江苏省2013届高三高考压轴【物理试题】(含答案)

2013江苏省高考压轴卷
物理试题
注意事项：
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分。

考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。

本次考试时间为100分钟，满分值为120分。

2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔
填写在答题卡上，并用2B 铅笔将对应的数字标号涂黑。

3．答选择题必须用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，请用橡皮擦干
净后，再选涂其它答案。

答非选择题必须用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。

一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。

每小题只有一个．．．．
选项符合题意。

1．在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a 的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度0v 水平匀速移动，经过时间t ，猴子沿杆向上移动的高度为h ，人顶杆沿水平面移动的距离为s ，如图所示。

猴子的质量为m 1,直杆的质量为m 2,下列说法正确的是： A ．猴子相对地面运动的轨迹为直线． B ．猴子相对地面运动的性质为变加速曲线运动 C ．ts 末猴子的对地速度的大小为at v +0 D ．人对杆子的支持力为a m g m m 121)(++
2. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束带电粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是( )．
A ．该束带电粒子带负电
B ．速度选择器的P 1极板带正电
C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，速度越大
D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比q
m
越大
3． 2011年中俄将联合实施探测火星活动计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器将与俄罗斯研制的“福布斯—土壤”火星探测器一起，由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星.已知火星的质量约为地球质量的1/9，火星的半径约为地球半径的1/2，地球表面重力加速度为g .下列说法正确的是 A ．火星表面的重力加速度约为
g 94
B ．探测器环绕火星运行的最大速度约为地球第一宇宙速度的
3
2倍
C ．探测器环绕火星运行时，其内部的仪器处于受力平衡状态
D ．探测器环绕火星运行时，其顶部一个螺钉脱落，该螺钉将自由下落
4．如图所示，E 、r 为电源的电动势、内阻，R 1、R 2为定值电阻，线圈L 的直流电阻不计，C 为电容器。

下列说法中正确的是 A ．合上开关S 的瞬间，R 1中无电流
乙
s
36-B ．合上开关S 稳定后，R 2中无电流
C ．合上开关S 稳定后，断开S 的瞬间，R 1中电流方向向右
D ．合上开关S 稳定后，断开S 的瞬间，R 2中电流方向向右
5.质量为m 的小球由轻绳a 和b 分别系于一轻质木架上的A 点和C 点,如图所示,当轻杆绕轴BC 以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a 在竖直方向,绳b 在水平方
向,当小球运动到图示位置时,绳b 被烧断的同时杆子停止转动,则 ( )
A.由于惯性小球仍在水平面内做匀速圆周运动
B. 绳b 被烧断，小球在ABC 所在的平面内摆动 C ．在绳b 被烧断瞬间,a 绳中张力突然增大
D.小球一定在垂直于平面ABC 的竖直平面内做圆周运动 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

每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．如图所示，质量为M 、倾角为θ 的斜面放在粗糙水平面上，质量为m 的物体在斜面上恰能匀速下滑。

现加上如图所示的沿斜面向下的力F ，使物体在斜面上加速下
滑，则此时地面对斜面的支持力N 的大小和物体的加速度大小a 为（
）
（A ）N ＝（M ＋m ）g ， （B ）N ＝（M ＋m ）g ＋F sin θ， （C ）a ＝F m
，
（D ）a ＝F m
－g sin θ。

7．如图所示，劲度系数为K 的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R 的圆环顶点P ，另一端系一质量为m 的小球，小球穿在圆环上作无摩擦的运动。

设开始时小球置于A 点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最底点时速率为υ，对圆环恰好没有压力。

下列分析正确的是 A ．小球过B 点时，弹簧的弹力为2
2mg m
R
υ
+
B ．小球过B 点时，弹簧的弹力为2
mg m
R
υ
+
C ．从A 到B 的过程中，小球的机械能守恒
D ．从A 到B 的过程中，小球的机械能减少 8．如图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比
n 1：n 2=6：1， L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值
电阻。

当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三
只灯泡都能发光.如果保持原线圈两端的电压最大值
不变，下列说法中正确的是
A ．灯泡Ⅱ两端的电压为6V
B ．将电感线圈的铁芯抽出，灯泡Ⅱ变亮
C ．将电容器两板间距离增大，原线圈中电流变小
D ．将交流电频率变为原来的2倍，灯泡Ⅰ和Ⅲ变亮 9．如图7所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B
的匀强磁场
B
第6题图
中，沿水平面固定一个V 字型金属框架CAD ，已知∠A =θ，导体棒EF 在框架上从A 点开始在外力F 作用下，沿垂直EF 方向以速度v 匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。

已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R ，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。

关于回路中的电流I 和消耗的电功率P 随时间t 变化关系的下列四个图象中可能正确的是 （ ）
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42分。

请将解
答填在答题卡相应的位置。

【必做题】
10．(8分)(1)下图是20分度的游标卡尺测量某物体长度的示意图，读数为
▲ mm ；
(2)
某同学让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速度．该同学在实验中得到6条纸带，如图所示为其中一条，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s ．其中1、2、3
点相邻，
4
、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s 1是l 、3两点的距离，s 3是4、6两点的距离，s 2是2、5两点的距离．
①测s l 、s 2、s 3后，点2速度的表达式v 2= ▲ ②该同学测得的数据是s 1=4.00cm ，s 2=19.30cm ，s 3=8.72cm ，根据数据求出重力加速度g= ▲ rn/s 2(保留三位有效数字)；
③测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是 ▲
11．(10分)影响物质材料的电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某学校研究小组需要研究某种导体材料的导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件Z ，测量元件Z 中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
(1)请为他们设计符合要求的电路图进行实验，并画在方框内． (2)按照正确的电路图连接下面的实物图．
(3)实验测得元件Z 的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，在下图中画出元件Z 的I —U 图象．并判断元件Z 是金属材料还是半导体材料?答： ▲
图7 图8 A B D
C
(4)把元件Z 接入如图所示的电路中，当电阻箱R 的阻值为R l =2Ω时，电压表的读数为1.00V ；当电阻箱R 的阻值为R 2=3.6Ω时，电压表的读数为0.80V ．结合上表数据，求出电池的电动势为 ▲ V ，内阻为 ▲ Ω (不计电压表内阻的影响)．
12.【选做题】本题包括A 、B 和C 三小题，请选定其中两题，并在答题卡相应的答题区域内．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
作答．．。

若三题都做，则按A 、B 两题评分。

A.(选修模块3－3)（12分）
⑴如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体（不考虑分子势能）。

将一个热敏电阻（电阻值随温度升高而减小）置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能，环境温度不变，气缸和活塞间摩擦不计。

则（ ） （A ）若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体压强一定减小 （B ）若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体内能一定减小
（C ）缓慢拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表示数将变小
（D ）拉动活塞使气缸内气体体积增大时需加一定的力，这说明气体分子间有引力
(2) 一定质量的理想气体处于标准状态下时体积为V 0，分别经过如下两个不同的过程使体积都增大到2V 0：①等温膨胀变为2V 0，再等容升压使其恢复成一个标准大气压，总共吸收的热量为Q 1，内能的变化为1U ∆；②等压膨胀到2V 0，吸收的热量为Q 2，内能的变化为2U ∆．则Q 1 Q 2，1U ∆ 2U ∆。

（填“大于”、“等于”、“小于”）
(3)利用油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n 滴油的总体积为V ，一滴油所形成的单分子油膜的面积为S .这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ.求： ①一个油分子的直径d ； ②阿伏加德罗常数N A .
B ．(选修模块3-4)(12分) （1）下列说法中正确的是
A ．坐在高速离开地球的火箭里的人认为地球上的人新陈代谢变慢了
B ．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位
C ．普通光源发出的光通过双缝会产生干涉现象
D ．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
（2）如图甲所示，真空中一束波长为λ的单色光射向某一透
明介质，若入射角i =45°，折射角r =30°，则该单色光在介
质中的波长λ´= ；一声波由介质1进入介质2
，
其波线如图乙所示，入射角i ´=30°，若该声波在介质1中波速为340m/s ，在介质2中
的波速为m/s ，则折射角r ´为 ．
（3）如图所示，一弹簧振子在MN 间沿光滑水平杆做简谐运动，O 为平衡位置，C 为ON
中点，振幅A =4cm ．从小球经过图中N 点时开始计时，到第一次经过C 点的时间为0.2s ，则小球的振动周期 为 s ，振动方程的
表达式为 cm ． C ．(选修模块3-5)(12分)
⑴下列说法正确的有（ ）
A ．黑体辐射的强度与频率的关系是：随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较低的方向移动
B.α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C ．天然放射现象的发现说明了原子核有复杂的结构
D ．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率低
（2）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m 1，初速度为v 0，氮核质量为m 2，质子质量为m 0, 氧核的质量为m 3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为 ，此过程中释放的核能为 ．
⑶质量分别为m 和3m 的A 、B 两个小球以相同的速率v 沿同一直线相向运动，碰后B 球停止不动，试求A 球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．
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，MN 与PQ 是两条水平放置彼此平行的金属导轨，导轨间距为
l =0.5m ，质量m =1Kg ，电阻r =0.5Ω的金属杆ab 垂直跨接在导轨上，匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B =2T ，导轨左端接阻值R =2Ω的电阻，理想电压表并联接在R 的两端，导轨电阻不计，t =0时刻ab 杆受水平拉力F 的作用后由静止状态开始向右作匀加速运动，ab 与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，第4s 末，ab 杆的速度为v =2m/s ，g =10m/s 2.则：
(1)求4s 末拉力F 的大小。

(2)4s 末电阻R 上产生的焦耳热为0.4J ，求水平拉力F
做的功。

(3)若第4s 末以后，拉力的功率保持不变，则ab 杆所能 达到的最大速度为多大？
N
14．如图8所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A 与斜面之间的动摩擦因数为μ=
4
3，轻弹
簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C 点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A 和B ，滑轮右侧绳子与斜面平行，A 的质量为4kg ， B 的质量为2kg ，初始时物体A 到C 点的距离为L =1m.现给A 、B 一初速度v 0=3m/s 使A 开始沿斜面向下运动，B 向上运动，物体A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C 点．已知重力加速度为g =10m/s 2，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过
程中：
(1) 物体A 沿斜面向下运动时的加速度大小 (2) 物体A 向下运动刚到C 点时的速度大小； (3)弹簧的最大压缩量和弹簧中的最大弹性势能．
15. （16分）如图，板长为L 、间距为d 的平行金属板水平放置，两板间所加电压大小为U ，足够大光屏PQ 与板的右端相距为a ，且与板垂直。

一带正电的粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入，射出电场时粒子速度的偏转角为37°。

已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计粒子的重力。

⑴求粒子的比荷q/m ； ⑵若在两板右侧MN 、光屏PQ 间加如图所示的匀强磁场，要使粒子不打在光屏上，求磁场的磁感应强度大小B 的取值范围； ⑶若在两板右侧MN 、光屏PQ 间仅加电场强度大小为
E 0、方向垂直纸面向外的匀强电场。

设初速度方向所在的直线与光屏交点为O 点，取O 点为坐标原点，水平向右为x 正方向，垂直纸面向外为z 轴的正方向，建立如图所示的坐标系，求粒子打在光屏上的坐标（x ，y ，z ）。

2013江苏省高考压轴卷
生物试题答案
10. 10.（8分）⑴20.30 ⑵①S 1/2T ；② 9.71～9.73 ③阻力作用
(每空2分)
11 11．（10分）第⑶问4分，
其中作图2分；其余每小问2分．⑶半导体材料 ⑷4.0 、 0.40
12 A (1)B
(2) 小于（2分） 等于 （2分）. (3) )①V nS ②6μρπ(nS
V )3
B （1）AD (4分) （2 （2分） 60°（2分）
（3）1.2（2分） x =4cos 53
t π（2分）
C ．（选修模块3—5）（12分） （1）BC （3分） （2）
10
12
m v m m + 21203()m m m m c +--
⑶取B 球碰前的速度方向为正方向，设A 球碰后的速度为v ′，由动量守恒定律有
3mv mv mv '-= （2分） 解得 2v v '=，方向与B 球碰前的速度方向相同 （1分） 由于
2
2
2
1113(2)22
2
mv mv m v +
=
， （1分）
故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞 （1分）
13. （1）导体棒运动的加速度为：2
/5.0s m t
v a ==
（1分）
r
R E I Blv E +=
=，，安培力r
R v l B F +=
2
2
安 （2分）
由牛顿第二定律可得：ma r
R v l B mg F =+-
2
2-μ （2分）
所以：第4s 末拉力F=2.3N. （1分） （2）电阻R 上产生的热量为0.4J 则导体棒上产生的热量为0.1J ，
即总热量为Q=0.5J. （1分） 由能量守恒可得：Q mv mgx W F ++=2
2
1μ （2分）
而m vt x 42
1==
（1分）
所以：J W F 5.6= （1分） （3）第4s 末拉力F 的瞬时功率为w Fv P F 6.4==，则：v
P F =
(1分)
对导体棒由牛顿第二定律得：ma r
R v l B mg v
P =+-2
2
-μ （2分）
当加速度a =0时，导体棒的速度达到最大。

所以速度最大时：
0-2
2
=+-
r
R v l B mg v
P μ （1分）
带入数据解得：s m v /4.2max = （1分）
14.
（1）A 和斜面间的滑动摩擦力f ＝2μmgcos θ，物体A 向下运动到C 点的过程中，
根据能量关系有：
（2）从物体A 接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C 点，
对系统应用动能定理，
（3）弹簧从压缩最短到恰好能弹到C 点的过程中，对系统根据能量关系有E p ＋mgx ＝2mgxsin θ＋fx 因为mgx ＝2mgxsin θ
所以
15.（16分）⑴设粒子射出电场时速度v 的水平分量为x v 、竖直分量为y v
0v v x = (1分）
y qU L qUL v md
v mdv =
⨯=
（1分）
2
tan 37y v qUL v mdv =
=
（2分）
解得：
2
34dv q m
UL
=
（1分）
⑵设磁场的磁感应强度为B 时粒子不能打在光屏上
由几何知识 有sin 37R R a +≤ （2分）
由牛顿第二定律 有R
mv Bqv 2
= （1分）
解得 磁感应强度大小范围:0
83UL B adv ≥ （2分）
⑶ 粒子从两板间以速度v 射出后作匀变速曲线运动，沿x 、y 轴 方向均作匀速直线运动，沿z 轴方向作初速度为零的匀加速直线 运动。

由题意知：
坐标0=x （1分） 坐标(
)tan 372
L y a =+
=
3(2)
8
L a + （2分）
时间0
v a t =
（1分）
坐标2
02
1t m
qE z ⨯⨯
=
（1分）
2
038a dE UL
=
（1分）
则粒子打在光屏上的坐标为（0，3(2)
8
L a +，
2
038a dE UL
）。