[福建]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

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

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（）

如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻$r$=1.0$\Omega$，外接$R$=9.0$\Omega$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$e$=$10\sqrt{2}\sin \pi t$（$V$），则

该交变电流的频率为10 $Hz$ 该电动势的有效值为 $V$ 外接电阻 $R$所消耗的电功率为10 $W$ 电路中理想交流电流表 的示数为1.0 $A$

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（）

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（）

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$t_1,t_2$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（）

（1）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$v_B$$m/s$（保留三位有效数字）。
（2）硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表$V_1$量程选用$3V$，内阻为$6.0k\Omega$；电压表$V_2$量程选用$15V$，内阻约为$30k\Omega$；$R_0$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$V_1$、$V_2$的示数$U_1$、$U_2$。
（i）某次测量时，电压表$V_1$示数如图丙，则$U_1$=$V$，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$U_1$、$U_2$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。

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$10m/s^2$，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。

质量为$M$、长为$\sqrt{3}L$的杆水平放置，杆两端$A$、$B$系着长为3$L$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？

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$v_1$沿$y$轴正向入射，恰好能经过$x$轴上的$A(a,0)$点，求$v_1$的大小；
（2）已知一粒子的初速度大小为$v(v＞v_1)$，为使该粒子能经过$A(a,0)$点，其入射角$\theta$（粒子初速度与$x$轴正向的夹角）有几个？并求出对应的$\sin \theta$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$v_0$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$v_m$。$(q>0)$

（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$P_0$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$p_0$，体积为的空气（填选项前的字母）

（1）在卢瑟福$\alpha$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$\alpha$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$v_0$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）