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  • 2021-05-13 发布

福建省高考物理试卷答案与解析

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‎2013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10Hz ‎ ‎ B.‎ 该电动势的有效值为10V ‎ ‎ 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.‎ ‎ ‎ ‎5.(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﹣1‎ B.‎ m2•kg•s﹣3•A﹣1‎ ‎ ‎ C.‎ m2•kg•s﹣2•A﹣1‎ D.‎ 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 0.653 m/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/s 故答案为:①C ②0.653.‎ 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= 1.40 V,可算出通过硅光电他的反向电流大小为 0.23 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.‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ U1/V ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.06‎ ‎0.12‎ ‎0.24‎ ‎0.42‎ ‎0.72‎ ‎1.14‎ ‎1.74‎ U1/V ‎0.0‎ ‎1.0‎ ‎2.1‎ ‎3.1‎ ‎4.2‎ ‎5.4‎ ‎6.7‎ ‎8.1‎ ‎9.7‎ Ux/V ‎0.0‎ ‎﹣1.0‎ ‎﹣2.0‎ ‎﹣3.0‎ ‎﹣4.0‎ ‎﹣5.0‎ ‎﹣6.0‎ ‎﹣7.0‎ ‎﹣8.0‎ Ix/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.‎ 根据电路图画出实物图,注意滑动变阻器的分压式接法.‎ 分析:‎ 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)1.40 0.23 (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.‎ 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=②‎ DC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施加一个多大的外力,方向如何?‎ 考点:‎ 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.菁优网版权所有 专题:‎ 压轴题;共点力作用下物体平衡专题.‎ 分析:‎ ‎(1)以环为研究对象,环处于静止状态,合力为零,根据平衡条件求解绳中拉力的大小;‎ ‎(2)①以环为研究对象,由正交分解法,根据牛顿第二定律求解加速度;‎ ‎②对整体研究,由正交分解法,根据牛顿第二定律求解外力的大小和方向.‎ 解答:‎ 解:(1)以环为研究对象,环处于静止状态,合力为零,分析受力如图所示,设两绳的夹角为2θ.‎ 则sinθ==,得cosθ==‎ 设绳子的拉力大小为T,由平衡条件得 ‎ 2Tcosθ=mg 解得;‎ ‎(2)①对环:设绳子的拉力大小为T′,则根据牛顿第二定律得:‎ 竖直方向:T′+T′cos60°=mg 水平方向:T′sin60°=ma,‎ 解得 ‎②设外力大小为F,方向与水平方向成α角斜向右上方.‎ 对整体:由牛顿第二定律得:‎ 水平方向:Fcosα=(M+m)a 竖直方向:Fsinα=(M+m)g 解得,,α=60°即外力方向与水平方向夹角为60°斜向右上方.‎ 答:(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,绳中拉力的大小是;‎ ‎(2)①此状态下杆的加速度大小a为;‎ ‎②为保持这种状态需在杆上施加一个的外力为,方向与水平方向夹角为60°斜向右上方.‎ 点评:‎ 本题中铁环与动滑轮相似,两侧绳子拉力大小相等,运用正交分解法研究平衡状态和非平衡情况.‎ ‎ ‎ ‎11.(20分)(2013•福建)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(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.‎ 考点:‎ 带电粒子在匀强磁场中的运动.菁优网版权所有 专题:‎ 压轴题;带电粒子在磁场中的运动专题.‎ 分析:‎ ‎(1)根据所受洛伦兹力情况,画出运动轨迹,求出去半径大小,即可求出速度v1的大小;‎ ‎(2)根据运动轨迹,结合数学知识求解.‎ ‎(3)熟练应用功能关系和数学知识进行求解.‎ 解答:‎ 解:(1)根据运动轨迹可以求出半径为:‎ ‎ ①‎ 洛伦兹力提供向心力有: ②‎ 联立①②解得:‎ 答:v1的大小:.‎ ‎(2)根据题意可知:O、A两点处于同一圆周上,且圆心在x=的直线上,半径为R.当给定一个初速度v时,有两个入射角,分别在第1、2象限,由此解得:.‎ 答:其入射角θ(粒子初速度与x轴正向的夹角)有2个,.‎ ‎(3)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,且此处速度方向水平.用ym表示该处的纵坐标,有:‎ ‎…①;‎ 由题意vm=kym…②,‎ 且k与E的大小无关,因此可利用E=0时的状况来求k,E=0时洛伦兹力充当向心力,即 ‎,得,‎ 其中的R0就是对应的纵坐标y0,因此得:‎ ‎,此时带入②得:‎ ‎,将此式带入①,整理后可得:‎ ‎,解得:,舍弃负值,得:‎ 答:.‎ 点评:‎ 本题考查了带电粒子在磁场中的运动,是考查学生综合应用物理和数学能力的好题.‎ ‎ ‎ 三、[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)‎ ‎12.(6分)(2013•福建)下列四幅图中,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 (  )‎ ‎ ‎ A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ 考点:‎ 分子势能;分子间的相互作用力.菁优网版权所有 专题:‎ 压轴题;内能及其变化专题.‎ 分析:‎ 分子力与分子距离r,分子势能与分子距离r的关系图象很类似,特别注意的是当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,同时注意分子力为矢量,分子势能为标量.‎ 解答:‎ 解:根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知,当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,由此可知B正确.‎ 故选:B.‎ 点评:‎ 正确区分和理解分子力与分子距离r,分子势能与分子距离r的关系图象是理解分子力、分子势能的关键.‎ ‎ ‎ ‎13.(6分)(2013•福建)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.‎ ‎ ‎ A.‎ B.‎ C.‎ ‎(﹣1)V D.‎ ‎(+1)V 考点:‎ 理想气体的状态方程.菁优网版权所有 专题:‎ 压轴题;理想气体状态方程专题.‎ 分析:‎ 根据等温变化的气体方程列式即可.‎ 解答:‎ 解:气体做等温变化,设充入V′的气体,P0V+P0V′=PV,所以V′=,C正确.‎ 故选:C.‎ 点评:‎ 本题考查了理想气体状态方程中的等温变化,还要知道其它两种变化的分析.‎ ‎ ‎ 四、[物理选修3-5](本题共有两小题,每小题0分,共12分.每小题只有一个符合题意)‎ ‎14.(2013•福建)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(  )‎ ‎ ‎ A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ 考点:‎ 粒子散射实验.菁优网版权所有 专题:‎ 压轴题;原子的核式结构及其组成.‎ 分析:‎ 在卢瑟福α粒子散射实验中,大多数粒子沿直线前进,少数粒子辐射较大角度偏转,极少数粒子甚至被弹回.‎ 解答:‎ 解: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.‎ 故选:C.‎ 点评:‎ 本题考查了卢瑟福α粒子散射实验的现象,还要记住此实验的两个结论.‎ ‎ ‎ ‎15.(2013•福建)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(  )‎ ‎ ‎ A.‎ v0‎ B.‎ v0‎ C.‎ v0‎ D.‎ v0‎ 考点:‎ 动量守恒定律.菁优网版权所有 专题:‎ 压轴题;动量定理应用专题.‎ 分析:‎ 以火箭为研究对象,由动量守恒定律可以求出火箭的速度.‎ 解答:‎ 解:取向上为正方向,由动量守恒定律得:‎ ‎ 0=(M﹣m)v﹣mv0‎ 则火箭速度v=‎ 故选:D.‎ 点评:‎ 在发射火箭过程中,系统动量守恒,由动量守恒定律即可正确解题.‎ ‎ ‎