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2013福建省高考理科综合能力测试试题(物理部分)
13.设太阳质量为M,某行星绕太阳公转周期为T,轨道可视为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.答案 A【解析】行星绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有,所以,选项A正确
14.一束由红、紫两色组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜下面四幅途中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是A.B.C.D.答案B【解析】A、复色光进入三棱镜左侧面时发生了第一次,由于红光与紫光的折射率不同,则折射角应不同.故A错误.B、红光的折射率小于紫光的折射率,经过两次折射后,紫光的偏折角大于红光的偏折.故B正确.C、光线从从空气射入介质折射时,入射角大于折射角,而图中入射角小于折射角,而且两种色光的折射角不同.故C错误.D、光线从从空气射入介质折射时,入射角大于折射角,而图中入射角小于折射角,故D错误.点评本题考查对光的色散现象的理解能力,关键抓住红光与紫光折射率的关系,根据折射定律进行分析.
15.如图实验室一台手摇交流发电机内阻r=
1.0外接R=
9.0的电阻闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势,则A.该交变电流的频率为10HzB.该电动势的有效值为C.外接电阻R所消耗的电功率为10WD.电路中理想交流电流表的示数为
1.0A答案D【解析】从电动势瞬时值表达式可知,交变电流的频率,选项A错误;该电动势的有效值,选项B错误;电路中电流(有效值),电阻R消耗功率P=I2R=9W,选项C错误;电流表的读数即为电流的有效值,选项D正确
16.如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,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横波下图中能够正确表示t=
0.6时波形的图是A.B.C.D.答案C【解析】由题,该波的周期为T=
0.4s,则时间t=
0.6s=
1.5T,向左和向右分别形成
1.5个波长的波形.由于波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,则t=
0.6时的振动方向沿y轴负方向,故C正确.点评本题的解题关键是抓住对称性,分析波源振动状态和波形的长度,即可得到答案.
17.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.B.C.D.答案B【解析】根据物理学有关规律和公式,电势差,因此,代入各量的基本单位,有,选项B正确
18.如图,矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t
1、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OO’平行,线框平面与磁场方向垂直设OO’下方磁场磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个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A.B.C.D.答案A【解析】A、线框先做自由落体运动,ab边进入磁场做减速运动,加速度应该是逐渐减小,而图象中的加速度逐渐增大.故A错误;B、线框先做自由落体运动,ab边进入磁场后做减速运动,因为重力小于安培力,做加速度减小到零做匀速直线运动,cd边进入磁场做匀加速直线运动,加速度为g.故B正确;C、线框先做自由落体运动,ab边进入磁场后因为重力大于安培力,做加速度减小的加速运动,cd边离开磁场做匀加速直线运动,加速度为g,故C正确’D、线框先做自由落体运动,ab边进入磁场后因为重力等于安培力,做匀速直线运动,cd边离开磁场做匀加速直线运动,加速度为g,故D正确.本题选不可能的,故选A.点评解决本题的关键能够根据物体的受力判断物体的运动,结合安培力公式、切割产生的感应电动势公式进行分析.
19.(18分)
(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的V1量程选用3V,内阻为
6.0k;电压表V2量程选用15V,内阻约为30k;R0为保护电阻;直流电源电动势E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V
1、V2的示教U
1、U2ⅰ某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1=V.可算出通过硅光电他的反向电流大小为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U
1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压UX和通过反向电流IX(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立IX-UX坐标系,标出了与表中前5组UX、IX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IX-UX图线(ⅲ)由IX-UX图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,IX与UX成____(填“线性”或“非线性”)关系【答案】⑴
①C
②
0.653⑵
①电路连接如图所示
②(i)
1.40
0.23 ii如图所示(iii)非线性【解析】
(1)
①平衡摩擦阻力是当小车不受拉力时能匀速滑动,所以不应挂钩码时小车能匀速滑动;为了减小系统误差,应使钩码的质量远小于小车质量,这样才能把钩码的重力近似当作小车的拉力大小;实验时把小车从静止开始释放,小车初动能为零,使实验计算更简单
②打B点时小车的瞬时速度大小
(2)
①电路连接如图
②电压表V1示数U1=
1.40V,注意要估读最小刻度的下一位;硅光电流的反向电流;图线如图所示;由图可知,Ix与Ux成非线性关系
20.(15分)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,T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不计空气影响,1地面上DC两点间的距离s;2轻绳所受的最大拉力大小【答案】⑴
1.41m ⑵20N【解析】1小球从A到B过程机械能守恒,有
①小球从B到C做平抛运动,在竖直方向上有
②在水平方向上有
③由
①②③式解得s=
1.41m
④2小球下摆到达B点时,绳的拉力和重力的合力提供向心力,由、有
⑤由
①⑤式解得F=20N根据牛顿第三定律轻绳所受的最大拉力为20N
21.(19分)质量为M、长为L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轻绳,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?【答案】⑴ ⑵
①②,与水平方向夹角为60º斜向右上方【解析】1如图
1.设平衡时,绳中拉力为FT,有
①由图知
②由
①②式解得
③2
①此时,对小铁环受力分析如图2,有
④⑤由图知,代入
④⑤式解得
⑥②如图3,设外力F与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有
⑦⑧由
⑥⑦⑧式解得即与水平方向夹角为60º斜向右上方
22.20分如图甲,空间存在—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,电量为q(q0的粒子从坐标原点O沿加xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到该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Aa,0点,求v1的大小2已知一粒子的初建度大小为vvv1.为使该粒子能经过Aa,0点,其入射角(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sin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x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vx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vm【答案】⑴
(2)【解析】1带电粒子以速率v在匀强磁场B中做匀速圆周运动,半径为R,有
①当粒子沿y轴正向入射,转过半个圆周至A点,该圆周的半径为R1,有
②由
②代入
①式得
③⑵如图O、A两点处于同一圆周上,且圆心在x=a/2的直线上,半径为R当确定一个初速率v时,有2个入射角,分别在第
1、2象限,有
④由
①④解得
⑤⑶粒子在运动过程中仅有电场力做功,因此在轨道的最高点处速率最大,用ym表示其y坐标,由动能定理,有
⑥由题意,有vm=kym
⑦若E=0时,粒子以初速度v0沿y轴正向入射,有,
⑧v0=kR0
⑨由
⑥⑦⑧⑨式解得29.[物理-选修3-3](本题共有两小题,每小题6分,共12分每小题只有一个选项符合题意)1下列四﹣中,能正确反映分子间作用力f和分子势能EP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.答案
(1)B
(2)C【解析】
(1)当分子间距离r=r0时,分子之间引力和斥力大小相等,分子作用力为零;当rr0时,分子间作用力表现为斥力,作用力随r减小而增大;当rr0时,分子间作用力表现为引力,作用力随r增大而增大,当r10r0时,作用力又趋近于零分子势能的变化与分子作用力做功有关,选项B正确
(2)设需再充入体积为x的空气我们把轮胎里体积为V的空气和外面体积为x的空气当作一定质量的气体,充气过程为等温过程,有P0(V+x)=PV,得到,选项C正确
30.[物趣建修3-5]本题共有两小题,每小题6分,共12分每小题只有一个符合题意1在卢瑟福粒子散射实验中,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,在及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(填选项前的事母)A.B.C.D.答案
(1)C
(2)D【解析】
(1)α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射,离原子核越近的粒子,受到的斥力越大,散射角度越大,选项C正确
(2)根据动量守恒定律得,所以火箭模型获得的速度大小是,选项D正确。