2013年普通高等学校招生全国统一考试 物理（江苏卷）（含答案）

2013年普通高等学校招生全国统一考试 物理（江苏卷）（含答案）

绝密★启用前 ‎2013年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）‎ 物理试题 一、单项选择题:本题共5小题,每小题3 分,共计15 分. 每小题只有一个选项符合题意.‎ ‎1. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知：‎ ‎(A)太阳位于木星运行轨道的中心 ‎(B)火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 ‎(C)火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 ‎(D)相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 ‎2. 如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上. 不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是 ‎(A)A 的速度比B 的大 ‎(B)A 与B 的向心加速度大小相等 ‎(C)悬挂A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等 ‎(D)悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小 ‎3. 下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘. 坐标原点o处电场强度最大的是 ‎ A B C D ‎ ‎ ‎4. 在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻发生变化,导致S 两端电压U 增大, 装置发出警报,此时 ‎(A) 变大,且R 越大,U 增大越明显 ‎(B) 变大,且R 越小,U 增大越明显 ‎(C) 变小,且R 越大,U 增大越明显 ‎(D) 变小,且R 越小,U 增大越明显 ‎5. 水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等. 碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 ‎(A)30%‎ ‎(B)50%‎ ‎(C)70%‎ ‎(D)90%‎ 二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共计16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不答的得0 分.‎ ‎6. 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a、b 为电场中的两点,则 ‎(A)a 点的电场强度比b 点的大 ‎(B)a 点的电势比b 点的高 ‎(C)检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大 ‎(D)将检验电荷-q 从a 点移到b 点的过程中,电场力做负功 ‎7. 如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N 点,两球运动的最大高度相同. 空气阻力不计,则 ‎(A)B 的加速度比A 的大 ‎(B)B 的飞行时间比A 的长 ‎(C)B 在最高点的速度比A 在最高点的大 ‎(D)B 在落地时的速度比A 在落地时的大 ‎8. 如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法有 ‎（A）向下滑动P ‎((B))增大交流电源的电压 ‎(C)增大交流电源的频率 ‎(D)减小电容器C 的电容 ‎9. 如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB =a,物块与桌面间的动摩擦因数为. 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动, 经O点到达B点时速度为零. 重力加速度为g. 则上述过程中 ‎(A)物块在A点时,弹簧的弹性势能等于 ‎(B)物块在B点时,弹簧的弹性势能小于 ‎(C)经O点时,物块的动能小于 ‎ ‎(D)物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能 三、简答题:本题分必做题(第10、11 题) 和选做题(第12 题) 两部分,共计42 分. 请将解答填写在答题卡相应的位置.‎ ‎【必做题】‎ ‎10. (8 分)为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,小明测量小灯泡的电压U ‎ 和电流I,利用P =UI 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10.‎ ‎(1)准备使用的实物电路如题10-1 图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)‎ ‎ ‎ ‎ (题10-1 图)‎ ‎(2)现有10、20 和50 的定值电阻,电路中的电阻R1 应选_______的定值电阻.‎ ‎(3)测量结束后,应先断开开关,拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.‎ ‎(4)小明处理数据后将P、 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2 图所示. 请指出图象中不恰当的地方.‎ ‎11. (10 分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1 个小球. 手动敲击弹性金属片M,M 与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第2 个小球. 当第1 个小球撞击M 时,M 与触头分开,第2 个小球开始下落 ‎……. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.‎ ‎(1)在实验中,下列做法正确的有_______ ‎(A)电路中的电源只能选用交流电源 ‎(B)实验前应将M 调整到电磁铁的正下方 ‎(C)用直尺测量电磁铁下端到M 的竖直距离作为小球下落的高度 ‎(D)手动敲击M 的同时按下秒表开始计时 ‎(2)实验测得小球下落的高度H =1. ‎980 m,10 个小球下落的总时间T =6. 5 s. 可求出重力加速度g =_______. (结果保留两位有效数字)‎ ‎(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.‎ ‎(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差,这导致实验误差. 为此,他分别取高度H1 和H2,测量n个小球下落的总时间T1 和T2. 他是否可以利用这两组数据消除 ‎ 对实验结果的影响? 请推导说明.‎ ‎12. 【选做题】本题包括A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答. 若多做,则按A、B 两小题评分.‎ A. [选修3-3](12 分)‎ 如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A. 其中,A®B 和C®D 为等温过程,B®C 和D®A 为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是著名的“卡诺循环”.‎ ‎(1)该循环过程中,下列说法正确的是_______.‎ ‎(A)A®B 过程中,外界对气体做功 ‎(B)B®C 过程中,气体分子的平均动能增大 ‎(C)C®D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 ‎(D)D®A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化 ‎(2)该循环过程中,内能减小的过程是_______ (选填“A ®B”、“B ®C”、“C ®D”或“D®A”). 若气体在A®B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C®D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ.‎ ‎(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A 状态时的体积为‎10 L,在B 状态时压强为A状态时的. 求气体在B状态时单位体积内的分子数. ( 已知阿伏加德罗常数,计算结果保留一位有效数字)‎ B. [选修3-4](12 分)‎ ‎ ‎ ‎(题12B-1 图)‎ ‎(1)如题12B-1 图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz. 现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为_______.‎ ‎(A) 1 Hz ‎(B) 3 Hz ‎(C) 4 Hz ‎(D) 5 Hz ‎(2)如题12B-2 图所示,两艘飞船A、B 沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c). 地面上测得它们相距为L,则A 测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L. 当B 向A 发出一光信号,A 测得该信号的速度为_______.‎ ‎(3)题12B-3 图为单反照相机取景器的示意图, ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC. 光线垂直AB 射入,分别在CD 和EA 上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC 射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)‎ ‎(题12B-3 图)‎ C. [选修3-5](12 分)‎ ‎(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的_______也相等.‎ ‎(题‎12C-1 图)‎ ‎(A)速度 ‎(B)动能 ‎(C)动量 ‎(D)总能量 ‎(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+ )的能级图如题‎12C-1 图所示. 电子处在n =3 轨道上比处在n =5 轨道上离氦核的距离_______(选填“近”或“远”). 当大量He+处在n =4 的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有_______条.‎ ‎(3)如题‎12C-2 图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为‎80kg和‎100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0. ‎1 m/ s. A 将B向空间站方向轻推后,A 的速度变为0. ‎2 m/ s,求此时B 的速度大小和方向.‎ ‎(题‎12C-2 图)‎ 四、计算题:本题共3 小题,共计47 分. 解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.‎ ‎13. (15 分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直. 已知线圈的匝数N =100,边长ab =1. ‎0 m、bc =0. ‎5 m,电阻r =2 . 磁感应强度B 在0 ~1 s 内从零均匀变化到0. 2 T. 在1~5 s 内从0. 2 T 均匀变化到-0. 2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.‎ 求：‎ ‎(1)0. 5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向； ‎ ‎(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q；‎ ‎(3)在0~5s 内线圈产生的焦耳热Q.‎ ‎14. (16 分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验. 若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2,各接触面间的动摩擦因数均为. 重力加速度为g.‎ （1） 当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力大小；‎ （2） 要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；‎ ‎ (3)本实验中,=‎0.5kg, =‎0.1kg,,砝码与纸板左端的距离d =‎0.1 m,取g =10 . 若砝码移动的距离超过l=‎0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大? ‎ ‎15. (16 分)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制. 如题15-1 图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2 图所示. x 轴正方向为E 的正方向,垂直纸面向里为B的正方向. 在坐标原点O 有一粒子P,其质量和电荷量分别为m 和+q. 不计重力. 在时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动.‎ ‎（1）求P在磁场中运动时速度的大小；‎ ‎（2）求应满足的关系；‎ ‎ (3)在()时刻释放P,求P速度为零时的坐标.‎