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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
F,如图所示。则物块( )
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
B C
n A
2 4 屏
式: ,其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的
a
情形如下图所示。则 ( )
b
A.屏上c处是紫光
ca
B.屏上d处是红光 d
C.屏上b处是紫光
D.屏上a处是红光
t
x
16.一物体作匀加速直线运动,通过一段位移 所用的时间为 1,紧接着通过下一段位移
t
x
所用时间为 2。则物体运动的加速度为( )
2x(t t ) x(t t ) 2x(t t ) x(t t )
1 2 1 2 1 2 1 2
tt (t t ) tt (t t ) tt (t t ) tt (t t )
A. 1 2 1 2 B. 1 2 1 2 C. 1 2 1 2 D. 1 2 1 2
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
A
线上的A点的曲率圆定义为:通过 A点和曲线上紧邻A点两
ρ
侧的两点作一圆,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υ 抛出,如图(b)所示。则在其轨迹最
0 图
高点P处的曲率半径是( ) (a)
P
v 2 v 2sin2
0 0
v0
g g
A. B.
ρ
α
图
(b)v 2cos2 v 2cos2
0 图(a)0
g 偏转电极 gsin 荧光屏 图(b) 图(c)
C. D. Y
Y X O t 1 2t 1 t O t 1 2t 1 3t 1 t
18.图(a)为示
Y
管的原理图
X
。如果在电极YY’之
X
间所加的电压
X
图按图(b)所示的规律变
化,在电极XX’( )
电子枪
亮斑 Y U y U x
A B C D
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
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( )
BL2 2BL2 2BL2 BL2
O
A. 2R B. 2R C. 4R D. 4R 450
ω L
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t
0
时刻释放该粒子,粒子会时而向 A板运动,时而向B板运动, A B U AB
并最终打在A板上。则t 可能属于的时间段是 U O
0
T T 3T
0t t O
A. 0 4 B. 2 0 4 P T/2 T t
-U
O
3T 9T
t T T t
C. 4 0 D. 0 8 图(a) 图(b)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。(g=9.8m/s2)
(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 ; 图(a)
④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(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
图(b)
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。
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
a3
k
的公转周期T的二次方成正比,即T2
,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3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106S,试计算地球的
质M 。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)
地
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 t 时间
0
从P点射出。
(1)求电场强度的大小和方向。
t
0
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经 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,求粒子在磁场中运动
的时间。
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 P
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v=4 m/s,g取10m/s2。
0
(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。 v
0
(2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速
L
m O
度大小。
(3)在满足(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道
M
位置点与小球起始位置点间的距离。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 14 15 16 17 18 19 20
答案 A D A C B D B
21、解析:Ⅰ.(1)如图所示
E E/
3 4
2 5
1
6
红表笔
黑表笔
A B
(2)0.248~0.262 图(c)
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
(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
m M 2
G 行 太 m ( )2r
r2 行 T ①
r3 G
M
于是有
T2 42 太
②G
k M
即
42 太
③
(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
R3 G
M
T2 42 地
④
解得 M 地 =6×1024kg ⑤
(M =5×1024kg也算对)
地
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=vt ②
0
BR
E
t
则 0 ③
(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中作类平抛运动
t
y v 2
在y方向位移 2 ④
R
y
2
由②④式得 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
3
x R
2
1 t
x a( 0)2
又有 2 2 ⑥
4 3R
a
t2
得 0 ⑦
v4v
(3)仅有磁场时,入射速度 ,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
v2
qvB m
r ⑧
又 qE=ma ⑨
3R
r
由⑦⑧⑨式得 3 ⑩R
sin
由几何关系 2r
3
sin
即 2 3
带电粒子在磁场中运动周期
2m
T
qB
则带电粒子在磁场中运动时间
2
t T
R 2
3
t t
所以 R 18 0
24、解析:(1)设小球能通过最高点,且此时的速度为v。在上升过程中,因只有重力做
1
功,小球的机械能守恒。则
1 1
mv2 mgL mv2
2 1 2 0 ①
v 6m/s
1 ②
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
v2
F mg m 1
L ③
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v ,此时滑块的速度为V。在上升过
2
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
mv MV 0
2 ⑤
在上升过程中,因只有重力做功,系统的机械能守恒,则
1 1 1
mv2 MV2 mgL mv2
2 2 2 2 0 ⑥
由⑤⑥式,得 v=2m/s ⑦
2
(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s ,滑块向左移动的
1
距离为s,任意时刻小球的水平速度大小为v,滑块的速度大小为V/。由系统水平方
2 3
向的动量守恒,得mv MV0
3 ⑦
t
将⑧式两边同乘以 ,得
mv tMVt 0
3 ⑨
t
因⑨式对任意时刻附近的微小间隔 都成立,累积相加后,有
ms Ms 0
1 2
s s 2L
又 1 2
2
s m
由式得 1 3