[山东]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

伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（）

如图所示，用完全相同的轻弹簧$A,B,C$将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧$A$与竖直方向的夹角为30^o，弹簧$C$水平，则弹簧$A,C$的伸长量之比为 （）

如图所示，楔形木块$abc$固定在水平面上，粗糙斜面$ab$和光滑斜面$bc$与水平面的夹角相同，顶角$b$处安装一定滑轮。质量分别为$M$、$m$$（M>m）$的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （）

图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极$N$、$S$间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，$\overline{)A}$为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴$OO`$沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是

将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的$ab$边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度$B$随时间$t$变化的图像如图乙所示。用$F$表示$ab$边受到的安培力，以水平向右为$F$的正方向，能正确反映$F$随时间$t$变化的图像是（）

如图所示，在$x$轴相距为$L$的两点固定两个等量异种点电荷$+Q$、$-Q$，虚线是以$+Q$所在点为圆心、$L$/2为半径的圆，$a$、$b$、$c$、$d$是圆上的四个点，其中$a$、$c$两点在$x$轴上，$b$、$d$两点关于$x$轴对称。下列判断正确的是（  ）

双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为$T$,经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的$k$倍，两星之间的距离变为原来的$n$倍，则此时圆周运动的周期为    

（1）图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的(填"$A$""$B$"或"$C$")进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为mm。

（2）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的$P$、$Q$间通入电流$I$，同时外加与薄片垂直的磁场$B$，在$M$、$N$间出现电压$U_H$，这个现象称为霍尔效应，$U_H$称为霍尔电压，且满足$U_H=K\frac{IB}{d}$，式中$d$为薄片的厚度，$k$为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。

①若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量$U_H$时，应将电压表的"+"接线柱与（填"$M$"或"$N$"）端通过导线相连。
②已知薄片厚度$d$=0.40mm，该同学保持磁感应强度$B$=0.10T不变，改变电流$I$的大小，测量相应的$U_H$值，记录数据如下表所示。
 
根据表中数据在给定区域内（见答题卡）画出$U_H-I$图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为$\times {10}^{-3}V·m·A^{-1}·T^{-1}$（保留2位有效数字）。
③该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路，$S_1$、$S_2$均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从$Q$端流入，$P$端流出，应将$S_1$掷向（填"$a$"或"$b$"），$S_2$掷向（填"$c$"或"$d$"）。

为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件和(填器件代号)之间。

如图所示，一质量$m=0.4kg$的小物块，以$V_0=2m/s$的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力$F$作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经$t=2s$的时间物块由$A$点运动到$B$点，$A$、$B$之间的距离$L=10m$。已知斜面倾角$\theta ={30}^o$，物块与斜面之间的动摩擦因数$u=\frac{\sqrt{3}}{3}$。重力加速度$g$取$10m/s^2$.

（1）求物块加速度的大小及到达$B$点时速度的大小。

（2）拉力$F$与斜面的夹角多大时，拉力$F$最小？拉力$F$最小值是多少？

如图所示，在坐标系$xoy$的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于$xoy$面向里；第四象限内有沿$y$轴正方向的匀强电场，电场强度大小为$E$. 一质量为、带电量为的粒子自$y$轴的$P$点沿$x$轴正方向射入第四象限，经$x$轴上的$Q$点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知$OP=d，OQ=2d$，不计粒子重力。

（1）求粒子过$Q$点时速度的大小和方向。
（2）若磁感应强度的大小为一定值$B_0$，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求$B_0$；

（3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过$Q$点，且速度与第一次过$Q$点时相同，求该粒子相邻两次经过$Q$点所用的时间。

（1）下列关于热现象的描述正确的是

A.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
（2）我国"蛟龙"号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，"蛟龙"号探测到$990m$深处的海水温度为$280K$。某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度$T_o=300K$，压强$P_0=1atm$，封闭气体的体积$V_o=3m^2$。如果将该气缸下潜至$990m$深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。

①求$990m$深处封闭气体的体积（$1atm$相当于$10m$深的海水产生的压强）。

②下潜过程中封闭气体(填"吸热"或"放热")，传递的热量（填"大于"或"小于"）外界对气体所做的功。

（1）如图甲所示，在某一均匀介质中，$A$、$B$是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为$x=0.1\sin \left(20\pi t\right)m$，介质中$P$点与$A$、$B$两波源间的距离分别为4$m$和5$m$，两波源形成的简谐波分别沿$AP$、$BP$方向传播，波速都是10$m/s$。

①求简谐横波的波长。
②$P$点的振动（填"加强"或"减弱"）。
（2）如图乙所示，$ABCD$是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由$O$点垂直$AD$边射入。已知棱镜的折射率$n=\sqrt{2}$，$AB=BC=8cm$，$OA=2cm$，∠$\angle OAB=60°$。

①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。
②第一次的出射点距$C$$cm$。

（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到${10}^{8}K$时，可以发生"氦燃烧"。
①完成"氦燃烧"的核反应方程：${}_2{}^{4}He+\_\to {}_4{}^{8}Be+\gamma$。

②${}_4{}^{8}Be$是一种不稳定的粒子，其半衰期为$2.6\times {10}^{-16}s$。一定质量的${}_4{}^{8}Be$，经$7.8\times {10}^{-16}s$后所剩下的${}_4{}^{8}Be$占开始时的。

（2）如图所示，光滑水平轨道上放置长木板$A$（上表面粗糙）和滑块$C$，滑块$B$置于$A$的左端，三者质量分别为$m_A=2kg$、$m_B=1kg$、$m_C=2kg$。开始时$C$静止，$A$、$B$一起以$v_0=5m/s$的速度匀速向右运动，$A$与$C$发生碰撞（时间极短）后$C$向右运动，经过一段时间，$A$、$B$再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与$C$碰撞。求$A$与$C$发生碰撞后瞬间$A$的速度大小。