2013年普通高等学校招生统一考试理综课标2物理部分

绝密★启用前

2013年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅱ卷)

理科综合能力测试

湖北 王志平整理解析

注意事项：

1. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。

3. 答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

4. 考试结束，将试题卷和答题卡一并交回。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分， 选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a 表示物块的加速度大小，F 表示水平拉力的大小。能正确描述F 与a 之间的关系的图像是

C 解析：由于物块与水平桌面间有摩擦，由牛顿第二定律得F

a g m

μ=

-，当拉力F 从0开始增加，F mg μ≤时物块静止不动，加速度为0；在F m g μ>之后，加速度与F 成线性关系，C 项正确。较易。

15．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面上。若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为1F 和2F （2F ＞0）。由此可求出

A ．物块的质量

B ．斜面的倾角

C ．物块与斜面间的最大静摩擦力

D ．物块对斜面的正压力

其中m f 为物块与斜面间最大静摩擦力，方程组中有m 、g 、θ和m f 四个未知数，显然不能计算物块的质量m 、当地重力加速度g 和斜面倾角θ，但可将sin mg θ当作整体则可求得最大静摩擦力m f ，C 项正确；由于m 、g 、θ均未知，物块对斜面的压力不可求，D 错。中等难度。

16．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d （d ＞L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t =0是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列t -v 图象中，可能正确描述上述过程的是

D 解析：导线框进入和出磁场过程中，回路中产生感应电流，导线框受到安培力而做减速

运动，加速度大小22A F B L a m Rm

==v 随速度的减小而减小，AB 错；由于d L >，导线框有一段时间全部在磁场中运动，没有感应电流和不受安培力，加速度为0，C 错D 正确。较易。

17．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直横截面。一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的粒子以速率0v 沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为

A ．

03qR v B ．0m qR v C ．0

qR

v D ．03m qR v

A 解析：带电粒子在磁场中运动如图所示，由几何关系可知轨道半径

tan60r R =?=，洛伦兹力等于向心力，有20

0Bq m

r

v

v =，解得磁场的磁感应强度0

3B qR

=

v ，A 正确。中等难度。 18．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a ，b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k 。若 三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为

60R

O v

A B C ．23kq l

D B 解析：a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电，因此a 、b 对c 的库仑力的合力F 垂直ab 连线指向d ，如图所示，由此可判断匀强电场场强的方向沿cd 方向。对小球a(或b)，ba tan 60q

E

F =?，

其中小球b 对a 的库仑力2ba 2q F k l =，解得E =B 项正确。

中等偏难。

19．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是

A ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B ．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C ．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，或出现感应电流

D ．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

ABD 解析：正是奥斯特观察到电流的磁效应，人们才认识到电和磁之间必然存在着联系，A 正确；B 项是安培分子电流假说，正确；C 项叙述的是法拉第研究电磁感应众多实验中失败的一例，C 错；楞次通过对电磁感应现象的研究，发现了感应电流的方向特点，D 正确。易。

20．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是

A ．卫星的动能逐渐减小

B ．由于地球引力做正功，引力势能一定减小

C ．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变

D ．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小

BD 解析：由于稀薄气体阻力的作用，卫星的机械能缓慢减小，在地球引力作用下做向心

运动，轨道半径减小，但在一小段轨道上，仍可认为地球引力等于向心力，即22Mm

G m r r

=v ，

所以随轨道半径的减小，卫星的速度和动能会增大，A 、C 错误；由于卫星的高度降低，引力做正功，引力势能减小，B 项正确；由功能关系可知，P k f E E W ?=?+，所以P f W E

21．公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为c v 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处，

B ．车速只要低于c v ，车辆便会向内侧滑动

C ．车速虽然高于c v ，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

D ．当路面结冰时，与未结冰时相比，c v 的值变小

AC 解析：车辆在经过急转弯处可看作是圆周运动，需要受到指向弯道内侧的向心力，当路面外侧高内侧低时，车辆经过时重力沿路面有指向内侧的水平分力，如图所示，当此分力

恰好等于汽车所受向心力即2tan c

mg m R θ=v ，汽车就恰好没有向公路内外两侧滑动的趋

势，A 项正确；若车速小于c v ，2tan c

mg m R

θ>v ，汽车有向内侧滑

动的趋势，车轮受到向外的摩擦力，只要此摩擦力小于车轮与地面间最大静摩擦力，车辆就不会向内滑动，B 错；同理，当车速高于c v ，车轮受到的摩擦力向外侧，只要摩擦力小球最大静摩擦力，车辆便不

会向外滑动，C 项正确；c v 是车轮刚好不受地球侧向摩擦力时的速度，因此与路面是否结冰无关，D 错。

第Ⅱ卷

三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题~第40题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题（共129分） 22．（8分）

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题：

(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能P E 与小球抛出时的动能k E 相等。已知重力加速度大小为g 。为求得k E ，至少需要测量下列物理量中的_____________ (填正确答案标号)。

A ．小球的质量m

B ．小球抛出点到落地点的水平距离s

C ．桌面到地面的高度h

D ．弹簧的压缩量△x

E ．弹簧原长0l

θmg

F

(2)用所选取的测量量和已知量表示k E ，得k E =___________。 (3)图(b)中的直线是实验测量得到的s x -?图线。从理论上可推出，如果h 不变，m 增加，s x -?图线的斜率会______ （填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m 不变，h 增加，s x -?图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b) 中给出的直线关系和k E 的表达式可知，P E 与△x 的________ 次方成正比。 答案：(1)ABC (3分，选对但不全的给1分，有选错的，不给这3分)

(2)24mgs h

(2分)

(3)减小 增大 2 (3分。每空1分)

解析：(1)本题以测定小球平抛运动的初动能来测定弹簧的弹性势能，因此需要测定小球的质量m 、小球平抛的水平位移s 和竖直位移(桌面高度)h ，选ABC 。

(2)由平抛运动0s t =v 、212h gt =可求得2202gs h =v ，则小球初动能22k 0124mgs E m h ==v ；

(3)由0s t =v 、2

12

h gt =

可知，h 不变，则0s ∝v ；而当小球质量m 增大时，平抛初速度会减小，相同x ?时s 会减小，因此图线斜率s

k x

=?会 减小 ；

如果m 不变，h 增大，则相同x ?时s 会增大，斜率会 增大 ；

由机械能守恒可知，2

2P k 0124mgs E E m h

===v ，式中s x ∝?，所以2P ()E x ∝? 。

中等偏难。

23．（7分）

某同学用量程为1 mA 、内阻为120Ω 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1V 和1A 的多用电表。图中1R 和2R 为定值电阻，S 为开关。回答下列问题:

(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线。

(2)开关S 闭合时，多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压，或“电阻”)； 开关S 断开时，多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压”或“电阻”)。

(3)表笔A 应为_______色(填“红”或“黑”)。

(4)定值电阻的阻值1R ＝________Ω，2R ＝________Ω。（结果取3位有效数字）

答案：(7分)

(1)连线如图所示 (2分)

(2)电流 电压 (2分。每空1分) (3)黑 (1分)

(4)1.00 800 (2分。每空1分)

解析：(1)根据图(a)连线：电流表与2R 串联、开关与1R 串联，然后两支路并联分别接表笔A 、B 。

(2) 开关S 闭合时，1R 与电流表支路并联分流，多用电表用于测量 电流 ；开关S 断开时，2R 与电流表串联分压，多用电表用于测量 电压 。

(3)表笔A 接电流表负极，应该是 黑 色的。

(4)(先后顺序不能错)先计算分压电阻2R ，有

321

110A 120

R -=?+，解得2800R =Ω；

再计算分流电阻1R ，3321110(120)(1110)R R --?+=-?，解得1 1.00R =Ω。

中等难度。 24．（14分）

如图，匀强电场中有一半径为r 的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a 、b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷为q (q >0)的质点沿轨道内侧运动，经过a 点和b 点时对轨道压力的大小分别为a N 和b N 不计重力，求电场强度的大小E 、质点经过a 点和b 点时的动能。

解：质点所受电场力的大小为

f qE =

①

设质点质量为m 经过a 点和b 点时的速度大小分别为

b

a

a v 和

b v ，由牛顿第二定律有

2a

a f N m r +=v

②

2b

b N f m r

-=v

③

设质点经过a 点和b 点时的动能分别为k a E 和k b E ，有 2

k a a 12E m =v ④

2k b

b 12

E m =v

⑤

根据动能定理有

kb ka 2E E rf -=

⑥

联立①②③④⑤⑥式得

b a 1

()2E N N q

=

- ⑦

ka b a (5)12r

E N N =+ ⑧

k b

b a (5)12

r

E N N =+

⑨

中等难度。

25．（18分）

一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面精致的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有靡攘.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g ＝102

m/s 求：

(1)物块与木板间；木板与地面间的动摩擦因数；

(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位

移的大小。

解：(18分) (1)从t=0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。

由图可知，在1t =0.5s 时，物块和木板的速度相同。设t=0到t=1t 时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为1a 和2a ，则

1

11

a t =

v

①

01

21

a t -=

v v ②

式中05m/s =v 、11m/s =v 分别为木板在t=0、t=1t 时速度的大小。

设物块和木板的质量为m ，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1μ、2μ，由牛顿第二定律得

11mg ma μ=

③

122(2)mg ma μμ+=

④

联立①②③④式得 10.20μ=

⑤ 20.30μ=

⑥

(2)在1t 时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向。

设物块与木板之间的摩擦力大小为f ，物块和木板的加速度大小分别为1

a '和2a '，则由牛顿第二定律得 1

f ma '= ⑦

22

2mg f ma μ'-=

⑧

假设

1f m g

μ<，则12a a ''=；由⑤⑥⑦⑧式得21f mg mg μμ=>，与假设矛盾。故

1f mg μ=

⑨

由⑦⑨式知，物块加速度的大小1

1a a '=；物块的t -v 图象如图中点划线所示。

由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为

2

1

11

22s a =?v

⑩

2

011

212

22s t a +=+'v v v

物块相对于木板的位移的大小为

21s s s =-

联立①⑤⑥⑧⑨⑩式得

1.125m s = 稍难。

（二）选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号方框图黑。注意所做题目都题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选大区域指定位置答题。如果不涂、多涂均按所答第一题评分；多答则每学科按所答的第一题评分。 33．[物理一选修3-31](5分)

(I)(5分)关于一定量的气体，下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分.选对3个得5分;每选错I 个扣3分，最低得分为0分).

A ．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体

积之和

B ．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低

C ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

D ．气体从外界吸收热量，其内能一定增加

E ．气体在等压膨胀过程中温度一定升高。

(2)(10分)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm 的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm 。已知大气压强为P0=75.0cmHg 。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1’=20.0cm 。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。

(1)答案： ABE (5分。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分) 解析：气体可以充满所能到达的整个空间，因此气体的体积即该气体的分子所能到达的空间的体积，A 项正确；温度是物质分子平均动能的标志，因此气体分子运动的剧烈程度降低，即分子运动的平均速率减小，平均动能减小，温度降低，B 对；气体的压强由气体

热运动产生，与气体是否失重或超重无关，C 错；气体从外界吸热，如果同时对外做功，共内能可能不变或减小，D 错；气体在等压膨胀过程中，压强不变，体积增大，必然是温度升高的结果，E 正确。易。 (2)解：(10分)

以cmHg 为压强单位。在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为

102p p l =+

①

设活塞下推后，下部空气柱的压强为1

p '，由玻意耳定律得

111

1p l p l ''= ②

如图，设活塞下推距离为l ?，则此时玻璃管上部空气柱的长度为

3

311l l l l l ''=+--? ③

设此时玻璃管上部空气柱的压强为3

p '，则

3

12p p l ''=- ④

由玻意耳定律得

033

3p l p l ''= ⑤

由①至⑤式及题给数据解得

15.0cm l ?=

⑥

34．[物理——选修3-4]（15分） （1）（5分）如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a 、b 两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为

0A ，周期为0T 。当物块向右通过平衡位置时，a 、b 之间的粘胶脱开；以后小物块a 振动的振幅和周期分别为

A 和T ，则A ____0A (填“>”“<”“=”)，T ______0T (填“>”“<”“=”)。

(2)(10分)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC ，∠A=30°，∠B=60°。一束平行于AC 边的光线自AB 边的P 点射入三棱镜，在AC 边发生反射后从BC

边的M 点射出，若光线在P 点的入射角和在M 点的折射角相等 （i ）求三棱镜的折射率

（ii ）在三棱镜的AC 边是否有光线透出，写出分析过程。（不考虑多次反射）

(1)答案：< (3分) < (2分)

解析：当粘胶脱开后，振子经过平衡位臵时的动能减小，所以振幅减小；弹簧振子的周

期2T =

(2)(10分) 解：(ⅰ)光路图如图所示，图中N 点为光线在AC 边发生反射的入射点。设光线在P 点的入射角为i 、折射角为r ，在M 点的入射角为r '、折射角依题意也为i 。有

i=60°

① 由折射定律有

sin sin i n r = ②

sin sin n r i '=

③

由②③式得

r r '=

④

OO '为过M 点的法线，C ∠为直角，OO '∥AC 。由几何关系有

MNC r '∠= ⑤

由折射定律可知

PNA MNC ∠=∠ ⑥

联立④⑤⑥式得

PNA r ∠= ⑦

由几何关系得

30r =? ⑧

联立①②⑧式得

n =

⑨

(ⅱ)设在N 点的入射角为i ''，由几何关系得

60i ''=? ⑩

此三棱镜的全反射临界角满足

sin 1C n θ=

由⑨⑩式得

C i θ''=

此光线在N 点发生全反射，三棱镜的AC 边没有光线透出。

35．[物理—选修3-5](15分)

(1) (5分)关于原子核的结合能，下列说法正确的是 (填正确答案标号。选

对I 个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)。

A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核

的结合能

C ．铯原子核(13355Cs )的结合能小于铅原子核(208

82Pb )的结合能

D ．比结合能越大，原子核越不稳定

E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最大于该原子核的结合能

(2) (10分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块Ａ、B 、C 。B 的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质最不计)。设A 以速度0v 朝B 运动，压缩弹簧；当A 、B 速度

相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B 和C 碰撞过程时间极短。求从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，

(ⅰ)整个系统损失的机械能；

(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

(1)答案：ABC (5分。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分) 解析：原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核分解成核子所需要的最小能量，A 正确；重核的比结合能比中等核小，因此重核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和小球原来重核的结合能，B 项正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能

与核子数的乘积，虽然銫原子核(13355Cs )的比结合能稍大于铅原子核(208

82Pb )的比结合能，但銫原子核(13355Cs )的核子数比铅原子核(20882Pb )的核子数少得多，

因此其结合能小，C 项正确；比结合能越大，要将原子核分解成核子平均需要的能量越大，因此原子核越稳定，D 错；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最等于该原子核的结合能，E 错。中等难度。

(2)(10分)

解：(ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度1v 时，对A 、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得

012m m =v v

①

此时B 与C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为2v ，损失的机械能为E ?。对B 、C 组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得

122m m =v v

②

22

1211(2)22m E m =?+v v

③

联立①②③式得

2

0116

E m ?=

v

④

(ⅱ)由②式可知21

033m m =v v

⑤

22

0P 311(3)22

m E m =+v v

⑥

联立④⑤⑥式得

2

P 01348

E m

v

⑦