2013.9物理试题参考解答及评分标准

一.单项选择题(每题3分,共24分)：

1～8：CCBBBBDB

二.多项选择题(每题4分,共20分；全部选对得4分,选对但不全得3分,有选错或不答得0分)

9.CD 10.ABC 11.BD 12.CD 13.ACD

三.实验题(共2题,共12分)

14.（6分） 7.19～7.21 0.89～0.91 4.9～5.1

(每空2分；对第2、3空有效数字不作要求)

15.（6分）（1）如图示（2分）

（2）0～6.4 （2分）

（3）R=URv/(IRv－U) （2分）

四.计算题(共5题,共44分)

16.（6分）（1）设卫星的质量为m，地球的质量为M，在地球表面附近满足

GMm/R2=mg （1分）

得 GM=R2g

卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力

mv12/R=GMm/R2 （1分）

由上二式可得 v1 =
（1分）

（2）卫星受到的万有引力为 F=GMm/(R+h)2 （1分）

由牛顿第二定律得 F=m4π2(R+h)/T2 （1分）

将 GM=R2g 代入上二式并整理得 T=
（1分）

17.（7分）小球受到电场力qE、重力mg和绳的拉力处于静止，根据共点力平衡条件有

qE=mgtan370=3mg/4 （1分）

对于小球从A点运动到C点的过程，根据动能定理有

mgl－qEl=mvc2/2 （2分）

解得小球通过C点时的速度大小 vc=
m/s （1分）

设小球在最低点时细线对小球的拉力为T，根据牛顿第二定律有

T－mg=mvc2/l （2分）

解得 T=1.5N （1分）

18.（8分）（1）设k=B0/t0,由图乙可知，磁感应强度B与时间t的函数关系为

B=B0－（B0/t0）t=B0－kt （1分）

磁场的面积及线圈内的磁通量分别为

S=πr22

φ=BS=πr22(B0－kt) （1分）

在0和t1时刻，单匝线圈中的磁通量分别为

Φ0=πr22B0

Φ1=πr22(B0－kt1)

由 △φ=Φ1－Φ0

得 △φ=―πr22kt1 （1分）

在0和t1时刻，线圈中的电动势大小及电流分别为

ε=n△φ/t1=nπr22k （1分）

I=ε/(R+2R)=nπr22B0/3Rt0 （1分）

根据楞次定律知，电阻R1上的电流方向应由b向a （1分）

（2）0至t1时间内，电阻R1上通过的电量

q=It1=nπr22B0t1/3Rt0 （1分）

电阻R1上产生的热量 Q=I22Rt1=2n2π2r24B02t1/9Rt02 （1分）

19.（10分）（1）由题中所给数据可知，电机正常工作时输入功率为p入=U0I0=140w

又因电机的输出功率为p出=120w

所以电机的效率为 η=p出/p入=85.7% （2分）

(2) 行驶时所受阻力为f=k(M+m)g （1分）

当达到最大速度vm时，应有p出=fvm （1分）

所以最大速度vm=6.0m/s （1分）

(3)当车速为v1=1.0m/s时，牵引力F=p出/v1 （2分）

F=120N （1分）

设此时车的加速度为a,由牛顿第二定律有 F－f=(M+m)a （1分）

解得 a=1.0m/s2 （1分）

20.（13分）（1）t=0时刻进入两板间的电子先沿
方向做匀速运动，即有v0T/2=l/2，在T/2～T时间内在电场作用下做类平抛运动,在垂直于
方向做匀加速运动，T时刻到达B、D端界面.设到达B、D端界面时偏离
的距离为y1，则

y1=at2/2 （1分）

a=F/m=eU0/dm (1分)

y1=
=
（1分）

t=T/2时刻进入两板间的电子先在T/2时间内做抛物线运动到达金属板的中央，而后做匀速直线运动到达金属板B、D端界面.设电子到达金属板的中央时偏离
的距离为y2,将此时电子的速度分解为沿
方向的分量v0与沿电场方向的分量vE,

则有 vE=eU0T/2md (1分)

设此时电子的速度方向与
的夹角为θ，电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离
的距离为
，则有

y2=
=y1 （1分）

tanθ=vE/v0=
/( l/2) （1分）

解得
=eU0 l 2/4mdv02 （1分）

即得 y1/(y2+
)=1/3 （1分）

(2)在t=(2n+1)T/2 (n=0,1,2,……)时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离
的距离最大，因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板，应满足的条件为

y2 +
≤d/2 （1分）

解得板间电压的最大值 U0 =
（1分）

(3)设t=nT(n=0,1,2,……)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与
点的距离为Y1；

t=(2n+1)T/2 (n=0,1,2,……)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与
点的距离为Y2.电子到达荧光屏上分布在△Y=Y2－Y1范围内.

根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系，得到

tanα=(Y2－y2－
)/l=(Y1－y1)/l (1分)

因此电子在荧光屏上分布的范围为△Y=Y2－Y1=
=eU0 l 2/4mdv02 (1分)

当板间电压U0=
时电子在荧光屏上分布的范围最大，即

△Y=Y2－Y1=
=eU0 l 2/4mdv02 =d/3 (1分)