2012年安徽高考理综试题物理部分及答案.pdf
20122012 年安徽高考理综试题物理部分及答案年安徽高考理综试题物理部分及答案第 卷物理部分试题14我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为 350km，“神州八号”的运行轨道高度为 343km。它们的运行轨道均视为圆周，则A“天宫一号”比“神州八号”速度大B“天宫一号”比“神州八号”周期大C“天宫一号”比“神州八号”角速度大D“天宫一号”比“神州八号”加速度大15 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=0s 时波形如图 1 所示，已知波速为 10m/s，则 t=0.1s时正确的波形是图 2 中的ABCD图 216如图所示，在竖直平面内有一个半径为R 的圆弧轨道。半径OA 水平、OB竖直，一个质量为 m 的小球自 A 正上方 P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力，已知 AP=2R，重力加速度B为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中A重力做功 2mgRRB机械能减少 mgROC合外力做功 mgRD克服摩擦力做功P2RA1mgR217如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则FA物块可能匀速下滑B物块将以加速度 a 匀加速下滑C物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑D物块将以小于 a 的加速度匀加速下滑18如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点 O 处的电势为 0V，点 A 处的电势为 6V，点 B 处的电势为3V，则电场强度的大小为y(cm)A200V/mB2003V/mB(0,3)C100 V/mD1003V/mOA(6,0)x(cm)19如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度 v 从 A 点沿直径 AOB 方向射入磁场，经过 t 时间从 C 点射出磁场，OC 与 OB 成 600角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从 A点射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 A O60 CB20如图 1 所示，半径为 R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为，其轴线上任意一点 P（坐标为 x）的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E 2k11AtB2t21CtD3t3x，方向沿 x 轴。现考虑单位面积带电量为0的无22 1/2(R x)限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r 的圆孔，如图 2 所示。则圆孔轴线上任意一点 Q（坐标为 x）的电场强度为A2k0 x(r2 x2)1/2r22 1/2(r x)xPQxB2k0C2k0ROrOxrrD2k0 x图 1图 2第 卷物理部分试题21（18 分）I（10 分）图 1 为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为 M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。（1）试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外小车、砝码、打点计时器 接 交 流 电砂、砂桶图 1力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节 m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。（2）实验中要进行质量m和 M 的选取，以下最合理的一组是AM=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40gBM=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120gCM=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40gDM=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g（3）图 2 是试验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度 a=m/s2（结果保留2位有效数字）。ABCDEFG图 2II（8 分）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为 2.5V。（1）完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，；断开开关，。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。【答案】I（1）B（2）C（3）0.42II（1）使它靠近变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压（2）如图所示22（14 分）质量为 0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的vt图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。设球受到的空气阻力大小恒为 f，取g=10 m/s2,求：v(m/s)（1）弹性球受到的空气阻力f 的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。4O23（16 分）图 1 是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的 OO轴转动，由线圈引出的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈一起绕 OO转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路。图 2 是线圈的主视图，导线ab 和 cd 分别用它们的横截面来表示。已知ab 长度为 L1，bc 长度为 L2，线圈以恒定角速度 逆时针转动。（只考虑单匝线圈）O t0.5t(s)cdNobeaS中d 性面 t0Bd中性面BaafR图 1图 2图 3（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成 0夹角位置时开始计时，如图 3 所示，试写出 t 时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R 上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）24（20 分）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=2kg 的小物块 A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以 u=2m/s 的速率逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量 m=1kg 的小物块 B 从其上距水平台面 h=1.0m 处由静止释放。已知物块 B 与传送带之间的摩擦因数=0.2，l=1.0m。设物块A、B 中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A 静止且处于平衡状态。取 g=10m/s2。（1）求物块 B 与物块 A 第一次碰撞前速度大小；（2）通过计算说明物块B 与物块 A 第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？（3）如果物块A、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次 碰撞 前锁定 被解除，试 求出 物块 B 第 n 次碰 撞后 的运动 速度大 小。Bhu=2m/sAl参考答案参考答案1414【答案】B【解析】由万有引力提供向心力易知：v GMGM、3rrX/mr3；即轨道半径越大，线速度越小、角速度越T 2GM小、周期越大。而由牛顿第二定律知:a 半径越大，加速度越小。答案B。1515【答案】C【解析】由图 1 可得波长=4.0m，其周期T=/v=0.4s。而t=0.1s=T/4，波沿x 轴正方向传播，即图 1 的波形向 x 轴正方向移动 1/4 波长，得到图 2 的 C 图。答案 C。1616【答案】D【解析】小球从P 到 B 的运动过程中，高度下降R 则重力做正功WG mgR，A 错误；小2mvB球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力，由牛顿第二定律：mg；所以RGM,说明轨道r2O1.O2.O 3.O4.Oy/m图 1112mgR，B 错误；由动能定理知合外力22121做功W EkmvBmgR，C 错误；克服摩擦力做功等于机械能减少22机械能减少E mg2R(mvB mgR)Wf E 1mgR，D 正确。答案 D。21717【答案】C【解析】设斜面的倾角为，物块与斜面间动摩擦因数为，施加一个竖直向下的恒力 F时，加速度为a。根据牛顿第二定律，不施加恒力 F 时：a mgsinmg cos，；施加一个竖直向下的恒力 F 时：a (g 正确。答案 C。1818【答案】A【解析】由于A 6V、B3V、O 0V，且是匀强电场，则在（3，0）的点的电势为 3V。匀强电场的方向垂直于点（3，0）与 B 点的连线，由几何关系可得 O 到点（3，0）与 B 点的连线的距离 d=1.5cm，匀强电场的电场强度E UBO/d 200V/m。答案 A。1919【答案】B【解析】根据作图法找出速度为 v 时的粒子轨迹圆圆心O，由几何关系可求出磁场中的轨迹弧所对圆心角A OC=60，轨迹圆半径OA 3R，当粒子速度变为 v/3 时，其轨迹圆半径OA F)(mgsin mg cos)，即a a，Cm3R，磁3 A O D O B C场中的轨迹弧所对圆心角 A O D=120，由t mqB知t 2t。答案 B。O2020【答案】A【解析】当R 时，xR x22=0，则无限大均匀带电平板在Q 点产生的电场强度为E 2k0。由题意知无限大均匀带电平板在Q 点产生的场强是半径为 r 的圆板在 Q 点的场强和挖去圆孔的无穷大平板在Q 点的场强的矢量和即xE E Er 20。答案 A。122（r x）22121【答案】I（1）B（2）C（3）0.42II（1）使它靠近变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压（2）如图所示【解析】I（1）平衡摩擦阻力是通过B 的方法来实现的，故选B（2）由于本实验中要求砂和砂桶的质量m 远小于小车和砝码的质量 M，故选 C 合理。（3）由于连续相等时间内的位移差 S=0.42cm，由匀变速运动规律 S=aT2，且 T=50.02s=0.1s，所以 a=S/T2=0.42m/s2。II（1）由于滑动变阻器的分压作用，使开始实验时小灯泡两端电压为 0，应使滑动变阻器的滑片靠近变阻器左端的接线柱。描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线，必须测量多组数据，即增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压（2）如图所示2222【答案】（1）0.2N（2）3m8【解析】（1）设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a1，由图知a1v4m/s28m/s2t0.5根据牛顿第二定律，得mg f ma1f m(g a1)0.2N（2）由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v1=4m/s，设球第一次离开地面时的速度为 v2，则3v2v1 3m/s4第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2，则mg f ma2a2=12m/s2于是，有20v2 2a2h解得h 3m82323【答案】（1）e1 BL1L2sint（2）e2 BL1L2sin(t 0)BL L（3）R12Rr【解析】（1）矩形线圈 abcd 转动过程中，只有 ab 和 cd 切割磁感线，设 ab 和 cd 的转动速度为 v，则2v L22在 t 时刻，导线 ab 和 cd 因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1=BL1v由图可知v vsint则整个线圈的感应电动势为e1 2E1 BL1L2sint（2）当线圈由图 3 位置开始运动时，在 t 时刻整个线圈的感应电动势为e2 BL1L2sin(t 0)（3）由闭合电路欧姆定律可知I ERr这里的 E 为线圈产生的电动势的有效值E Em2BL1L22则线圈转动一周在 R 上产生的焦耳热为QR I2RT其中T 于是2 BL L QRR12Rr2424【答案】（1）4m/s（2）不能（3）()v【解析】（1）设物块 B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0由机械能守恒知213nmgh 12mv02v02gh设物块 B 在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为amg ma设物块 B 通过传送带后运动速度大小为v，有2v2v0 2al结合式解得v=4m/s由于v u=2m/s，所以 v=4m/s 即为物块 B 与物块 A 第一次碰撞前的速度大小（2）设物块A、B 第一次碰撞后的速度分别为V、v1，取向右为正方向，由弹性碰撞知mv mv1MV12121mv mv1MV222214解得v1v m/s33即碰撞后物块 B 安水平台面向右匀速运动设物块 B 在传送带上向右运动的最大位移为l，则0v12 2all 4m 1m9所以物块 B 不能通过传送带运动到右边的曲面上（3）当物块 B 在传送带上向右运动的速度为零时，将会沿传送带向左加速。可以判断，物块 B 运动到左边台面是的速度大小为v1，继而与物块 A 发生第二次碰撞。设第二次碰撞后物块 B 速度大小为 v2，同上计算可知1111v2v1()2v33物块 B 与物块 A 第三次碰撞、第四次碰撞，碰撞后物块B 的速度大小依次为111112v3v2()3vv4v3()4v3333则第 n 次碰撞后物块 B 的速度大小为113vn()nv3Bhu=2m/sAl
