高考理综物理部分安徽试卷解析.doc
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绝密★启用前
2012年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷）
理科综合能力测试（物理）
第Ⅰ卷（选择题共120分）
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
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
【答案】B
图1
1.0
2.0
3.0
x（m）
y（m）
o
4.0
【解析】由万有引力提供航天器做圆周运动的向心力得：
，所以、、、。
而“天宫一号”轨道半径比“神州八号”轨道半径大，故正确选项：
B
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
A．B．C．D．
图2
【答案】C
P
A
B
O
R
2R
【解析】由图1可得波长λ=4.0m，其周期T=λ/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。
正确选项C
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
【答案】D
【解析】小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：
；小球从P到B的运动过程中，由动能定理：
。
重力做功，合外力做功，摩擦力做的功为，即克服摩擦力做功，机械能减少。
正确选项：
D
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
F
下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则
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
【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。
根据牛顿第二定律，不施加恒力F时：
，得；施加一个竖直向下的恒力F时：
，得。
故正确选项：
C
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．B．
C．D．
【答案】A
【解析】由于、、，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，正确选项：
A
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．B．
C．D．
【答案】B
【解析】由牛顿第二定律及匀速圆周运动得：
；。
由图可得以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场经过Δt=T/6从C点射出磁场，轨道半径；速度变为v/3时，运动半径是r/3=，由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为1200，运动时间为T/3,即2Δt。
正确选项：
B
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：
，方向沿x轴。
现考虑单位面积带电量为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．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】由于带电体表面的电场强度的方向垂直于带电体表面，无限大均匀带电平板周围的电场应是垂直于平板的匀强电场，即电场强度处处相等等于x=0时的电场强度，由题中信息可得单位面积带电量为无限大均匀带电平板场强为。
而半径为r的圆板在Q点等效场强为，由电场叠加原理可得图2中Q（坐标为x）的电场强度为和的矢量和，即。
正确选项：
A
（在此卷上答题无效）
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2012年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷）
理科综合能力测试（物理）
第Ⅱ卷（非选择题共180分）
考生注意事项：
请用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
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，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。
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）实验中要进行质量和M的选取，以下最合理的一组是
A．M=20,=10、15、20、25、30、40
B．M=200,=20、40、60、80、100、120
C．M=400,=10、15、20、25、30、40
D．M=400,=20、40、60、80、100、120
（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=4.22cm、=4.65cm、=5.08cm、=5.49cm、=5.91cm、=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）。
+
-
II．（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：
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。
【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
22．（14分）
质量为0.1kg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=10m/s2,求：
t（s）
v（m/s）
O
0.5
4
（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。
【答案】
（1）0.2N
（2）
【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
①
根据牛顿第二定律，得
②
③
（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
④
第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2，则
a2=12m/s2⑤
于是，有
⑥
解得⑦
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）
（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）
【答案】
（1）
（2）
（3）
【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
①
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=BL1v②
由图可知③
则整个线圈的感应电动势为
④
（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
⑤
（3）由闭合电路欧姆定律可知
⑥
这里的E为线圈产生的电动势的有效值
⑦
则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为
⑧
其中⑨
于是
⑩
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。
【答案】
（1）4m/s
（2）不能（3）
【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
①
②
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
③
设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有
④
结合②③④式解得
v=4m/s⑤
由于=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
⑥
⑦
解得⑧
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，则
⑨
⑩
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
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
……
则第n次碰撞后物块B的速度大小为
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