2013安徽高考理综真题─物理试题(word精美解析版).doc

2013 普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。在四个选项中，至少有一个选项符合题目要求1. 14(2013安徽理综.14)如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN 分别为(重力加速度为g)AT=m(gsin+ acos) FN = m(gcos asin)BT=m(gcos+ asin) FN = m(gsin acos)CT=m(acos gsin) FN = m(gcos+ asin)DT=m(asin gcos) FN = m(gsin+ acos)【答案】A 【解析】取小球在研究对象，其受力情况如图所示。根据牛顿运动定律有：水平：Tcos FN sin = ma 竖直：T sin+FN cos mg =0 cos+sin得：T=m(g sin+a cos)cossin得：FN=m(gcosasin)所以选项A正确。【点评】考查牛顿第二定律与正交分解法。 2. 15(2013安徽理综.15)图中a，b，c，d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是A向上 B向下 C向左 D向右【答案】B 【解析】根据安培定则可判断a，b，c，d四根导线在O点产生磁场方向分别为向左、向上、向左、向下，磁感应强度大小相同，根据磁场的叠加可知O点的磁场方向向左。再根据左手定则可判断出带正电的粒子受到洛伦兹力方向向下，选项B正确。【点评】考查右手螺旋定则(安培定则)、磁场的叠加和左手定则。 3. 16(2013安徽理综.16)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10m/s2，sin37=0.6)A2.5m/s 1W B5m/s 1WC7.5m/s 9W D15m/s 9W【答案】B 【解析】导体棒MN受重力mg、安培力F、垂直斜轨的支持力FN和摩擦力Ff，小灯泡稳定发光时，导体棒MN的做匀运动，受力平衡，则有：F +mg cos =mg sin，又有：F=BIL ，I=可得：+mg cos =mg sin 求得：=m/s =5m/s 稳定时回路中电流为I=A= 1A 小灯泡的功率为：P=I 2R = 1W 。选项B正确。【点评】考察导体切割磁感线产生的电动势，平衡条件，电功率。 4. 17. (2013安徽理综.17)质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP = ，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为A B C D【答案】C 【解析】卫星在半径为r的轨道上绕地球做圆周运动时有：，其动能为Ek=m2 =，所以这时卫星的机械能为E=EP+Ek = ，根据能量转化与守恒可知，卫星从半径R1轨道到半径为R2轨道这一过程中，因摩擦而产生的热量等于其减小的机械能，即Q=E2E1= ()=，所以选项C正确。【点评】考察天体运动、万有引力定律和能量守恒定律。 5. 18. (2013安徽理综.18)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28m3/min，水离开喷口时的速度大小为16m/s，方向与水平面夹角为60，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10m/s2)A28.8m 1.12102m3 B28.8m 0.672m3 C38.4m 1.29102m3 D38.4m 0.776m3 【答案】A 【解析】将初速度在竖直方向的分量为y=0sin =16m/s =24m/s，则空中水柱的高度为h=m=28.8m，水到达最高点的时间为：t=s=2.4s，空中水量等于2.4s内从喷嘴喷出的水量，即V=Qt=2.4m3=1.12102m3。选项A正确。【点评】考察抛体运动知识及其在实际中的应用。6. 19. (2013安徽理综.19)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP= l1，PN= l2，则Rx的阻值为A B C D【答案】C 【解析】当通过电流表的电流为零时，说明电流表两端连的电势相等，所以R0两端电压与MP两端电压相等(设为U1)，Rx两端电压与PN两端电压相等(设为U2)。根据串联电路的分压原理有：=，=，再电阻定律R=有=根据以上三式可得：=求得：Rx=，选项C正确。【解析二】设MN两端电压为U，当通过电流表的电流为零时，R0两端电压U0=U 与MP两端电压UMN=即：=求得Rx=，选项C正确。【点评】考察直流电路的分析惠斯电桥。7. 20. (2013安徽理综.20)如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z 0的空间，z 0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上z= 处的场强大小为(k为静电力常量)A B C D【答案】D 【解析一】静电平衡时导体内场强为零，所以导体表面上的感应电荷为负电荷，根据对称性可知感应电荷在z轴上z= 处和z= 处产生电场强度大小相同，设为E，在z轴上z= 总场强为零，即E =0E=，所以在z轴上z= 总场强为零为：E1 = + E=，选项D正确。【解析二】该电场相当于等量异种电荷产生的电场的一半，所以可以用位于z= h的镜像电荷q代替导体面上的感应电荷，边界条件维持不变，即xOy平面为零势面。在z 轴上z= 处，q的场强大小为E1=，q在该处产生场强的大小为E2= =，两电荷在该处产生的场强的方向向同，其合场强为E=E1+E2=选项D正确。【答案】考察点电荷电场强度的计算、电场的对称性及电场的叠加原理。第卷(非选择题 共180 份)8. 21.(18 分)(2013安徽理综.20.5分)(5分)根据单摆周期公式T=2 ，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_mm。以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_。a摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b摆球尽量选择质量大些、体积小些的c为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔T即为单摆周期Te拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期T=【答案】18.6 abe 【解析】游标卡尺的读数等于主尺读数+游标尺读数，即L=L0+nL =18mm+60.1mm=18.6mm。实验中为了提高实验的精确性，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，一般60cm到100cm，这样可以减小摆长测量产生的误差；摆球尽量选择质量大些、体积小些的这样可减小阻力的影响；摆适当长一些，周期大一些这样周期测量时误差会小一些。当单摆的摆角大太其振动就不是简谐运动，只有当摆角较小(一般小于5)单摆的运动才是简谐运动。测周期时应从平衡位置开始计时，为减小周期测量的相对误差应采用“积累法”测周期。(2013安徽理综.20.6分) (6分)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_mm。为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图1所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。 【答案】0.007 0.638；如图所示。【解析】螺旋测微器的读数等于主尺读数+可动刻度读数，即L=L0+nL 。校零时的读数为L1 =0mm+0.70.01mm=0.007mm。 测量时的读数为：L2=0.5mm+14.50.01mm=0.645mm，合金丝直径为两次读数之差，即直径为：D=L2L1 =0.645mm0.007mm=0.638mm。对照实验原理图按一定顺序依次连接。电源要通过开关接在滑动变阻器的下面两个接线柱上，合金丝的电阻Rx接在滑动变阻器的一上一下两个接线柱上。(2013安徽理综.20.7分) (7分)根据闭合电路欧姆定律，用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在R坐标系中描出坐标点，如图2所示。已知R0=150，请完成以下数据分析和处理。图2中电阻为_的数据点应剔除；在坐标纸上画出R关系图线；图线的斜率是_(V11) ，由此可得电池电动势Ex=_V。 【答案】80.0 ；如图所示； 0.00444 1.50【解析】根据实验数据在坐标系中描出坐标点，可以判断R应是一条直线，画出图线，根据图线可知电阻为80.0点明显偏离直线，说明该数据出现了错误，应该剔出。画直线时，应使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线为两侧。根据闭合电路欧姆定律有：Ex =U12 +=R +由图象得斜率为k =0.0045V11，对照解析式可知 k=Ex=V =1.48V。9. 22. (2013安徽理综.2214分) (14分)一物体放在水平地面上，如图所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。求：08s时间内拉力的冲量；06s时间内物体的位移；010s 时间内，物体客服摩擦力所做的功。【答案】18Ns；6m；30J。 【解析】由图2知：I=F1t1+F2t2+F3t3 求得：I = 18Ns 由图3知物体的位移为：x=m=6m由图2知，在68s时间内物体作匀速运动，于是有：f = 2N 由图3知在010s时间内物体的总位移为：l=m=15m所以物体克服摩擦力做的功为：W= f l =215J =30J10. 23(2013安徽理综.2316分) (16 分)如图所示的平面直角坐标系xoy，在第象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y 正方向；在第象限的正三角形abc区域内有匀强电场，方向垂直于xoy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y 轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h，0)点进入第象限，又经过磁场从y 轴上的某点进入第象限，且速度与y轴负方向成45角，不计粒子所受的重力。求：电场强度E 的大小；粒子到达a 点时速度的大小和方向；abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。【答案】；大小为0 ，方向与x轴正方向成45角；。【解析】设粒子在电场中运动的时间为t，则有：x =0 t =2h y =a qE = ma 联立以上各式可得：E=粒子到达a点时沿负y方向的分速度为：y =a t = 0 所以=0 方向指向第象限与x轴正方向成45角。粒子在磁场中运动时，有：qB =当粒子从b点射出时，磁场磁感应强度为最小值，此时有：r =L 求得：B= 11. 24. (2013安徽理综.2420分) (20分)如图所示，质量为M倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为 ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为L时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g。求物块处于平衡位置时弹簧的长度；选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；求弹簧的最大伸长量；为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)？【答案】L+；见解析；+；。【解析】设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为L，有：mg sinkL =0 解得：L =此时弹簧的长度为L+当物块的位移为x 时，弹簧伸长量为x+L，物块所受的合力为：F合 = mg sink(x+L)联立以上各式可得：F合 = kx 可知物块作简谐运动。物块作简谐运动的振幅为：A=+由对称性可知，最大伸长量为：+设物块位移x为正，则斜面体受力情况如图所示，由于斜面体平衡，所以有：水平方向：f +FN1sinF cos= 0竖直方向：FN2Mg FN1cos F sin=0又有