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12013年福建省高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题1．（3分）（2013•福建）设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为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．GM=B．GM=C．GM=D．GM=考点：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有专题：万有引力定律在天体运动中的应用专题．分析：行星绕太阳公转时，万有引力提供行星圆周运动的向心力，列式分析即可．解答：解：太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力即由此可得：故选A．点评：据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量．2．（3分）（2013•福建）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分离成两束单色光的是（）A．B．C．D．考点：光的折射定律；电磁波谱．菁优网版权所有专题：光的折射专题．分析：红光的折射率小于紫光的折射率，根据折射定律分析两种色光通过三棱镜后偏折角的大小．光线通过三棱镜后经过了两次折射，两次折射角均不同．解答：解：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．故选：B．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2定律进行分析．3．（3分）（2013•福建）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，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e=10sin10πt（V），则（）A．该交变电流的频率为10HzB．该电动势的有效值为10VC．外接电阻R所消耗的电功率为10WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0A考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式．菁优网版权所有专题：交流电专题．分析：根据电动势瞬时值的表达式可以知道角速度、最大值，从而计算频率和有效值，结合欧姆定律进行其它分析．解答：解；A、交流电的频率f==5Hz，A错误；B、该电动势的最大值为，B错误；C、D电压有效值为10V，电路中电流为I==1A，外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9W，C错误D正确；故选：D．点评：本题考查了对交流电瞬时值表达式的认识，理解公式中各物理量的物理意义．4．（3分）（2013•福建）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．考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有专题：振动图像与波动图像专题．分析：由题，波源形成向右和向左传播的两列横波，左右具有对称性，根据t=0.6与周期的关系，分析形成的波形的长度，分析波源的状态，即可确定图象．解答：解：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．故选：C．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．35．（3分）（2013•福建）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﹣1B．m2•kg•s﹣3•A﹣1C．m2•kg•s﹣2•A﹣1D．m2•kg•s﹣1•A﹣1考点：力学单位制．菁优网版权所有专题：压轴题．分析：根据U=，q=It得出电势差的表达式，从而得出伏特的导出单位．解答：解：根据U=，q=It得，U=，功的单位1J=1N•m=1kg•m2/s2，则=1m2⋅kg⋅s﹣3⋅A﹣1．故B正确，A、C、D错误．故选：B．点评：物理量的关系对应着物理量单位的关系，本题关键得出电压的表达式，从而得出其单位．6．（3分）（2013•福建）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，不计空气影响，则下列哪一个图象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．考点：导体切割磁感线时的感应电动势．菁优网版权所有专题：压轴题；电磁感应——功能问题．分析：线框进入磁场前先做自由落体运动，进入磁场时，若安培力大于重力，则线框做加速度逐渐减小的减速运动，在cd边未进入磁场时，若加速度减为零，则做匀速运动，cd边进入磁场后做匀加速直线运动．若安培力小于重力，进入磁场做加速度减小的加速运动，在cd边未进入磁场时，若加速度减为零，则做匀速运动，cd边进入磁场后做匀加速直线运动．若安培力等于重力，进入磁场做匀速直线运动，cd边进入磁场后做匀加速直线运动．解答：解：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A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，当4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．二、解答题7．（6分）（2013•福建）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C．（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0.653m/s（保留三位有效数字）．考点：探究功与速度变化的关系．菁优网版权所有专题：实验题．分析：①平衡摩擦力是用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故不应该将钩码通过细线挂在小车上，为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放；②用平均速度等于中间时刻的瞬时速度的结论求解．解答：解：①A、平衡摩擦力时要将纸带、打点计时器、小车等连接好，但不要通电和挂钩码，故A错误；B、为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，使系统的加速度较小，避免钩码失重的影响，故B错误；C、实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，故C正确；故选：C；②B为AC时间段的中间时刻，根据匀变速运动规律得，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故：vB==m/s=0.653m/s5故答案为：①C②0.653．点评：“探究恒力做功与动能改变的关系”与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处，在平时学习中要善于总结、比较，提高对实验的理解能力．8．（12分）（2013•福建）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6.0kΩ；电压表V2量程选用15V，内阻约为30kΩ；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V1、V2的示教U1、U2．（ⅰ）某次测量时，电压表V1示数如图丙，则U1=1.40V，可算出通过硅光电他的反向电流大小为0.23mA（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．123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U1/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.0﹣1.0﹣2.0﹣3.0﹣4.0﹣5.0﹣6.0﹣7.0﹣8.0Ix/mA﹣0.00﹣0.00﹣0.01﹣0.02﹣0.04﹣0.07﹣0.12﹣0.19﹣0.29（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成非线性（填“线性”或“非线性”）关系．考点：测定电源的电动势和内阻．菁优网版权所有专题：实验题；恒定电流专题．分根据电路图画出实物图，注意滑动变阻器的分压式接法．6析：由欧姆定律可求出电流．根据表中数据标出余下的4个坐标点，用描点法平滑曲线绘出IX﹣UX图线．解答：解：①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路．连线如图：②（ⅰ）电压表V1示数U1=1.40V，内阻为RV=6.0kΩ，由欧姆定律可知通过的电流为I==0.23A．（ⅱ）根据表中数据标出余下的4个坐标点，用描点法平滑曲线绘出IX﹣UX图线如图所示．（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成非线性关系．故答案为：①电路连接如图所示②（i）1.400.23（ii）如图（iii）非线性点评：本题考查了伏安特性曲线，综合性较强，要求学生能全面掌握实验知识；注意分压接法等基本原理．9．（15分）（2013•福建）如图，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．考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力．菁优网版权所有专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）从A到B由动能定理可得B位置时的速度，之后做平抛运动，由平抛规律求解；（2）在B位置，由牛顿第二定律可求轻绳所受的最大拉力大小．7解答：解：（1）设小球在B点速度为v，对小球从A到B由动能定理得：mgh=mv2①绳子断后，小球做平抛运动，运动时间为t，则有：H=②DC间距离：s=vt解得：s=m≈1.414m（2）在B位置，设绳子最大力量为F，由牛顿第二定律得：F﹣mg=④联立①④得：F=2mg=2×1×10N=20N根据牛顿第三定律，有F'=F，因而轻绳所受的最大拉力为20N．答（1）DC两点间的距离1.414m；（2）轻绳所受的最大拉力20N．点评：关键是建立物体运动的情境，寻找物理模型，本题为圆周和平抛模型的组合．10．（19分）（2013•福建）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