場方向距離。11．（18分）蹦床比賽分成預(yù)備運(yùn)動(dòng)和比賽動(dòng)作．最初，運(yùn)動(dòng)員靜止站在蹦床上；在預(yù)備運(yùn)動(dòng)階段，他經(jīng)過若干次蹦跳，逐漸增加上升高度，最終達(dá)到完成比賽動(dòng)作所需的高度；此后，進(jìn)入比賽動(dòng)作階段．把蹦床簡化為一個(gè)豎直放置的輕彈簧，彈力大小F=kx（x為床面下沉的距離，k為常量）．質(zhì)量m=50kg的運(yùn)動(dòng)員靜止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在預(yù)備運(yùn)動(dòng)中，假定運(yùn)動(dòng)員所做的總功W全部用于其機(jī)械能；在比賽動(dòng)作中，把該運(yùn)動(dòng)員視作質(zhì)點(diǎn)，其每次離開床面做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的騰空時(shí)間均為△t=2.0s，設(shè)運(yùn)動(dòng)員每次落下使床面壓縮的最大深度均為x1．取重力加速度g=10m/s2，忽略空氣阻力的影響．（1）求常量k，并在圖中畫出彈力F隨x變化的示意圖；（2）求在比賽動(dòng)作中，運(yùn)動(dòng)員離開床面后上升的最大高度hm；（3）借助F﹣x圖象可以確定彈性做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，求x1和W的值．【考點(diǎn)】2S：胡克定律；37：牛頓第二定律；6B：功能關(guān)系．【專題】16：壓軸題；52E：機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題．【分析】（1）根據(jù)胡克定律求出勁度系數(shù)，抓住彈力與形變量成正比，作出彈力F隨x變化的示意圖．（2）根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對稱性，求出人在空中下落的時(shí)間，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式求出運(yùn)動(dòng)員離開床面后上升的最大高度．（3）根據(jù)圖線圍成的面積表示彈力做功，得出彈力做功的表達(dá)式，根據(jù)動(dòng)能定理求出彈力做功，從而求出x1的值．【解答】解：（1）根據(jù)胡克定律得，mg=kx0，解得k=．F隨x的變化示意圖如圖所示．（2）根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對稱性，知運(yùn)動(dòng)員下落的時(shí)間為1s．則上升的最大高度．（3）人靜止時(shí)彈性勢能=25J運(yùn)動(dòng)員與彈簧接觸時(shí)的速度v=gt=10m/s．以彈簧面為參考面，根據(jù)動(dòng)能定理得﹣mgx0+W=人從最高處5m下落到最低處：kx12=mg（h+x1）聯(lián)立兩式解得x1=m≈1.1m．則W=2525J．答：（1）常量k=5000N/m，彈力F隨x變化的示意圖如圖所示．（2）運(yùn)動(dòng)員離開床面后上升的最大高度為5m．（3）x1和W的值分別為1.1m和2525J．【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理等知識進(jìn)行求解．12．（20分）對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。（1）一段橫截面積為S、長為l的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e。該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。（a）求導(dǎo)線中的電流I；（b）將該導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中，電流方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)線所受安培力大小為F安，導(dǎo)線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導(dǎo)F安=F。（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁