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2008-2012安徽高考物理汇总(含答案)


2008 安徽高考物理试卷及答案

理科综合能力测试 物理部分
一、选择题(本题共 8 小题。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有 多个选项正确,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分) 14.如图所示,一物体自倾角为θ 的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜 面接触时速度与水平方向的夹角φ 满足 A.tanφ =sinθ B. tanφ =cosθ C. tanφ =tanθ D. tanφ =2tanθ 15.如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一 小球相连, 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态, 若忽略小球与小车 间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是 A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动 16.一列简谐横波沿 x 轴传播, 周期为 T, 时刻的波形如图所示。 t=0 此时平衡位置位于 x=3 m 处的质点正在向上运动,若 a、b 两质点 平衡位置的坐标分别为 xa=2.5 m, xb=5.5 m,则 A. 当 a 质点处在波峰时,b 质点恰在波谷 B. t=T/4 时,a 质点正在向 y 轴负方向运动 C. t=3T/4 时,b 质点正在向 y 轴负方向运动 D. 在某一时刻,a、b 两质点的位移和速度可能相同 17.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为 390,月球绕地球旋转的周期约为 27 天. 利用上述数据以及日常的天文知识, 可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约 为( ) A.0.2 B.2 C.20 D.200 18.三个原子核 X、Y、Z,X 核放出一个正电子后变为 Y 核,Y 核与质子发生核反应后生成 Z 核并放出一个个氦核(42He) 。则下面说法正确的是 A. X 核比 Z 核多一个质子 B. X 核比 Z 核少一个中子 C. X 核的质量数比 Z 核质量数大 3 D. X 核与 Z 核的总电荷是 Y 核电荷的 2 倍 19.已知地球半径约为 6.4×106 m,空气的摩尔质量约为 29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约 为 1.0×105 Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 A. 4×1016 m3 B. 4×1018 m3 C. 4×1020 m3 D. 4×1022 m3

1

20.矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的 正方向垂直纸面向里,磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应 电流 I 的正方向,下列各图中正确的是

21.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ 射入,穿过玻璃 砖自下表射出。已知该玻璃对红光的折射率为 1.5。设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分 别为 t1 和 t2,则在θ 从 0°逐渐增大至 90°的过程中 A. t1 始终大于 t2 B. t1 始终小于 t2 C. t1 先大于后小于 t2 D. t1 先小于后大于 t2

非选择题
22.(18 分) Ⅰ.(6 分)如图所示,两个质量各为 m1 和 m2 的小物块 A 和 B,分别 系在一条跨过定滑轮的软绳两端, 已知 m1>m2, 现要利用此装置验证 机械能守恒定律。 (1)若选定物块 A 从静止开始下落的过程进行测量,则需要测 量的物理量有 。 (在答题卡上对应区域填入选项前的编号) ①物块的质量 m1、m2; ②物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间; ③物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时间; ④绳子的长度. (2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议: ①绳的质量要轻:

2

②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好; ③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃; ④两个物块的质量之差要尽可能小. 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 。 在答题卡上对应区域填 ( 入选项前的编号) (3)写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议: .. 。 Ⅱ.(12 分)一直流电压表,量程为 1 V,内阻为 1000Ω 。现将一阻值 为 5000~7000Ω 之间的固定电阻 R1 与此电压表串联, 以扩大电压表的量程。 为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势 E 为 6~7 V,内 阻可忽略不计) ,一阻值 R2=2000Ω 的固定电阻,两个单刀开关 S1、S2 及 若干导线。 (1)为达到上述目的,将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图。 (2)连线完成以后,当 S1 与 S2 均闭合时,电压表的示数为 0.90 V; 当 S1 闭合,S2 断开时,电压表的示数为 0.70 V。由此可以计算出改装后电 压表的量程为 V,电源电动势为 V。 23.(14 分) 已知 O、A、B、C 为同一直线上的四点,AB 间的距离为 l1,BC 间的距离为 l2,一物体 自 O 点由静止出发,沿此直线做匀速运动,依次经过 A、B、C 三点,已知物体通过 AB 段 与 BC 段所用的时间相等。求 O 与 A 的距离。

24.(18 分) 图中滑块和小球的质量均为 m,滑块可在水平放置的光滑固 定导轨上自由滑动, 小球与滑块上的悬点 O 由一不可伸长的轻绳 相连,轻绳长为 l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑 块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚 好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度 减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ =60° 时小球达到最高点。求 (1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板 阻力对滑块的冲量; (2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。

3

25.(22 分) 如图所示,在坐标系 xOy 中,过原点的直线 OC 与 x 轴正向的夹角φ =120°,在 OC 右 侧有一匀强电场;在第二、三象限内有一匀强磁场,其上边界与电场边界重叠、右边界为 y 轴、左边界为图中平行于 y 轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向里。一 带正电荷 q、质量为 m 的粒子以某一速度自磁场左边界上的 A 点射入磁场区域,并从 O 点 射出,粒子射出磁场的速度方向与 x 轴的夹角θ =30°,大小为 v。粒子在磁场中的运动轨 迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后,在电场 力的作用下又由 O 点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从 A 点射入 到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。 求 (1)粒子经过 A 点时速度的方向和 A 点到 x 轴的距离; (2)匀强电场的大小和方向; (3)粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。

4

一、选择题:全部选对的给 6 分,选对但不全的给 3 分,有选错的给 0 分。 题号 答案 14 D 15 AD 16 C 17 B 18 CD 19 B 20 D 21 B

22、 (18 分) Ⅰ、 分) (6 (1)①②或①③ (2)①③ (3)例如: “对同一高度进行多次测量取平均值” ; “选取受力后相对伸长尽量小的绳” ;等等。 Ⅱ、 (12 分) (1)连线如图 (2)7 6.3 22—Ⅱ—(1)图 23、 (14 分) 设物体的加速度为 a,到达 A 的速度为 v0,通过 AB 段和 BC 段所用的时间为 t,则有
l1 ? v 0 t ? 1 2
2

at ?????????????????①

2

l1 ? l 2 ? 2 v 0 t ? 2 at ???????????????②

联立①②式得
l 2 ? l1 ? at ???????????????????③
2

3 l1 ? l 2 ? 2 v 0 t ??????????????????④

设 O 与 A 的距离为 l ,则有
l ? v0
2

?????????????????????⑤

2a

联立③④⑤式得
l ? ( 3 l1 ? l 2 )
2

8 ( l 2 ? l1 )

?????????????????????⑥

24、 (18 分) (1)设小球第一次到达最低点时,滑块和小球速度的大小分别为 v 1 、 v 2 ,则机械能守 恒定律得
1 2 1 2 mv 1 ?
2

1 2

mv

2 2

? mgl ????????????????????①

小球由最低点向左摆动到最高点时,则机械能守恒定律得
mv
2 2

? mgl (1 ? cos 60 ? ) ??????????????????②

联立①②式得
v1 ? v 2 ? gl ???????????????????????③
5

设所求的挡板阻力对滑块的冲量为 I,规定动量方向向右为正,有
I ? 0 ? mv 1

解得
I ? ?m gl ????????????????????????④

(2)小球从开始释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功为 W,由 动能定理得
mgl ? W ? 1 2 mv 2 ?????????????????????⑤
2

联立③⑤式得
W ? ? 1 2 mgl 1 2 mgl 。

小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小为

25、 (22 分) (1)设磁场左边界与 x 轴相交于 D 点,与 CO 相交于 O?点,则几何关系可知,直线 OO?与粒子过 O 点的速度 v 垂直。在直角三角形 OO?D 中∠OO?D =30? 。设磁场左右边界 间距为 d,则 OO?=2d。依题意可知,粒子第一次进入磁场的运动轨迹的圆心即为 O?点,圆 孤轨迹所对的圆心角为 30? ,且 O?A 为圆弧的半径 R。 由此可知,粒子自 A 点射入磁场的速度与左边界垂直。 A 点到 x 轴的距离
AD ? R (1 ? cos 30 ? ) ????①

由洛仑兹力公式、牛顿第二定律及圆周运动的规律,得
q vB ? mv R
2

????????②

联立①②式得
AD ? mv ? 3 ? ?1 ? ? ?????③ qB ? 2 ? ? ?

(2)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为 T,第一次在磁场中飞行的时间为 t1,有
t1 ? T 12
2? m qB

??????????④

T ?

?????????⑤

依题意,匀强电场的方向与 x 轴正向夹角应为 150? 。由几何关系可知,粒子再次从 O 点进入磁场的速度方向与磁场右边夹角为 60? 。设粒子第二次在磁场中飞行的圆弧的圆心为 O ?? , O ?? 必定在直线 OC 上。设粒子射出磁场时与磁场右边界交于 P 点,则∠O O ?? P=120? 。 设粒子第二次进入磁场在磁场中运动的时间为 t2,有
t2 ? 1 3 T ????????????⑥

6

设带电粒子在电场中运动的时间为 t3,依题意得
t 3 ? T ? ( t1 ? t 2 ) ????????⑦

由匀变速运动的规律和牛顿定律可知
? v ? v ? at 3 ??????????⑧
a ? qE m

????????????⑨

联立④⑤⑥⑦⑧⑨可得
E ? 12 7? Bv ??????????⑩

(3)粒子自 P 点射出后将沿直线运动。设其由 P?点再次进入电场,则几何关系知
? O ??P ?P ? 30 ? ???????? 11



三角形 OPP?为等腰三角形。设粒子在 P、P?两点间运动的时间为 t4,有
t4 ? PP? v

???????????○ 12

又由几何关系知 OP ? 联立②○○式得 12 13
t4 ? m qB

3 R ????? 13



3

7

2009 安徽高考物理试卷及答案

理科综合能力测试 物理部分
一、选择题(本题共 8 小题。本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四 个选项中,只有一项是符合题目要求的) 14.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时, 氘核参与的几种聚变反应可能发生,放出能量。这几种反应总的效果可以表示为
6 1 H ? k 2 H e ? d 1 H ? 2 0 n ? 4 3 .1 5 M eV
2 4 1 1

由平衡条件可知( ) A.k=1 d=4 B.k=2 d=2 C.k=1 d=6 D.k=2 d=3 15.2009 年 2 月 11 日,俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约 805km 处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的 大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运 行速率比乙的大,则下列说法中正确的是( ) A.甲的运行周期一定比乙的长 B.甲距地面的高度一定比乙的高 C.甲的向心力一定比乙的小 D.甲的加速度一定比乙的大 16.大爆炸理论认为,我们的宇宙起源于 137 亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外,在演化 至今的大部分时间内,宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末,对 1A 型超新星的观测显示, 宇宙正在加速膨胀,面对这个出人意料的发现,宇宙学家探究其背后的原因,提出宇宙的大 部分可能由暗能量组成, 它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。 如果真 是这样,则标志宇宙大小的宇宙半径 R 和宇宙年龄的关系,大致是下面哪个图像?( ) R R R R

t t t t A B C D 17.为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人 站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程, 如图所示。那么下列说法中正确的是( ) A.顾客始终受到三个力的作用 B.顾客始终处于超重状态 C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下 D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下 18.在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形的 abcd,顶点 a、c 处分 别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示。若将一个带负电的粒 子置于 b 点,自由释放,粒子将沿着对角线 bd 往复运动。粒子从 b 点运动到 d 点的过程中( ) a · b

d
8

· c

A.先作匀加速运动,后作匀减速运动 B.先从高电势到低电势,后从低电势到高电势 C.电势能与机械能之和先增大,后减小 D.电势能先减小,后增大 19.右图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒 子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁 场中, 磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子 的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子( ) A.带正电,由下往上运动 B.带正电,由上往下运动 C.带负电,由上往下运动 D.带负电,由下往上运动 20.如图甲所示,一个电阻为 R,面积为 S 的矩形导线框 abcd,水平旋转在匀强磁场中, 磁场的磁感应强度为 B,方向与 ad 边垂直并与线框平面成 450 角,o、o’ 分别是 ab 和 cd 边 的中点。现将线框右半边 obco’ 绕 oo’ 逆时针 900 到图乙所示位置。在这一过程中,导线中 通过的电荷量是( )
o/

d
45
0

B c

c d b a
o

o/ B 450

B a
o

B 乙 D.0

b 甲
2BS R

A.

2BS 2R

B.

C.

BS R

第Ⅱ卷(非选择题

共 180 分)

21. (18 分) Ⅰ. 分)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于 a、b 的位置,如图所示。若多用 (6 电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a 和 b 的相应读数是多少?请填在表格中。 指针位置 a b b 选择开关所处挡位 直流电流 100mA 直流电压 2.5V 电阻×100 读 数 mA V Ω

a

Ⅱ. 分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为 (6 了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻 R0 起保护作用。除电池、开 关和导线外,可供使用的实验器材还有:

9

E

S

(a) 电流表(量程 0.6A、3A) ; (b) 电压表(量程 3V、15V) V (c) 定值电阻(阻值 1 ? 、额定功率 5W) R0 (d) 定值电阻(阻值 10 ? ,额定功率 10W) A (e) 滑动变阻器(阴值范围 0--10 ? 、额定电流 2A) R (f) 滑动变阻器(阻值范围 0-100 ? 、额定电流 1A) 那么 (1) 要正确完成实验, 电压表的量程应选择 V, 电流表的量程应选择 A; R0 应选择 ? 的定值电阻,R 应选择阻值范围是 ? 的滑动变阻器。 (2)引起该实验系统误差的主要原因是 。 Ⅲ. 分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图 (6 所师,实验主要过程如下: (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、……; (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速 纸带 橡皮筋 度 v 1 、 v 2 、 v 3 、……; (3)作出 W ? v 草图; (4)分析 W ? v 图像。如果 W ? v 图像是一条直 打点计时器
v 等关系。

2 3 线,表明∝ v ;如果不是直线,可考虑是否存在 W ? v 、 W ? v 、 W ?

以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是___________。 ... A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、……。所采用的方法是选 用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用 1 条橡皮筋 进行是实验时,橡皮筋对小车做的功为 W,用 2 条、3 条、……橡皮筋并在一起进 行第 2 次、第 3 次、……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是 2W、3W、……。 B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜。 C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带。纸带上打出的点,两端密、中间疏。出 现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小。 D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一 点的距离来进行计算。 22. (14 分) 在 2008 年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火 炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中 运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的 定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动 员的质量为 65kg,吊椅的质量为 15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度 取 g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度 a=1m/s2 上升时, 试求 (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力。

10

23. (16 分) 如图所示,匀强电场方向沿 x 轴的正方向,场强为 E。在 A(d,0)点有一个静止的中 性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均 y 为 m 的带电微粒, 其中电荷量为 q 的微粒 1 沿 y 轴负方向 E 运动,经过一段时间到达(0,-d)点。不计重力和分裂 后两微粒间的作用。试求 (1)分裂时两个微粒各自的速度; (2)当微粒 1 到达(0,-d)点时,电场力对微粒 1 做功的瞬间功率; (3)当微粒 1 到达(0,-d)点时,两微粒间的距离。 0 A(d,0)

·

x

24. (20 分) 过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖 直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D 分别是三个圆形轨道的最低点,B、C 间距与 C、 D 间距相等,半径 R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为 m=1.0kg 的小球(视为质点) ,从轨道的 左侧 A 点以 v0=12.0m/s 的初速度沿轨道向右运动,A、B 间距 L1=6.0m。小球与水平轨道间 的动摩擦因数 μ=0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。 重力加速度取 g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字。试求 (1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小; (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C 间距 L 应是多少; (3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中, 半径 R3 应满足的条件;小球最终停留点与起点 A 的距离。 第一圈轨道 第二圈轨道 R1 B L1 L C L 第三圈轨道 R3 D

A v 0

R2

11

一、选择题:本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项是符合题目要求的 题号 答案 21、答案:I. 指针位置 a b 选择开关所处的档位 直流电流 100mA 直流电压 2.5V 电阻× 100 读 数 23.0mA 0.57V 320Ω 14 B 15 D 16 C 17 C 18 D 19 A 20 A

解析:直流电流 100mA 档读第二行“0~10”一排,最小度值为 2mA 估读到 1mA 就可以了; 直流电压 2.5V 档读第二行“0~250”一排,最小分度值为 0.05V 估读到 0.01V 就可以了;电阻 × 100 档读第一行,测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。 II.答案: (1)3,0.6,1,0~10。 (2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输 出电流小。 解析:由于电源是一节干电池(1.5V) ,所选量程为 3V 的电压表;估算电流时,考虑到 干电池的内阻一般几 Ω 左右,加上保护电阻,最大电流在 0.5A 左右,所以选量程为 0.6A 的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范 围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取 0~10Ω 能 很好地控制电路中的电流和电压,若取 0~100Ω 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的, 一般具有倾向性, 总是偏大或者 偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成 E 测<E 真,r 测 <r 真。 III 答案:D。 解析: 本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。 这个速度是指橡皮绳做功 完毕时的速度,而不整个过程的平均速度,所以 D 选项是错误的。 22、答案:440N,275N 解析:解法一:(1)设运动员受到绳向上的拉力为 F,由于跨过定滑轮的 两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是 F。对运动员和吊椅整体进 行受力分析如图所示,则有:
2F- ? m 人 ? m椅 ? g ? ? m 人 ? m椅 ? a

F F

a

F ? 440 N

由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力
F ? ? 440 N

(m 人+m 椅)g

(2)设吊椅对运动员的支持力为 FN,对运动员进行受力分析如图所示,则有:
F ? FN -m 人 g ? m 人 a FN ? 2 7 5 N
a FN F

由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为 275N
12 m 人g

解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m;运动员竖直向下的拉力为 F,对吊椅的压 力大小为 FN。 根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为 F,吊椅对运动员的支持力为 FN。分别以 运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律
F ? FN -M g ? M a F ? FN ? m g ? m a

① ②

由①②得

F ? 440 N

FN ? 2 7 5 N

23、 答案: (1)v1 ? ?

qEd 2m

,v 2 ?

qEd 2m

方向沿 y 正方向 (2)P ? q E

-2 q E d m

(3) 2 d 2

解析: (1)微粒 1 在 y 方向不受力,做匀速直线运动;在 x 方向由于受恒定的电场力,做匀 加速直线运动。所以微粒 1 做的是类平抛运动。设微粒 1 分裂时的速度为 v1,微粒 2 的速度 为 v2 则有: 在 y 方向上有 - d ? v1 t 在 x 方向上有
a ? qE m 1 2

-d ?

at

2

y
v1 ? - qEd 2m

E
(d,0)x

根号外的负号表示沿 y 轴的负方向。 中性微粒分裂成两微粒时,遵守动量守恒定律,有
m v1 ? m v 2 ? 0

vx
θ

vy
v 2 ? ? v1 ? qEd 2m

(0, -d)

方向沿 y 正方向。 (2)设微粒 1 到达(0,-d)点时的速度为 v,则电场力做功的瞬时功率为
P ? q E v B co s ? ? q E v B x

其中由运动学公式 v B x ? ?

-2 a d ? ?

-2 q E d m

所以 P ? q E

-2 q E d m
13

(3)两微粒的运动具有对称性,如图所示,当微粒 1 到达(0,-d)点时发生的位移
S1 ? 2d

则当当微粒 1 到达(0,-d)点时,两微粒间的距离为 B C ? 2 S 1 ? 2 2 d 24、答案: (1)10.0N; (2)12.5m (3) 当 0 ? R 3 ? 0 .4 m 时, L ? ? 3 6 .0 m ;当 1 .0 m ? R 3 ? 2 7 .9 m 时, L ?? ? 2 6 .0 m 解析: (1)设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为 v1 根据动能定理
- ? m g L1 ? 2 m g R 1 ? 1 2 m v1 ?
2

1 2

m v0

2



小球在最高点受到重力 mg 和轨道对它的作用力 F,根据牛顿第二定律
F ? mg ? m v1
2

② ③

R1
F ? 1 0 .0 N 由①②得 (2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为 v2,由题意

mg ? m

v2

2


1 2 1 2

R2

? ? m g ? L1 ? L ? ? 2 m g R 2 ?

m v2 ?
2

m v0

2



L ? 1 2 .5 m 由④⑤得 ⑥ (3)要保证小球不脱离轨道,可分两种情况进行讨论: I.轨道半径较小时,小球恰能通过第三个圆轨道,设在最高点的速度为 v3,应满足

mg ? m

v3

2


1 2 1 2

R3

? ? m g ? L1 ? 2 L ? ? 2 m g R 3 ?

m v3 ?
2

m v0

2



由⑥⑦⑧得

R 3 ? 0 .4 m

II.轨道半径较大时,小球上升的最大高度为 R3,根据动能定理
? ? m g ? L1 ? 2 L ? ? 2 m g R 3 ? 0 ? 1 2 m v0
2

解得

R 3 ? 1 .0 m

为了保证圆轨道不重叠,R3 最大值应满足

?R 2

? R 3 ? ? L ? ? R 3 -R
2 2

2

?

2

解得 R3=27.9m 综合 I、II,要使小球不脱离轨道,则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件
0 ? R 3 ? 0 .4 m

14



1 .0 m ? R 3 ? 2 7 .9 m

当 0 ? R 3 ? 0 .4 m 时,小球最终焦停留点与起始点 A 的距离为 L′,则
-? m gL? ? 0 ?
L ? ? 3 6 .0 m

1 2

m v0

2

当 1 .0 m ? R 3 ? 2 7 .9 m 时,小球最终焦停留点与起始点 A 的距离为 L〞,则
L ?? ? L ? ? 2 ? L ? ? L1 ? 2 L ? ? 2 6 .0 m

15

2010 高考安徽物理试卷及答案

物理 综合能力测试
本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的。 14.伽利略曾设计如图所示的一个实验,将摆球拉至 M 点放开,摆球会达到同一水平高度 上的 N 点。如果在 E 或 F 处钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;反过来, 如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的 M 点。这个实验可以说明,物体 由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,其末速度的 大小( ) A.只与斜面的倾角有关 E · B.只与斜面的长度有关 F· M C.只与下滑的高度有关 D.只与物体的质量有关 15.一列沿 x 轴方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示。P 为介质中的一个质点,从 该时刻开始的一段极短时间内,P 的速度 v 和加速度 a 的大小变化情况是( ) y A. v 变小, a 变大 B. v 变小, a 变小 C. v 变大, a 变大 O D. v 变大, a 变小 P· 16.如图所示,在 xOy 平面内有一个以 O 为圆心、半径 R=0.1m 的圆,P 为圆周 上的一点,O、P 两点连线与 x 轴正方向的夹角为 θ。若空间存在沿 y 轴负方向的匀强电场, 场强大小 E=100V/m,则 O、P 两点的电势差可表示为( A. U o p ? ? 1 0 sin ? ( V ) C. U o p ? ? 1 0 co s ? ( V ) B. U o p ? 1 0 sin ? ( V ) D. U o p ? 1 0 c o s ? ( V ) θ ) y/m ·P O x/m

N

x

17.为了对火星及其周围的空间环境进行探测,我国预计于 2011 年 10 月发 射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为 h1 和 h2 的圆轨道上运动时,周期分别为 T1 和 T2。火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火星 的自转影响,万有引力常量为 G。仅利用以上数据,可以计算出( ) A.火星的密度和火星表面的重力加速度 B.火星的质量和火星对“萤火一号”的引力 C.火星的半径和“萤火一号”的质量 D.火星表 面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力 18.如图所示,M、N 是平行板电容器的两个极板,R0 为定值电阻,R1、R2 M 为可调电阻,用绝缘细线将质量为 m 、带正电的小球悬于电容器内部。闭合 电键 S,小球静止时受到悬线的拉力为 F。调节 R1、R2,关于 F 的大小判断 正确的是( ) A.保持 R1 不变,缓慢增大 R2 时,F 将变大 B.保持 R1 不变,缓慢增大 R2 时,F 将变小 R0 C.保持 R2 不变,缓慢增大 R1 时,F 将变大 D.保持 R2 不变,缓慢增大 R1 时,F 将变小 S E
16

N

R1

R2

19.L 型木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木 板上,另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连,如图所示。若 P、Q 一 起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板 P 的受力个数为( ) A. 3 B.4 C.5 D.6

Q

P

20.如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单 匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线) 。两线圈 在距磁场上界面 h 高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线 圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。 设线圈Ⅰ、 Ⅱ落地时的速度大小 分别为 v1、v2,在磁场中运动时产生的热量分别为 Q1、Q2。不计空气阻力, Ⅰ 则( ) A.v1 <v2,Q1< Q2 C.v1 <v2,Q1>Q2 B.v1 =v2,Q1= Q2 D.v1 =v2,Q1< Q2



h

第Ⅱ卷(非选择题)
21. (18 分) Ⅰ. (1) 在测定金属的电阻率实验中, 用螺旋测微器测量金属丝的直径, 示数如图 1 所示, 读数为__________________mm。 (2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为 20 分度的卡尺测量摆球的直径,示数 如图 2 所示,读数为__________________cm。 15 0 图1 10 0 10 图2 20 0 1 2 cm

Ⅱ.太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的 2010 年世博会上,大量利用了太 阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个 电学器件。 某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法, 探究一个太阳能电池在没 有光照时(没有储存电能)的 I-U 特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源 E,电流表 A, 电压表 V,滑动变阻器 R,开关 S 及导线若干。 (1)为了达到上述目的,请将图 1 连成一个完整的实验电路图。 (2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图 2 的 I-U 图像。由图可知,当电压 小于 2.00V 时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”) ;当电压为 2.80V 时,太阳能电池的电阻约为____________ ? 。

17

I/mA
太阳能电池 + — +

6 5


V



+

A

4 3

· · ·

R

2 1 E 图1 S

· · · · · 1.0 · 2.0 · · · · · 0 · 0.5· · 1.5 · · 2.5 3.0 3.5
图2

U/V

Ⅲ.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开 始自由下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h 。某班同学利用实验得到的纸带, 设计了以下四种测量方案。 a. 用刻度尺测出物体下落的高度 h , 并测出下落时间 t ,通过 v=gt 计算出瞬时 速度 v0 b. 用刻度尺测出物体下落的高度 h ,并通过 v ? c.
2 g h 计算出瞬时速度

根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间 的平均速度,测算出瞬时速度,并通过计算出高度 h d. 用刻度尺测出物体下落的高度 h ,根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬 时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度 v0 以上方案中只有一种正确,正确的是 。 (填入相应的字母) 22.(14 分) 质量为 2kg 的物体 在水平推力 F 的作用下沿水平面作直线运动, 一段时间后撤去 F, 其 2 运动的 v-t 图像如图所示。g 取 10m/s ,求: v/(m·s-1) (1)物体与水平面间的运动摩擦系数 μ; 8 (2)水平推力 F 的大小; 6 (3) 0 ? 1 0 s 内物体运动位移的大小。 4 2 O 2 4 6 8 10 t/s

23.(16 分) 如图 1 所示,宽度为 d 的竖直狭长区域内(边界为 L1、L2) ,存在垂直纸面向里的匀强磁 场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图 2 所示) ,电场强度的大小为 E0,E>0 表示电场 方向竖直向上。t=0 时,一带正电、质量为 m 的微粒从左边界上的 N1 点以水平速度 v 射入 该区域, 沿直线运动到 Q 点后, 做一次完整的圆周运动, 再沿直线运动到右边界上的 N2 点。 Q 为线段 N1N2 的中点,重力加速度为 g。上述 d、E0、m、v、g 为已知量。

18

(1)求微粒所带电荷量 q 和磁感应强度 B 的大小; (2)求电场变化的周期 T; (3)改变宽度 d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求 T 的最小值。 L1 L2 E E0 O N1 v N2 -E0 d 图1 图2

T

2T

t

24.(20 分) 如图, ABD 为竖直平面内的光滑 绝缘轨道, 其中 AB 段是水平的, 段为半径 R=0.2m BD 的半圆,两段轨道相切于 B 点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小 E=5.0× 3V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度 υ0 沿水平轨道向右运动,与静止在 B 点带 10 正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为 m=1.0× -2kg,乙所带电荷量 10 -5 2 q=2.0× C,g 取 10m/s 。(水平轨道足够长,甲、乙两 10 D 球可视为质点,整个运动过程无电荷转移) E (1)甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点 D, R 求乙在轨道上的首次落点到 B 点的距离; (2)在满足(1)的条件下。求的甲的速度 υ0; 甲 v0 乙 (3)若甲仍以速度 υ0 向右运动,增大甲的质量,保 B A 持乙的质量不变, 求乙在轨道上的首次落点到 B 点的距 离范围。

19

一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 题号 答案 14 C 15 D 16 A 17 A 18 B 19 C 20 D

21、 【答案】 (1)0.617(0.616~0.619) (2)0.675 【 解 析 】 1 ) 0.5mm+11.7 × 0.01mm=0.617mm ( 2 ) 0.6cm+15 × ( 0.05mm=0.675cm 【答案】 (1)如图(2)很大;1.0×103(965~1040) 【解析】 (1)根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,电路连接 如图 (2) 在电压小于 2.00V 时, 由图可读出电流很小, I ? 由 得R ?
U I U R

太阳能电池 + — +

V



+

A



,太阳能电池的电阻很大
U I

R 得: S

(3) 当电压为 2.80V 时, 根据题图读出 U、 由 R ? I,

E R=1.0× 3Ω 10 【答案】d 【解析】物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作 用,不是自由落体运动,a、b 错误。物体下落的高度是用米尺测量的,不是计算的,c 错误。 d 为验证机械能守恒定律的实验测量方案,正确。 22、 【答案】 (1)0.2 (2)6N (3)46m 【解析】 (1)设物体做匀减速运动的时间为Δ t2、初速度为 v20、末速度为 v2t、加速度为 a2, 则
a2 ? v 2 t ? v 20 ? t2 ? ?2m / s
2



设物体所受的摩擦力为 Ff,根据牛顿第二定律有
F f ? m a2

② ③

Ff ? ?? mg
? a2 g

联立②③得: ? ?

? 0 .2



(2)设物体做匀减速运动的时间为Δ t1、初速度为 v10、末速度为 v1t、加速度为 a1, 则
a1 ? v1 t ? v1 0 ? t1 ? 1m / s
2



根据牛顿第二定律有

F ? Ff ? m 1a



联立③⑥得: F ? ? m g ? m a 1 ? 6 N
20

(3)解法一:由匀变速运动的位移公式得:
x ? x 1 ? x 2 ? v 1 0 ? t1 ? 1 2 a 1 ? t1 ? v 2 0 ? t 2 ?
2

1 2

a 2 ? t2 ? 4 6 m
2

解法二:根据 v-t 图像围成的面积得:
x ? ( v1 0 ? v1 t 2 ? ? t1 ?
d 2v

1 2

? v 20 ? ? t 2 ) ? 4 6 m
( 2 ? ? 1) v 2g

23、 【答案】 (1)

2E0 v

(2)

?

?v
g

(3)

【解析】 (1)微粒做直线运动,则 m g ? q E 0 ? q vB 微粒做圆周运动,则 m g ? q E 0 联立①②得: q ?
mg E0

① ②



B ?

2 E0 v



(2)设微粒从 N1 运动到 Q 的时间为 t1,作圆周运动的周期为 t2,则
d 2 ? v t1
v
2



qvB ? m



R

2? R ? v t 2
d 2v


?v
g

联立③④⑤⑥⑦得: t1 ?

; t2 ?



电场变化的周期 T ? t1 ? t 2 ?

d 2v

?

?v
g

⑨ ⑩ 11 ○

(3)若微粒能完成题述的运动过程,要求 d ? 2 R 联立③④⑥得: R ?
v
2

2g

设 N1Q 段直线运动的最短时间 t1min,由⑤⑩○得 11
t1 m in ? v 2g ( 2 ? 1v) ? ? t ?2 2g

因 t2 不变,T 的最小值

Tm

i n

? t

1 m i n

21

24、 【答案】 (1)0.4m

(2) 2 5 m / s

(3) 0 .4 m ? x ? ? 1 .6 m

【解析】 (1)在乙恰能通过轨道的最高点的情况下,设乙到达最高点的速度为 vD,乙离开 D 点到达水平轨道的时间为 t,乙的落点到 B 点的距离为 x,则
m vD R
2

? m g ? qE



2R ?

1 m g ? qE 2 ( )t 2 m

② ③

x ? vDt

联立①②③得: x ? 0 .4 m ④ (2)设碰撞后甲、乙的速度分别为 v 甲、v 乙,根据动量守恒和机械能守恒定律有:
m v 0 ? m v甲 ? m v乙
1 2 m v0 ?
2


1 2 m v乙
2

1 2

m v甲 ?
2

⑥ ⑦

联立⑤⑥得:v 乙= v0 由动能定理得: ? m g ? 2 R ? q E ? 2 R ?
5(m g ? qE ) R m
1 2 m vD ?
2

1 2

m v乙

2



联立①⑦⑧得: v D ?

? 2 5m / s



(3)设甲的质量为 M,碰撞后甲、乙的速度分别为 vM、vm,根据动量守恒和机械 能守恒定律有:
M v0 ? M vM ? m v m
1 2 M v0 ?
2


m vm
2

1 2

M vM ?
2

1 2

11 ○ 12 ○ 13 ○

联立⑩○得: v m ? 11

2 M v0 M ?m

由○和 M ? m ,可得: v D ? v m ? 2 v D 12 设乙球过 D 点的速度为 v D ? ,由动能定理得
? m g ? 2 R ? qE ? 2 R ? 1 2 m vD ?
'2

1 2

m vm

2

14 ○ 15 ○

联立⑨○○得: 2 m / s ? v D ? ? 8 m / s 13 14 设乙在水平轨道上的落点到 B 点的距离为 x ? ,则有:
x ? ? v D ?t

16 ○

联立②○○得: 0 .4 m ? x ? ? 1 .6 m 15 16

22

2011 高考安徽物理试卷及答案

物理 综合能力测试
本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的。 14. 一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 ? 的斜面上。 现对物块施加一个竖直向下的恒力 F, 如图所示。则物块( ) F A.仍处于静止状态 B.沿斜面加速下滑 C.受到的摩擦力不便 D.受到的合外力增大 θ 15. 实验表明, 可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随着波长 ? 的变化符合科西经验公式:
n ? A? B

?

2

?

C

?

4

,其中 A、B、C 是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形 屏 ) a b c d a

如下图所示。则 ( A.屏上 c 处是紫光 B.屏上 d 处是红光 C.屏上 b 处是紫光 D.屏上 a 处是红光

16.一物体作匀加速直线运动,通过一段位移 ? x 所用的时间为 t1 ,紧接着通过下一段位移
? x 所用时间为 t 2 。则物体运动的加速度为(


2 ? x ( t1 ? t 2 ) t1 t 2 ( t1 ? t 2 ) ? x ( t1 ? t 2 ) t1 t 2 ( t1 ? t 2 )

A.

2 ? x ( t1 ? t 2 ) t1 t 2 ( t1 ? t 2 )

B.

? x ( t1 ? t 2 ) t1 t 2 ( t1 ? t 2 )

C.

D.

17.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲 线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图(a)所示,曲线上 A 的 A 点的曲率圆定义为: 通过 A 点和曲线上紧邻 A 点两侧的两 ρ 点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做 A 点的曲率圆,其半 径 ρ 叫做 A 点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成 α 角的方 向已速度 υ0 抛出,如图(b)所示。则在其轨迹最高点 P 处的曲 图(a) 率半径是( ) P A.
v0 g v0 co s ?
2 2 2
2

B.

v 0 s in ?
2 2

g v0 co s ?
2

v0 α

ρ

C.

D.

g

g s in ?

图(b)

23

18.图(a)为示管的原理图。如果在电极 YY’之间所加的电压图按图(b)所示的规律变化, 在电极 XX’( )
电子枪 Y Y X X X 亮斑 Y X

Uy O 2t1 t O 图(b)

Ux

t1

t1

2t1 3t1 图(c)

t

偏转电极

荧光 屏

Y

图(a)

之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是

A

B

C

D

19.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为 B。电阻为 R、半径为 L、圆心角为 45° 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 O 轴以角速 度 ω 匀速转动(O 轴位于磁场边界) 。则线框内产生的感应电流的有效值为 ( ) A.
BL ?
2

B.

2BL ?
2

C.

2BL ?
2

D.

BL ?
2

2R

2R

4R

4R

ω

450 L

O

20.如图(a)所示,两平行正对的金属板 A、B 间加有如图(b)所示的交变电压,一重力 可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间 P 处。若在 t0 时 UAB 刻释放该粒子,粒子会时而向 A 板运动,时而向 B 板运动,并最 A B UO 终打在 A 板上。则 t0 可能属于的时间段是 A. 0 ? t 0 ? C.
3T 4 T 4

B.

T 2

? t0 ?

3T 4 9T 8

O P -UO 图(a)

T/2

T

t

? t0 ? T

D. T ? t 0 ?

图(b)

24

第Ⅱ卷(非选择题)
21. (18 分) Ⅰ.为了测量某一弹簧的劲度系数,降该弹簧竖直悬挂 起来,在自由端挂上不同质量的砝码。实验册除了砝码的 质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据, 七对应点已在图上标出。 2 (g=9.8m/s ) (1)作出 m-l 的关系图线; (2)弹簧的劲度系数为 N/m. Ⅱ. (1)某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先 把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时针偏转如图(a)所示。请 你简述接下来的测量过程: ① ; ② ; ③ ; ④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。

图(a)

(2)接下来采用“伏安法”较准确地测$L太Wx趎ME$L太Wx趎材如图(b)所示。 其中电压表内阻约为 5k ,电流表内阻约为 5 。图中部分电路已 经连接好,请完成实验电路的连接。

(3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、 电压和电阻各有两个量程。当转换开关 S 旋到位置 3 时,可用来 测量 ;当 S 旋到位置 时,可用来测量电流,其 中 S 旋到位置 时量程较大。

图(b)

22. (14 分) (1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 a 的三次方与它 的公转周期 T 的二次方成正比,即
a T
3 2

? k ,k 是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕

太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量 k 的表达式。已知引力常量为 G, 太阳的质量为 M 太。 (2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都 成立。经测定月地距离为 3.84× 8m,月球绕地球运动的周期为 2.36× 6S,试计算地球的 10 10 -11 2 2 质 M 地。 (G=6.67× 10 Nm /kg ,结果保留一位有效数字)

25

23. (16 分) 如图所示,在以坐标原点 O 为圆心、半径为 R 的半圆形区域内,有相互垂直的匀强 电场和匀强磁场,磁感应强度为 B,磁场方向垂直于 xOy 平面向里。一带正电的粒子(不计 重力)从 O 点沿 y 轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经 t0 时间从 P 点射出。 (1)求电场强度的大小和方向。 (2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从 O 点以相同的速度射入,经
t0 2

时间恰从半圆形区

域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。 (3)若仅撤去电场,带电粒子仍从 O 点射入,且速度为原来的 4 倍,求粒子在$L太Wx趎ME$L太Wx趎r />24. (20 分) 如图所示,质量 M=2kg 的滑块套在光滑的水平轨道上, 质量 m=1kg 的小球通过长 L=0.5m 的轻质细杆与滑块上的光 滑轴 O 连接, 小球和轻杆可在竖直平面内绕 O 轴自由转动, 开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度 v0=4 m/s,g 取 10m/s2。 (1)若锁定滑块,试求小球通过最高点 P 时对轻杆的作用 力大小和方向。 (2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速度 大小。 (3)在满足(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道位 置点与小球起始位置点间的距离。

P

v0 m L M O

26

一、选择题:本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项是符合题目要求的 题号 答案 14 A 15 D 16 A 17 C 18 B 19 D 20 B

21、解析:Ⅰ. (1)如图所示 E/

E

1 红表笔

2 3 4 5 6 黑表笔

(2)0.248~0.262 Ⅱ. (1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档: ②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”; ③再接入待测电阻,将指针示数× 100,即为待测电阻阻值。 (2)如图所示

A

图(c)

B

(3)电阻

1、2

1

22、解析: (1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴 a 即为轨道半径 r。根据 万有引力定律和牛顿第二定律有
G m行 M r
2 太

? m行 (

2? T

) r

2



于是有

r T

3 2

?

G 4?
2

M







k ?

G 4?
2

M





(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为 R,周期为 T,由②式可得
R T
3 2

?

G 4?
2

M



④ ⑤

解得

M 地=6× 24kg 10
27

(M 地=5× 24kg 也算对) 10 23、解析: (1)设带电粒子的质量为 m,电荷量为 q,初速度为 v,电场强度为 E。可判断 出粒子受到的洛伦磁力沿 x 轴负方向,于是可知电场强度沿 x 轴正方向 且有 qE=qvB ① 又 R=vt0 ② 则
E ? BR t0



(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中作类平抛运动 在 y 方向位移 由②④式得
y ? v y ? R 2 t2 2

④ ⑤

设在水平方向位移为 x,因射出位置在半圆形区域边界上,于是
x ? 3 2 R

又有

x ?

1 2

a(

t0 2

)

2





a ?

4 3R t0
2



(3)仅有磁场时,入射速度 v ? ? 4 v ,带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,设轨道 半径为 r,由牛顿第二定律有
q v ?B ? m v? r
2

⑧ ⑨ ⑩

又 由⑦⑧⑨式得

qE=ma
r ? 3R 3

由几何关系
3 2

s in ? ?

R 2r

11 ○
?
3



s in ? ?

? ?

12 ○

带电粒子在磁场中运动周期
T ? 2? m qB

则带电粒子在磁场中运动时间
tR ? 2? 2? T

28

所以

tR ?

3? 18

t0

13 ○

24、解析: (1)设小球能通过最高点,且此时的速度为 v1。在上升过程中,因只有重力做功, 小球的机械能守恒。则
1 2 m v1 ? m g L ?
2

1 2

m v0

2

① ②

v1 ?

6m / s

设小球到达最高点时,轻杆对小球的作用力为 F,方向向下,则
F ? mg ? m v1
2



L

由②③式,得 F=2N ④ 由牛顿第三定律可知,小球对轻杆的作用力大小为 2N,方向竖直向上。 (2)解除锁定后,设小球通过最高点时的速度为 v2,此时滑块的速度为 V。在上升过 程中,因系统在水平方向上不受外力作用,水平方向的动量守恒。以水平向右的方向 为正方向,有
m v2 ? M V ? 0



在上升过程中,因只有重力做功,系统的机械能守恒,则
1 2 m v2 ?
2

1 2

MV

2

? m gL ?

1 2

m v0

2



由⑤⑥式,得 v2=2m/s ⑦ (3) 设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为 s1, 滑块向左移动的距 / 离为 s2,任意时刻小球的水平速度大小为 v3,滑块的速度大小为 V 。由系统水平方向 的动量守恒,得
m v3 ? M V ? ? 0



将⑧式两边同乘以 ? t ,得
m v 3 ? t ? M V ?? t ? 0



因⑨式对任意时刻附近的微小间隔 ? t 都成立,累积相加后,有
m s1 ? M s 2 ? 0

10 ○ 11 ○
s1 ? 2 3 m



s1 ? s 2 ? 2 L

由○○式得 10 11

12 ○

29

2010 高考安徽物理试卷及答案

物理 综合能力测试
本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的。 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 y(m) 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 o 1.0 2.0 3.0 4.0 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( ) 图1

x(m)

A.

B.

C.

D.

图2 16.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,重力加速度为 g,则小球 从 P 到 B 的运动过程中( ) A.重力做功 2mgR B.机械能减少 mgR C.合外力做功 mgR D.克服摩擦力做功
1 2 m gR

17.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( ) F A.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( ) A. 2 0 0V / m B. 2 0 0 3V / m

30

C. 1 0 0V / m

D. 1 0 0 3V / m

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 Δt 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.
1 2 1 ?t

B. 2 ? t D. 3 ? t

C. ? t
3

20.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 ? 2 ? k ? [1 ? x (R ? x )
2 2 1/ 2

] ,方向沿 x 轴。现考虑单位面积带电量为 ? 0 的无限大均匀带电

平板,从其中间挖去一半径为 r 的圆版,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( ) A. 2 ? k ? 0
x (r ? x )
2 2 1/ 2

B. 2 ? k ? 0 C. 2 ? k ? 0 D. 2 ? k ? 0

r (r ? x )
2 2 1/ 2

x r
r x

第Ⅱ卷(非选择题)
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。

31

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 A.M=20 g , m =10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g B.M=200 g , m =20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g C.M=400 g , m =10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g D.M=400 g , m =20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g (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 s AB =4.22 cm、 s BC =4.65 cm、 s CD =5.08 cm、 s DE =5.49 cm、 s EF =5.91 cm、 s FG =6.34 cm。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) 。 II. 分)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图, (8 已知小灯泡额定电压为 2.5V。 (1)完成下列实验步骤: ①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片, ②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, ; ③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。

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 v ? t 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: (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。 4 v(m/s)

O 23. (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, 由线圈引起的导线 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 ω 逆时针转动。 (只考虑单匝线圈)

0.5

t(s)

32

(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 φ0 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 μ=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。

33

一、选择题:本卷共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项是符合题目要求的 题号 答案 14 B 15 C 16 D 17 C 18 A 19 B 20 A

21、 【答案】I. (1)B (2)C (3)0.42 II. (1)①使它靠近变阻器左端的接线柱 ②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 ΔS=0.42cm,由匀变速运动 规律 ΔS=aT2,且 T=5×0.02s=0.1s,所以 a=ΔS/ T2=0.42m/s2。 II. (1)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。 ②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
3

22、 【答案】 (1)0.2N

(2) m
8

【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
a1 ? ?v ?t ? 4 0 .5 m / s ? 8m / s
2 2



根据牛顿第二定律,得
m g ? f ? m a1 f ? m ( g ? a 1 ) ? 0 .2 N

② ③

v2 ? 3 4 v1 ? 3 m / s



第一次离开地面后,设上升过程中球的加速度大小为 a2,则
m g ? f ? m a2

a2=12m/s2 于是,有
0 ? v2 ? ? 2 a2 h
2





34

解得

h ?

3 8

m



23、 【答案】 (1) e1 ? B L1 L 2 ? sin ? t
? B L1 L 2 ? (3) ? R ? ? ? ? R?r ?
2

(2) e 2 ? B L1 L 2 ? sin ( ? t ? ? 0 )

【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
v ?? L2 2



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⊥ ? v sin ? t

② ③

则整个线圈的感应电动势为
e1 ? 2 E 1 ? B L1 L 2 ? sin ? t



(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
e 2 ? B L1 L 2 ? sin ( ? t ? ? 0 )



(3)由闭合电路欧姆定律可知
I ? E R?r



这里的 E 为线圈产生的电动势的有效值
E ? Em 2 ? B L1 L 2 ? 2



则线圈转动一周在 R 上产生的焦耳热为
QR ? I RT
2

⑧ ⑨

其中 于是

T ?

2?

?

QR

? B L1 L 2 ? ? ? R? ? ? ? R?r ?

2



24、 【答案】 (1)4m/s

(2)不能 (3) ( ) v
3

1

n

【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

35

m gh ?

1 2

m v0

2

① ②

v0 ?

2 gh

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 a
? mg ? ma



设物块 B 通过传送带后运动速度大小为 v,有
v ? v0 ? ? 2 a l
2 2



结合②③④式解得 v=4m/s ⑤ 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
? m v ? m v1 ? M V
1 2 mv ?
2


1 2 MV
2

1 2

m v1 ?
2

⑦ ⑧

解得

v1 ?

1 3

v ?

4 3

m/s

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
0 ? v1 ? ? 2 a l ?
2

⑨ ⑩

l? ?

4 9

m ? 1m

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
v2 ? 1 1 2 v1 ? ( ) v 3 3 1 1 4 v3 ? ( ) v 3 3
11 ○

物块 B 与$L太Wx趎ME$L太Wx趎撞??,碰撞后物块 B 的速度大小依次为
v3 ? 1 1 3 v2 ? ( ) v 3 3 v4 ?

??

12 ○

则第 n 次碰撞后物块 B 的速度大小为
1 n vn ? ( ) v 3
13 ○

36


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