安徽省高考物理试卷答案与解析.doc

2011年安徽省高考物理试卷参考答案与试题解析一、本卷共7小题，每小题6分，共42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1（6分）（2011安徽）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（）A仍处于静止状态B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不变D受到的合外力增大【考点】共点力平衡的条件及其应用菁优网版权所有【专题】计算题【分析】质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上，对其受力分析，可求出动摩擦因数，加力F后，根据共点力平衡条件，可以得到压力与最大静摩擦力同时变大，物体依然平衡【解答】解：由于质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上，说明斜面对物块的摩擦力等于最大静摩擦力，对物体受力分析，如图根据共点力平衡条件，有f=mgsinN=mgcosf=N解得 =tan对物块施加一个竖直向下的恒力F，再次对物体受力分析，如图根据共点力平衡条件，有与斜面垂直方向依然平衡：N=（mg+F）cos因而最大静摩擦力为：f=N=（mg+F）cos=（mg+F）sin故合力仍然为零，物块仍处于静止状态，A正确，B、D错误，摩擦力由mgsin增大到（F+mg）sin，C错误；故选A【点评】本题要善用等效的思想，可以设想将力F撤去，而换成用一个重力的大小等于F的物体叠放在原来的物块上！2（6分）（2011安徽）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+，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如图所示则（）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【考点】颜色及光的色散菁优网版权所有【分析】太阳光是复色光，经过三棱镜后由于折射率不同，导致偏折程度不同【解答】解：白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下（a、b、c、d）依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小故屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确故选：D【点评】从中发现，可见光是复色光，同时得出在介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小3（6分）（2011安徽）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t2则物体运动的加速度为（）ABCD【考点】匀变速直线运动的图像菁优网版权所有【专题】运动学中的图像专题【分析】根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，可以求得两部分位移的中间时刻的瞬时速度，再由加速度的公式可以求得加速度的大小【解答】解：物体作匀加速直线运动在前一段x所用的时间为t1，平均速度为：，即为时刻的瞬时速度；物体在后一段x所用的时间为t2，平均速度为：，即为时刻的瞬时速度速度由变化到的时间为：t=，所以加速度为：a=故选：A【点评】利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度这个结论，可以很容易的做出这道题，本题就是考查学生对匀变速直线运动规律的理解4（6分）（2011安徽）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，其半径叫做A点的曲率半径现将一物体沿与水平面成角的方向以速度0抛出，如图（b）所示则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（）ABCD【考点】牛顿第二定律；匀速圆周运动菁优网版权所有【分析】由题目的介绍可知，求曲率半径也就是求在该点做圆周运动的半径，利用向心力的公式就可以求得【解答】解：物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为v0cos，在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力作为向心力，由向心力的公式得 mg=m，所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是=，故C正确故选：C【点评】曲率半径，一个新的概念，平时不熟悉，但根据题目的介绍可知，求曲率半径也就是求在该点做圆周运动的半径，读懂题目的真正意图，本题就可以解出了5（6分）（2011安徽）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（）ABCD【考点】示波管及其使用菁优网版权所有【分析】示波管的YY偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象【解答】解：由于电极XX加的是扫描电压，电极YY之间所加的电压是信号电压，信号电压与扫描电压周期相同，所以荧光屏上会看到的图形是B；故选B【点评】本题关键要清楚示波管的工作原理，要用运动的合成与分解的正交分解思想进行思考6（6分）（2011安徽）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（）ABCD【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系；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【分析】有效电流要根据有效电流的定义来计算，根据电流的热效应列出方程，可以求得有效电流的大小【解答】解：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，则有（）2 R=I2RT，所以I=，所以D正确故选：D【点评】本题就是考查电流有效值的计算，本题的关键是对有效值定义的理解，掌握好有效值的定义就可以计算出来了7（6分）（2011安徽）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，并最终打在A板上则t0可能属于的时间段是（）A0t0Bt0Ct0TDTt0【考点】带电粒子在匀强电场中的运动菁优网版权所有【专题】计算题；压轴题；高考物理专题【分析】解决此题首先要注意A、B两板电势的高低及带正电粒子运动的方向，再利用运动的对称性，粒子加速与减速交替进行运动，同时注意粒子向左、右运动位移的大小，即可判断各选项的对错【解答】解：A、若，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A错误B、若，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B正确C、若，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B板上，所以C错误D、若，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D错误故选B【点评】（2011安徽）带电粒子在电场中的运动，实质是力学问题，题目类型依然是运动电荷的平衡、直线、曲线或往复振动等问题解题思路一般地说仍然可遵循力学中的基本解题思路：牛顿运动定律和直线运动的规律的结合、动能定理或功能关系带电粒子在交变电场中运动的情况比较复杂，由于不同时段受力情况不同、运动情况也就不同，若按常规的分析方法，一般都较繁琐，较好的分析方法就是利用带电粒子的速度图象或位移图象来分析在画速度图象时，要注意以下几点：1带电粒子进入电场的时刻；2速度图象的斜率表示加速度，因此加速度相同的运动一定是平行的直线；3图线与坐标轴的围成的面积表示位移，且在横轴上方所围成的面积为正，在横轴下方所围成的面积为负；4注意对称和周期性变化关系的应用；5图线与横轴有交点，表示此时速度反向，对运动很复杂、不容易画出速度图象的问题，还应逐段分析求解二、实验题（共18分）8（18分）（2011安徽）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，对应点已在图上标出（g=9.8m/s2）（1）作出ml的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为0.258N/m（1）某同学使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：断开待测电阻，将选择开关旋到“100”档；将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”；再接入待测电阻，将指针示数100，即为待测电阻阻值；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，可用来测量电阻；当S旋到位置1、2 时，可用来测量电流，其中S旋到位置1 时量程较大【考点】多用电表的原理及其使用；实验中常用仪器及其正确操作方法；探究弹力和弹簧伸长的关系菁优网版权所有【专题】压轴题【分析】（1）用描点作出ml的关系图线，图线的斜率k斜=，读出斜率求出劲度系数k劲（2）选择开关旋到“1k”挡位，测量时指针偏转角度太大，换用“100”档后，重新进行欧姆调零，再进行测量测量值=指示值倍率（3）欧姆表、电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成，根据电表结构选择【解答】解：（1）如图甲所示 （2）在图线选取相距较远的两点，读出坐标为（19.0cm，2.75g），（9.5cm，0.25g），求出图线的斜率 k斜=0.0263kg/m，则劲度系数k劲=gk斜=9.80.263N/m=0.258N/m（1）断开待测电阻，将选择开关旋到“100”档； 将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”； 再接入待测电阻，将指针示数100，即为待测电阻阻值 （2）由题可知待测电阻约几百殴，比较大，采用电流表内接法，误差较小如图乙所示 （3）当转换开关S旋到位置3时，电源与两并联电阻串联，构成欧姆表，可测量电阻当S旋到位置 1、2时，电流表与电阻并联，可用来测量电流S旋到位置1时，量程I=Ig+，S旋到位置2时，量程I=Ig+，可见，S旋到位置1时，量程较大故本题答案是：（1）如图甲所示 （2）0.258N/m（1）断开待测电阻，将选择开关旋到“100”档； 将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”； 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）1、2； 1【点评】本题主要考查基本仪器的结构、原理理解能力及设计电路、处理数据的能力三、计算题（共3小题，50分）9（14分）（2011安徽）（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=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3.84108m，月球绕地球运动的周期为2.36106S，试计算地球的质量M地（G=6.671011Nm2/kg2，结果保留一位有效数字）【考点】开普勒定律菁优网版权所有【分析】（1）行星绕太阳的运动按圆周运动处理时，此时轨道是圆，就没有半长轴了，此时=k应改为，再由万有引力作为向心力列出方程可以求得常量k的表达式；（2）根据（1）中得到的关系式，带入数据即可求得地球的质量【解答】解：（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r 于是有 =M太 即 k=M太 （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，由式可得=M地 解得 M地=61024kg 【点评】本题就是考察学生对开普勒行星运动第三定律的理解和应用，掌握住开普勒行星运动第三定律和万有引力定律即可求得结果，式中的常量k必须是相对于同一个中心天体来说的10（16分）（2011安徽）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人，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出（1）电场强度的大小和方向（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射人，经时间恰从半圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度大小（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间【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【分析】（1）带电粒子沿y轴做直线运动，说明粒子的受力平衡，即受到的电场力和磁场力大小相等，从而可以求得电场强度的大小；（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，根据类平抛运动的规律可以求得粒子运动加速度大小；（3）仅有磁场时，入射速度v=4v，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由几何关系可以求得圆周运动的半径的大小，由周期公式可以求得粒子的运动的时间【解答】解：（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 又 R=vt0 则 E=（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 由式得 y= 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=R 又有 x=a 得 a= （3）仅有磁场时，入射速度v=4v，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 qvB=m 又 qE=ma 由式得 r=R 由几何关系 sin= （11）即 sin=所以 = （12）带电粒子在磁场中运动周期T=则带电粒子在磁场中运动时间 tB=T 所以 tB=t0 （13）【点评】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比较明显了11（20分）（2011安徽）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=4m/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【考点】机械能守恒定律；牛顿第三定律；向心力；动量守恒定律菁优网版权所有【专题】压轴题【分析】（1）小球上升到最高点的过程中，符合机械能守恒定律，先解决最高点小球的速度，再由向心力公式求得细杆对小球的作用力，根据牛顿第三定律知道球对杆的作用力（2）解除对滑块的锁定，小球在上升过程中，因系统在水平方向上不受外力作用，所以水平方向的动量守恒；另外在上升过程中，因只有重力做功，系统