2012高考安徽物理试卷及答案

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11.02.03.0x(m)y(m)o4.0【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：B15．一列简谐横波沿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】CPABOR2R【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C16．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2mgRB．机械能减少mgRC．合外力做功mgRD．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：D17．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：C18．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：A19．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：B20．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）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）=1\*ROMANI．（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、40B．M=200,=20、40、60、80、100、120C．M=400,=10、15、20、25、30、40D．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）。+-=2\*ROMANII．（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】=1\*ROMANI．（1）B（2）C（3）0.42=2\*ROMANII．（1）=1\*GB3①使它靠近变阻器左端的接线柱=2\*GB3②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】=1\*ROMANI．（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。=2\*ROMANII．（1）=1\*GB3①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\*GB3②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)O0.54（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\*GB3①根据牛顿第二定律，得=2\*GB3②=3\*GB3③（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\*GB3④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/s2=5\*GB3⑤于是，有=6\*GB3⑥解得=7\*GB3⑦23．（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\*GB3①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=2\*GB3②由图可知=3\*GB3③则整个线圈的感应电动势为=4\*GB3④（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\*GB3⑤（3）由闭合电路欧姆定律可知=6\*GB3⑥这里的E为线圈产生的电动势的有效值=7\*GB3⑦则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为=8\*GB3⑧其中=9\*GB3⑨于是=10\*GB3⑩24．（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\*GB3①=2\*GB3②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\*GB3③设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有=4\*GB3④结合②③④式解得v=4m/s=5\*GB3⑤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\*GB3⑥=7\*GB3⑦解得=8\*GB3⑧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\*GB3⑨=10\*GB3⑩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v