2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理（福建卷解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作为r的圆，已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足（   ）

A．    B．    C．    D．

2. 难度：简单

一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是（   ）

3. 难度：中等

如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r=1.0Ω，外接R=9.0Ω的电阻。闭合开关S，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e=（V），则（   ）

A．该交变电流的频率为10Hz                B．该电动势的有效值为V

C．外接电阻R所消耗的电功率为10W        D．电路中理想交流电流表的示数为1.0A

4. 难度：中等

如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐波。下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是（   ）

5. 难度：简单

在国际单位制（简称SI）中，力学和电学的基本单位有：m（米）、kg（千克）、s（秒）、A（安培）。导出单位V（伏特）用上述基本单位可表示为（   ）

A．m²·kg·s^－4·A^－1  B．m²·kg·s^－3·A^－1   C．m²·kg·s^－2·A^－1   D．m²·kg·s^－1·A^－1

6. 难度：中等

如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t₁、t₂分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（   ）

二、实验题

7. 难度：中等

（1）（6分）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：

①下列说法哪一项是正确的         。（填选项前字母）

A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上

B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量

C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放

②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为    m/s（保留三位有效数字）。

（2）（12分）硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V₁量程选用3V，内阻为6.0 kΩ；电压表V₂量程选用15V，内阻约为30 kΩ；R₀为保护电阻；直流电源电动势约为12V，内阻不计。

①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。

②用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V₁、V₂的示数U₁、U₂。

（i）某次测量时，电压表V₁示数如图丙，则U₁=   V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为   mA（保留两位小数）。

（ii）该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U₁、U₂数据，算出相应的硅光电池两端反向电压U_x和通过的反向电流I_x（图中“－”表示反向），并在坐标纸上建立I_x-U_x坐标系，标出了与表中前5组U_x、I_x数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点，并绘出I_x-U_x图线。

（iii）由I_x-U_x图线知，硅光电池无光照下加反向电压时，I_x与U_x成     （填“线性”或“非线性”）关系。

三、计算题

8. 难度：中等

如图所示，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L=1.0m，B点离地高度H=1.0m，A、B两点的高度差h=0.5m，重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力影响，求：

（1）地面上DC两点间的距离s；

（2）轻绳所受的最大拉力大小。

9. 难度：中等

质量为M、长为的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软绳，绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g，不计空气影响。

（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小；

（2）若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示。

①求此状态下杆的加速度大小a；

②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？

10. 难度：困难

如图甲所示，空间存在一范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。让质量为m，电荷量为q（q＞0）的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到磁场中。不计重力和粒子间的影响。

（1）若粒子以初速度v₁沿y轴正向入射，恰好能经过x轴上的A（a，0）点，求v₁的大小；

（2）已知一粒子的初速度大小为v（v＞v₁），为使该粒子能经过A（a，0）点，其入射角θ（粒子初速度与x轴正向的夹角）有几个？并求出对应的sinθ值；

（3）如图乙，若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场，一粒子从O点以初速度v₀沿y轴正向发射。研究表明：粒子在xOy平面内做周期性运动，且在任一时刻，粒子速度的x分量v_x与其所在位置的y坐标成正比，比例系数与场强大小E无关。求该粒子运动过程中的最大速度值v_m。

四、选择题

11. 难度：简单

（1）下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E_p随分子间距离r变化关系的图线是   。（填选图下方的字母）

（2）某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p₀的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p₀，体积为   的空气（填选项前的字母）

A．           B．            C．       D．

12. 难度：简单

（1）在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是    。（填选图下方的字母）

（2）将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v₀竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是   。（填选项前的字母）

A．            B．            C．          D．