2013年高考真題物理山東卷

2013年山東省高考物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（共7小題，每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1．（5分）（2013?山東）伽利略開創(chuàng)了實驗研究和邏輯推理相結合探索物理規(guī)律的科學方法，利用這種方法伽利略發(fā)現(xiàn)的規(guī)律有（）A．力不是維持物體運動的原因B．物體之間普遍存在相互吸引力C．忽略空氣阻力，重物與輕物下落得同樣快D．物體間的相互作用力總是大小相等，方向相反解答：解：A、伽利略根據(jù)理想斜面實驗，發(fā)現(xiàn)了力不是維持物體運動的原因，故A正確．B、伽利略沒有發(fā)現(xiàn)物體之間普遍存在相互吸引力的規(guī)律．故B錯誤．C、伽利略開創(chuàng)了實驗研究和邏輯推理相結合的方法，發(fā)現(xiàn)了忽略空氣阻力，重物與輕物下落得同樣快的規(guī)律．故C正確．D、伽利略沒有發(fā)現(xiàn)物體間的相互作用力總是大小相等，方向相反的規(guī)律．故D錯誤．故選AC2．（5分）（2013?山東）如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止狀態(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為（）A．：4B．4：C．1：2D．2：1解答：解：將兩球和彈簧B看成一個整體，整體受到總重力G、彈簧A和C的拉力，如圖，設彈簧A、C的拉力分別為F1和F2．由平衡條件得知，F(xiàn)2和G的合力與F1大小相等、方向相反則得：F2=F1sin30°=0.5F1．根據(jù)胡克定律得：F=kx，k相同，則彈簧A、C的伸長量之比等于兩彈簧拉力之比，即有xA：xC=F1：F2=2：1故選：D．3．（5分）（2013?山東）如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪．質量分別為M、m（M＞m）的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行．兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動．若不計滑輪的質量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中（）A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B．重力對M做的功等于M動能的增加C．輕繩對m做的功等于m機械能的增加D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功解答：解：A、由于“粗糙斜面ab”，故兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能不守恒，故A錯誤B、由動能定理得，重力、拉力、摩擦力對M做的總功等于M動能的增加，故B錯誤C、除重力彈力以外的力做功，將導致機械能變化，故C正確D、除重力彈力以外的力做功，將導致機械能變化，摩擦力做負功，故造成機械能損失，故D正確故選CD4．（5分）（2013?山東）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表．線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉動．從圖示位置開始計時，產生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示．以下判斷正確的是（）A．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉動的角速度為50πrad/sC．0.01s時線圈平面與磁場方向平行D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左解答：解：A、由題圖乙可知交流電電流的最大值是A，周期T=0.02s，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I==10A，選項A正確；B、角速度==100πrad/s，選項B錯誤；C、0.01s時線圈中的感應電流達到最大，感應電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，故線圈平面與磁場方向平行，選項C正確；D、由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向自左向右，選項D錯誤．故選AC．5．（5分）（2013?山東）將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面（紙面）內，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中．回路的圓形區(qū)域內有垂直紙面的磁場Ⅱ，以向里為磁場Ⅱ的正方向，其磁感應強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示．用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖象是（）A．B．C．D．解答：解：分析一個周期內的情況：在前半個周期內，磁感應強度均勻變化，磁感應強度B的變化度一定，由法拉第電磁感應定律得知，圓形線圈中產生恒定的感應電動勢恒定不變，則感應電流恒定不變，ab邊在磁場中所受的安培力也恒定不變，由楞次定律可知，圓形線圈中產生的感應電流方向為順時針方向，通過ab的電流方向從b→a，由左手定則判斷得知，ab所受的安培力方向水平向左，為負值；同理可知，在后半個周期內，安培力大小恒定不變，方向水平向右．故B正確．故選B6．（5分）（2013?山東）如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+Q、﹣Q，虛線是以+Q所在點為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關于x軸對稱．下列判斷正確的是（）A．b、d兩點處的電勢相同B．四點中c點處的電勢最低C．b、d兩點處的電場強度相同D．將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點，+q的電勢能減小解答：解：A：該電場中的電勢關于X軸對稱，所以bd兩點的電勢相等，故A正確；B：c點在兩個電荷連線的中點上，也是在兩個電荷連線的中垂線上，所以它的電勢和無窮遠處的電勢相等．而正電荷周圍的電場的電勢都比它高，即C點的電勢在四個點中是最低的．故B正確；C：該電場中的電場強度關于X軸對稱，所以bd兩點場強大小相等，方向是對稱的，不相同的．故C錯誤；D：c點的電勢低于a點的電勢，試探電荷+q沿圓周由a點移至c點，電場力做正功，+q的電勢能減小．故D正確．故選：ABD7．（5分）（2013?山東）雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動．研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質量、距離和周期均可能發(fā)生變化．若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T，經過一段時間演化后，兩星總質量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，DC運動的周期為（）A．B．C．D．解答：解：設m1的軌道半徑為R1，m2的軌道半徑為R2．兩星之間的距離為l．由于它們之間的距離恒定，因此雙星在空間的繞向一定相同，同時角速度和周期也都相同．由向心力公式可得：對m1：①對m2：②又因為R1十R2=l，m1+m2=M由①②式可得所以當兩星總質量變?yōu)镵M，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，圓周運動的周期平方為T′2===即T′=T，故ACD錯誤，B正確；故選B．二、解答題（共4小題，滿分46分）8．（2分）（2013?山東）圖甲為一游標卡尺的結構示意圖，當測量一鋼筆帽的內徑時，應該用游標卡尺的A（填“A”、“B”或“C”）進行測量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內徑為11.30mm．解答：解：游標卡尺來測量玻璃管內徑應該用內爪．即A部分．游標卡尺測內徑時，主尺讀數(shù)為11mm，游標讀數(shù)為0.05×6=0.30mm，最后讀數(shù)為11.30mm．故答案為：A，11.309．（11分）（2013?山東）霍爾效應是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學家在該領域的實驗研究上取得了突破性進展．如圖1所示，在一矩形半導體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應，UH稱為霍爾電壓，且滿足，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．某同學通過實驗來測定該半導體薄片的霍爾系數(shù)．①若該半導體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導電，電流與磁場方向如圖1所示，該同學用電壓表測量UH時，應將電壓表的“+”接線柱與M（填“M”或“N”）端通過導線相連．②已知薄片厚度d=0.40mm，該同學保持磁感應強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．I（×10﹣3A）3.06.09.012.015.018.0UH（×10﹣3V）1.11.93.44.56.26.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖3中畫出UH﹣I圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為1.5×10﹣3V?m?A﹣1?T﹣1（保留2位有效數(shù)字）．③該同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學設計了如圖2所示的測量電路，S1、S2均為單刀雙擲開關，虛線框內為半導體薄片（未畫出）．為使電流從Q端流入，P端流出，應將S1擲向b（填“a”或“b”），S2擲向c（填“c”或“d”）．為了保證測量安全，該同學改進了測量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中．在保持其它連接不變的情況下，該定值電阻應串聯(lián)在相鄰器件S1和E（填器件代號）之間．解答：解：①根據(jù)左手定則得，正電荷向M端偏轉，所以應將電壓表的“+”接線柱與M端通過導線相連．②UH﹣I圖線如圖所示．根據(jù)知，圖線的斜率為=k=0.375，解得霍爾系數(shù)k=1.5×10﹣3V?m?A﹣1?T﹣1．③為使電流從Q端流入，P端流出，應將S1擲向b，S2擲向c，為了保護電路，定值電阻應串聯(lián)在S1，E（或S2，E）之間．故答案為：①M②如圖所示，1.5（1.4或1.6）③b，c；S1，E（或S2，E）10．（15分）（2013?山東）如圖所示，一質量m=0.4kg的小物塊，以v0=2m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運動，經t=2s的時間物塊由A點運動到B點，A、B之間的距離L=10m．已知斜面傾角θ=30°，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ=．重力加速度g取10m/s2．（1）求物塊加速度的大小及到達B點時速度的大小．（2）拉力F與斜面的夾角多大時，拉力F最??？拉力F的最小值是多少？解答：解：（1）物體做勻加速直線運動，根據(jù)運動學公式，有：①v=v0+at②聯(lián)立解得；a=3m/s2v=8m/s（2）對物體受力分析，受重力、拉力、支持力和滑動摩擦力，如圖根據(jù)牛頓第二定律，有：平行斜面方向：Fcosα﹣mgsin30°﹣Ff=ma垂直斜面方向：Fsinα+FN﹣mgcos30°=0其中：Ff=μFN聯(lián)立解得：F==故當α=30°時，拉力F有最小值，為N；答：（1）物塊加速度的大小為3m/s2，到達B點的速度為8m/s；（2）拉力F與斜面的夾角30°時，拉力F最小，最小值是N．11．（18分）（2013?山東）如圖所示，在坐標系xOy的第一、第三象限內存在相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里；第四象限內有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E．一帶電量為+q、質量為m的粒子，自y軸的P點沿x軸正方向射入第四象限，經x軸上的Q點進入第一象限，隨即撤去電場，以后僅保留磁場．已知OP=d，OQ=2d，不計粒子重力．（1）求粒子過Q點時速度的大小和方向．（2）若磁感應強度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進入第二象限，求B0．（3）若磁感應強度的大小為另一確定值，經過一段時間后粒子將再次經過Q點，且速度與第一次過Q點時相同，求該粒子相鄰兩次經過Q點所用的時間．解答：解：（1）粒子在第四象限的電場中做類平拋運動，水平方向：2d=v0t豎直方向做勻加速直線運動，最大速度vy：聯(lián)立以上三公式，得：粒子的合速度：設合速度與水平方向的夾角為θ，則：，故θ=45°（2）粒子以垂直y軸的方向進入第二象限，則粒子偏轉的角度是135°，圓心到O點的距離是2d，射出點到O點的距離是4d．偏轉半徑r=粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，即：代人數(shù)據(jù)，整理得：（3）若經過一段時間后粒子能夠再次經過Q點，且速度與第一次過Q點時相同則粒子運動的軌如圖：它在磁場中運動的半徑：粒子在一、三象限中運動的總時間：粒子中二、四象限中運動軌跡的長度：粒子中二、四象限中運動的時間：粒子相鄰兩次經過Q點所用的時間：答：（1）粒子過Q點時速度的大小，與水平方向的夾角θ=45°（2）粒子以垂直y軸的方向進入第二象限時（3）粒子相鄰兩次經過Q點所用的時間三．【物理物理33】12．（2分）（2013?山東）下列關于熱現(xiàn)象的描述正確的是（）A．根據(jù)熱力學定律，熱機的效率可以達到100%B．做功和熱傳遞都是通過能量轉化的方式改變系統(tǒng)內能的C．溫度是描述熱運動的物理量，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同D．物體由大量分子組成，其單個分子的運動是無規(guī)則的，大量分子的運動也是無規(guī)律的解答：解；A、根據(jù)熱力學定律，熱機的效率不可能達到100%；故A錯誤B、做功是通過能量轉化的方式改變系統(tǒng)內能，熱傳遞是通過熱量轉移的方式改變系統(tǒng)內能，實質不同；故B錯誤C、達到熱平衡的兩系統(tǒng)溫度相同，故C正確D、物體由大量分子組成，其單個分子的運動是無規(guī)則的，大量分子的運動具有統(tǒng)計規(guī)律，故D錯誤故選C13．（6分）（2013?山東）我國“蛟龍”號深海探測船載人下潛超七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀錄．在某次深潛實驗中，“蛟龍”號探測到990m深處的海水溫度為280K．某同學利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化，如圖所示，導熱良好的氣缸內封閉一定質量的氣體，不計活塞的質量和摩擦，氣缸所處海平面的溫度T0=300K，壓強p0=1atm，封閉氣體的體積Vo=3m2．如果將該氣缸下潛至990m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體．①求990m深處封閉氣體的體積（1atm相當于10m深的海水產生的壓強）．②下潛過程中封閉氣體放熱（填“吸熱”或“放熱”），傳遞的熱量大于（填“大于”或“小于”）外界對氣體所做的功．解答：解：①氣缸在海平面時，對于封閉氣體：p0=1atm，T0=300K，Vo=3m2．氣缸在990m深處時，海水產生的壓強為△p=ρgh=99atm封閉氣體的壓強為p=p0+△p=100atm，T=280K．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：代入解得，V=2.8×10﹣2m3．②由上知封閉氣體的體積減小，外界對氣體做功，W＞0；封閉氣體可視為理想氣體，溫度降低，其內能減小，△U＜0，根據(jù)熱力學第一定律△U=W+Q得Q＜0，即下潛過程中封閉氣體放熱．而且由于△U＜0，傳遞的熱量大于外界對氣體所做的功．答：①990m深處封閉氣體的體積為2.8×10﹣2m3．②放熱，大于四．【物理物理34】14．（2013?山東）如圖所示，在某一均勻介質中，A、B是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達式為x=0.1πsin（20πt）m，介質中P點與A、B兩波源間距離分別為4m和5m，兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播，波速都是10m/s．①求簡諧橫波的波長．②P點的振動加強（填“加強”或“減弱”）解答：解：①由簡諧運動表達式為x=0.1πsin（20πt）m知，角頻率ω=20πrad/s，則周期為T==0.1s，由v=得，波長λ=vT=1m；②△S=5m﹣4m=1m=λ，故P點的振動加強．故答案為：①λ=1m，②加強15．（2013?山東）如圖所示，ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內的一束光線由O點垂直AD邊射入．已知棱鏡的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．①求光線第一次射出棱鏡時，出射光線的方向．②第一次的出射點距Ccm．解答：解：（1）因為sinC=，臨界角C=45°第一次射到AB面上的入射角為60°，大于臨界角，所以發(fā)生全發(fā)射，反射到BC面上，入射角為60°，又發(fā)生全反射，射到CD面上的入射角為30°根據(jù)折射定律得，n=，解得θ=45°．即光從CD邊射出，與CD邊成45°斜向左下方．（2）根據(jù)幾何關系得，AF=4cm，則BF=4cm．∠BFG=∠BGF，則BG=4cm．