2013年高考真题解析——四川卷（理综物理）纯word版

2013·新课标四川(理综物理)
1． 下列关于电磁波的说法，正确的是(　　)
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
1．C　[解析] 本题考查电磁波的相关知识．电磁波既能在真空中传播又能在介质中传播，选项 A错误；随时间均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能形成电磁波，选项B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证明了电磁波的存在，选项D错误．
2． 用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图像如图所示，则(　　)
A．变压器输入功率约为3.9 W
B．输出电压的最大值是110 V
C．变压器原、副线圈匝数比是1∶2
D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋) A
2．A　[解析] 由图像可知通过负载的电流有效值为I有＝＝ A，负载消耗的功率P＝UI≈3.9 W，变压器输入功率等于输出功率，故约为3.9 W，选项A正确；变压器的输出电压110 V是有效值，最大值为110  V，选项B错误；由公式＝得变压器原、副线圈匝数比＝，选项C错误；负载电流的函数表达式应为i＝0.05sin(100πt) A，选项D错误．
3． 光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知(　　)
A．折射现象的出现说明光是纵波
B．光总会分为反射光和折射光
C．折射光与入射光的传播方向总是不同的
D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
3．D　[解析] 折射现象不能说明光是横波还纵波，选项A错误；当发生全反射时，无折射光，选项B错误；当光线沿法线入射时，光的传播方向不变，选项C错误；根据光在介质中传播公式v＝可知，选项D正确．
4． 迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1-581c”却很值得我们期待．该行星的温度在0 ℃到40 ℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日．“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则(　　)
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同
B．如果人到了该行星，其体重是地球上的2倍
C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍
D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短
4．B　[解析] 第一宇宙速度v＝，则＝＝＝2，选项A错误；由公式mg＝G可知，＝·＝6×()2＝，选项B正确；根据开普勒第三定律＝k可知，＝＝倍，选项C错误；由于行星运动的速度远小于光速，故不产生相对论效应，选项D错误．
5． 图1是一列简谐横波在t＝1.25 s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，则图2所示振动图像对应的质点可能位于(　　)
图1
　　
图2
A．aC．c5．D　[解析] c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，a、c间距离为半个波长，故波长沿x轴正方向传播，周期T＝1 s．由t＝1.25 s＝T＋，从图2中可看出，t时刻质点正由y轴上方向平衡位置运动，故D对．
6． 甲、乙两物体在t＝0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v－t图像如图所示，则(　　)
A．甲、乙在t＝0到t＝1 s之间沿同一方向运动
B．乙在t＝0到t＝7 s之间的位移为零
C．甲在t＝0到t＝4 s之间做往复运动
D．甲、乙在t＝6 s时的加速度方向相同
6．BD　[解析] 0～1 s内，甲的速度为正值，沿正方向运动，乙的速度由负值变为正值，先沿负方向运动后沿正方向运动，A错误；0～7 s内，乙的图像与坐标轴所围的面积为0，故位移为0，B正确；甲在0～1 s内沿正方向做匀加速运动，在1～2 s内沿正方向做匀减速运动，在2～3 s内沿正方向做匀加速运动，在3～4 s内沿正方向做匀减速运动，故甲在0～4 s内沿正方向做单方向上的直线运动，C错误；在t＝6 s时甲、乙的图像斜率均小于0，故其速度方向都为负，D正确．
7． 如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k>0)．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝.闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则(　　)
A．R2两端的电压为
B．电容器的a极板带正电
C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D．正方形导线框中的感应电动势为kL2
7．AC　[解析] R2先与滑动变阻器右半部分并联，后与左半部分串联，再与R1串联，R2所在并联电路的电阻占外电阻的，故R2两端的电压为，A对；通过R2的电流与通过滑动变阻器右半部分的电流相等，故通过滑动变阻器左半部分的电流是通过R2的电流的2倍，其热功率是R2的4倍，滑动变阻器右半部分又与R2的热功率相等，所以滑动变阻器的热功率是R2的5倍，C对；由楞次定律、安培定则可判断a极板带负电，B错；由法拉第电磁感应定律得E＝＝kS，其中回路面积为圆的面积，所以感应电动势为kπr2，D错．
二、实验题
8． (17分)(1)(6分)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．
实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的__________而增大，随其所带电荷量的________而增大．
此同学在探究中应用的科学方法是________(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)．
8．(1)减小　增大　控制变量法
8． (2)(11分)如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：
图1
图2
①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．
②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)．
O—B
O—C
O—D
O—E
O—F
W/J
0.0432
0.0572
0.0734
0.0915
ΔEk/J
0.0430
0.0570
0.0734
0.0907
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致．
③实验前已测得托盘质量为7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)．
8．(2)①匀速直线(或匀速)　②0.1115　0.1105　③0.015
[解析](2)②W＝Fx＝0.2×55.75×10－2 J＝0.1115 J，F点的速度vF＝＝1.051 m/s，故F点的动能为EkF＝mv2＝0.1105 J．③先求出加速度a＝＝1.02 m/s2，由牛顿第二定律得：(m砝＋m盘)g－T＝(m砝＋m盘)a，解得m砝＝0.015 kg.
9． (15分)近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为．每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人．只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全．
　　　
如图所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23 m．质量8 t、车长7 m的卡车以54 km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯．
(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104 N．求卡车的制动距离；
(2)若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？
9．[解析] 已知卡车质量m＝8 t＝8×103 kg，初速度v0＝54 km/h＝15 m/s.
(1)从制动到停车阻力对卡车所做的功为W，由动能定理有
W＝－mv
已知卡车所受阻力f＝－3×104 N，设卡车的制动距离s1，有
W＝fs1
联立上式，代入数据解得s1＝30 m
(2)已知车长l＝7 m，AB与CD的距离为s0＝23 m．设卡车驶过的距离为s2，D处人行横道信号灯至少需经过时间Δt后变灯，有
s2＝s0＋l
s2＝v0Δt
联立上式，代入数据解得Δt＝2 s
10．在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ＝37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行．劲度系数 k＝5 N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面．水平面处于场强E＝5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中．已知A、B的质量分别为mA＝0.1 kg和mB＝0.2 kg，B所带电荷量q＝＋4×10－6C.设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电量不变．取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.
(1)求B所受静摩擦力的大小；
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a＝0.6 m/s2开始做匀加速直线运动．A从M到N的过程中，B的电势能增加了ΔEp＝0.06 J．已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率．
10．[解析] (1)F作用之前，A、B处于静止状态．设B所受静摩擦力大小为f0，A、B间绳的张力为T0，有
对A：T0＝mAgsinθ
对B：T0＝qE＋f0
联立，代入数据即可解得f0＝0.4 N
(2)物体A从M点到N点的过程中，A、B两物体的位移均为s，A、B间绳子张力为T，有
qEs＝ΔEp
T－μmBg－qE＝mBa
设A在N点时速度为v，受弹簧拉力为F弹，弹簧的伸长量为Δx，有
v2＝2as
F弹＝k·Δx
F＋mAgsinθ－F弹sinθ－T＝mAa
由几何关系知
Δx＝
设拉力F的瞬时功率为P，有P＝Fv
联立，代入数据解得
P＝0.528 W
11． 如图所示，竖直平面(纸面)内有直角坐标系xOy，x轴沿水平方向．在x≤0的区域内存在方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强磁场．在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板，平板平行于x轴且与x轴相距h.在第一象限内的某区域存在方向相互垂直的匀强磁场(磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)．一质量为m、不带电的小球Q从平板下侧A点沿x轴正向抛出；另一质量也为m、带电量为q的小球P 从A点紧贴平板沿x轴正向运动，变为匀速运动后从y轴上的D点进入电磁场区域做匀速圆周运动，经圆周离开电磁场区域，沿y轴负方向运动，然后从x轴上的K点进入第四象限．小球P、Q相遇在第四象限的某一点，且竖直方向速度相同．设运动过程中小球P 电量不变，小球P和Q始终在纸面内运动且均看作质点，重力加速度为g.求：
(1)匀强电场的场强大小，并判断P球所带电荷的正负；
(2)小球Q的抛出速度v0的取值范围；
(3)B1是B2的多少倍？
11．[解析] (1)由题给条件，小球P在电磁场区域内做圆周运动，必有重力与电场力平衡，设所求场强大小为E，有mg＝Eq
得E＝
小球P在平板下侧紧贴平板运动，其所受洛伦兹力必竖直向上，故小球P带正电．
(2)设小球P紧贴平板匀速运动的速度为v，此时洛伦兹力与重力平衡，有B1qv＝mg
设小球P以速度v在电磁场区域内做匀速圆周运动的半径为R，有
B2qv＝m
设小球Q与小球P在第四象限相遇点的坐标为x、y，有
x＝R，y≤0
小球Q运动到相遇点所需时间为t0，水平方向位移为s，竖直方向位移为d，有
s＝v0t0
d＝gt
由题意得
x＝s－l，y＝h－d
联立相关方程，由题意可知v0>0，得
0(3)小球Q在空间做平抛运动，要满足题设要求，则运动到小球P穿出电磁场区域的同一水平高度时的W点时，其竖直方向的速度vy与竖直位移yQ必须满足
vy＝v
yQ＝R
设小球Q运动到W点时间为t，由平抛运动，有
vy＝gt
yQ＝gt2
联立相关方程，解得
B1＝B2
B1是B2的0.5倍．