2013年普通高等學校招生全國統一考試（江蘇卷）
物理試題
一、單項:本題共5小題,每小題3 分,共計15 分. 每小題只有一個選項符合題意.
1. 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行,根據開普勒行星運動定律可知：
(A)太陽位于木星運行軌道的中心
(B)火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等
(C)火星與木星公轉周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方
(D)相同時間內,火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積
2. 如圖所示,“旋轉秋千”中的兩個座椅A、B 質量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上. 不考慮空氣阻力的影響,當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時,下列說法正確的是
(A)A 的速度比B 的大
(B)A 與B 的向心加速度大小相等
(C)懸掛A、B 的纜繩與豎直方向的夾角相等
(D)懸掛A 的纜繩所受的拉力比懸掛B 的小
3. 下列選項中的各 圓環大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各 圓環間彼此絕緣. 坐標原點o處電場強度最大的是
4. 在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及(時C)發搖現,設計了一種報警裝置,電路如圖所示. M 是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻 發生變化,導致S 兩端電壓U 增大, 裝置發出警報,此時
(A) 變大,且R 越大,U 增大越明顯
(B) 變大,且R 越小,U 增大越明顯
(C) 變小,且R 越大,U 增大越明顯
(D) 變小,且R 越小,U 增大越明顯
5. 水平面上,一白球與一靜止的灰球碰撞,兩球質量相等. 碰撞過程的頻閃照片如圖所示,據此可推斷,碰撞過程中系統損失的動能約占碰撞前動能的
(A)30%
(B)50%
(C)70%
(D)90%
二、多項:本題共4 小題,每小題4 分,共計16 分. 每小題有多個選項符合題意. 全部選對的得4 分,選對但不全的得2 分,錯選或不答的得0 分.
6. 將一電荷量為+Q 的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等. a、b 為電場中的兩點,則
(A)a 點的電場強度比b 點的大
(B)a 點的電勢比b 點的高
(C)檢驗電荷-q 在a 點的電勢能比在b 點的大
(D)將檢驗電荷-q 從a 點移到b 點的過程中,電場力做負功
7. 如圖所示,從地面上同一位置拋出兩小球A、B,分別落在地面上的M、N 點,兩球運動的最大高度相同. 空氣阻力不計,則
(A)B 的加速度比A 的大
(B)B 的飛行時間比A 的長
(C)B 在最高點的速度比A 在最高點的大
(D)B 在落地時的速度比A 在落地時的大
8. 如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當副線圈上的滑片P 處于圖示位置時,燈泡L 能發光. 要使燈泡變亮,可以采取的方法有
（A）向下滑動P
((B))增大交流電源的電壓
(C)增大交流電源的頻率
(D)減小電容器C 的電容
9. 如圖所示,水平桌面上的輕質彈簧一端固定,另一端與小物塊相連. 彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標出). 物塊的質量為m,AB =a,物塊與桌面間的動摩擦因數為 . 現用水平向右的力將物塊從O 點拉至A 點,拉力做的功為W. 撤去拉力后物塊由靜止向左運動, 經O點到達B點時速度為零. 重力加速度為g. 則上述過程中
(A)物塊在A點時,彈簧的彈性勢能等于
(B)物塊在B點時,彈簧的彈性勢能小于
(C)經O點時,物塊的動能小于
(D)物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能
三、簡答題:本題分必做題(第10、11 題) 和選做題(第12 題) 兩部分,共計42 分. 請將解答填寫在答題卡相應的位置.
【必做題】
10. (8 分)為探究小燈泡的電功率P 和電壓U 的關系,小明測量小燈泡的電壓U 和電流I,利用P =UI 得到電功率. 實驗所使用的小燈泡規格為“3.0 V 1.8 W”,電源為12 V 的電池,滑動變阻器的最大阻值為10 .
(1)準備使用的實物電路如題10-1 圖所示. 請將滑動變阻器接入電路的正確位置. (用筆畫線代替導線)
(題10-1 圖)
(2)現有10 、20 和50 的定值電阻,電路中的電阻R1 應選??????? 的定值電阻.
(3)測量結束后,應先斷開開關,拆除???????兩端的導線,再拆除其他導線,最后整理好器材.
(4)小明處理數據后將P、 描點在坐標紙上,并作出了一條直線,如題10-2 圖所示. 請指出圖象中不恰當的地方.
11. (10 分)某興趣小組利用自由落體運動測定重力加速度,實驗裝置如圖所示. 傾斜的球槽中放有若干個小鐵球,閉合開關K,電磁鐵吸住第1 個小球. 手動敲擊彈性金屬片M,M 與觸頭瞬間分開, 第1 個小球開始下落,M 迅速恢復,電磁鐵又吸住第2 個小球. 當第1 個小球撞擊M 時,M 與觸頭分開,第2 個小球開始下落
……. 這樣,就可測出多個小球下落的總時間.
(1)在實驗中,下列做法正確的有???????
(A)電路中的電源只能選用交流電源
(B)實驗前應將M 調整到電磁鐵的正下方
(C)用直尺測量電磁鐵下端到M 的豎直距離作為小球下落的高度
(D)手動敲擊M 的同時按下秒表開始計時
(2)實驗測得小球下落的高度H =1. 980 m,10 個小球下落的總時間T =6. 5 s. 可求出重力加速度g =??????? . (結果保留兩位有效數字)
(3)在不增加實驗器材的情況下,請提出減小實驗誤差的兩個辦法.
(4)某同學考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間 磁性才消失,因此,每個小球的實際下落時間與它的測量時間相差 ,這導致實驗誤差. 為此,他分別取高度H1 和H2,測量n個小球下落的總時間T1 和T2. 他是否可以利用這兩組數據消除 對實驗結果的影響? 請推導說明.
12. 【選做題】本題包括A、B、C 三小題,請選定其中兩小題,并在相應的答題區域內作答. 若多做,則按A、B 兩小題評分.
A. [選修3-3](12 分)
如圖所示,一定質量的理想氣體從狀態A 依次經過狀態B、C 和D 后再回到狀態A. 其中,A?B 和C?D 為等溫過程,B?C 和D?A 為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換). 這就是著名的“卡諾循環”.
(1)該循環過程中,下列說法正確的是???????.
(A)A?B 過程中,外界對氣體做功
(B)B?C 過程中,氣體分子的平均動能增大
(C)C?D 過程中,單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多
(D)D?A 過程中,氣體分子的速率分布曲線不發生變化
(2)該循環過程中,內能減小的過程是??????? (選填“A ?B”、“B ?C”、“C ?D”或“D?A”). 若氣體在A?B 過程中吸收63 kJ 的熱量,在C?D 過程中放出38 kJ 的熱量,則氣體完成一次循環對外做的功為???????kJ.
(3)若該循環過程中的氣體為1 mol,氣體在A 狀態時的體積為10 L,在B 狀態時壓強為A狀態時的 . 求氣體在B狀態時單位體積內的分子數. ( 已知阿伏加德羅常數 ,計算結果保留一位有效數字)
B. [選修3-4](12 分)
(題12B-1 圖)
(1)如題12B-1 圖所示的裝置,彈簧振子的固有頻率是4 Hz. 現勻速轉動把手,給彈簧振子以周期性的驅動力,測得彈簧振子振動達到穩定時的頻率為1Hz,則把手轉動的頻率為???????.
(A) 1 Hz
(B) 3 Hz
(C) 4 Hz
(D) 5 Hz
(2)如題12B-2 圖所示,兩艘飛船A、B 沿同一直線同向飛行,相對地面的速度均為v(v 接近光速c). 地面上測得它們相距為L,則A 測得兩飛船間的距離??????? (選填“大于”、“等于”或“小于”)L. 當B 向A 發出一光信號,A 測得該信號的速度為???????.
(3)題12B-3 圖為單反照相機取景器的示意圖, ABCDE為五棱鏡的一個截面,AB BC. 光線垂直AB 射入,分別在CD 和EA 上發生反射,且兩次反射的入射角相等,最后光線垂直BC 射出.若兩次反射都為全反射,則該五棱鏡折射率的最小值是多少?(計算結果可用三角函數表示)
(題12B-3 圖)
C. [選修3-5](12 分)
(1)如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等,則它們的???????也相等.
(題12C-1 圖)
(A)速度
(B)動能
(C)動量
(D)總能量
(2)根據玻爾原子結構理論,氦離子(He+ )的能級圖如題12C-1 圖所示. 電子處在n =3 軌道上比處在n =5 軌道上離氦核的距離???????(選填“近”或“遠”). 當大量He+處在n =4 的激發態時,由于躍遷所發射的譜線有???????條.
(3)如題12C-2 圖所示,進行太空行走的宇航員A和B的質量分別為80kg和100 kg,他們攜手遠離空間站,相對空間站的速度為0. 1 m/ s. A 將B向空間站方向輕推后,A 的速度變為0. 2 m/ s,求此時B 的速度大小和方向.
(題12C-2 圖)
四、:本題共3 小題,共計47 分. 解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟. 只寫出最后答案的不能得分. 有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位.
13. (15 分)如圖所示,勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場垂直. 已知線圈的匝數N =100,邊長ab =1. 0 m、bc =0. 5 m,電阻r =2 . 磁感應強度B 在0 ?1 s 內從零均勻變化到0. 2 T. 在1?5 s 內從0. 2 T 均勻變化到-0. 2 T,取垂直紙面向里為磁場的正方向.
求：
(1)0. 5 s 時線圈內感應電動勢的大小E 和感應電流的方向；
(2)在1?5s內通過線圈的電荷量q；
(3)在0?5s 內線圈產生的焦耳熱Q.
14. (16 分)如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出, 砝碼的移動很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實驗. 若砝碼和紙板的質量分別為m1 和m2,各接觸面間的動摩擦因數均為 . 重力加速度為g.
（1）當紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力大小；
（2）要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大小；
(3)本實驗中, =0.5kg, =0.1kg, ,砝碼與紙板左端的距離d =0.1 m,取g =10 . 若砝碼移動的距離超過l=0.002 m,人眼就能感知.為確保實驗成功,紙板所需的拉力至少多大?
15. (16 分)在科學研究中,可以通過施加適當的電場和磁場來實現對帶電粒子運動的控制. 如題15-1 圖所示的xOy 平面處于勻強電場和勻強磁場中,電場強度E 和磁感應強度B 隨時間t 作周期性變化的圖象如題15-2 圖所示. x 軸正方向為E 的正方向,垂直紙面向里為B的正方向. 在坐標原點O 有一粒子P,其質量和電荷量分別為m 和+q. 不計重力. 在 時刻釋放P,它恰能沿一定軌道做往復運動.
（1）求P在磁場中運動時速度的大小 ；
（2）求 應滿足的關系；
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