高考物理安徽卷含答案解析 8页

‎2013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）‎ 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第1页至第5页，第Ⅱ卷第6页至第12页。全卷满分300分，时间150分钟。‎ 考生注意事项：‎ ‎1、答题前，务必在试题卷，答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。务必在答题卡背面规定的地方填写姓名和座位号后两位。‎ ‎2、答第Ⅰ卷时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。‎ ‎3、答第Ⅱ卷时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。‎ ‎4、考试结束后，务必将试题卷和答题卡一并上交。‎ 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。‎ a m θ ‎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θ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FN分别为（重力加速度为g）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ a mg θ T FN D． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】小球受力如图，根据牛顿第二定律：‎ 沿斜面方向有 ；‎ 垂直于斜面方向上有 ‎ a ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎·‎ b c d O 解得：；。‎ 正确选项：A ‎15．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，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 ‎370‎ N ×‎ M 小灯泡 ‎【解析】根据右手安培定则可判定O点磁感应强度的方向水平向左，根据左手定则可判定：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向下。正确选项：B ‎16．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为370，宽度为‎0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。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1Ω，两端于导轨接触良好，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，运动一端时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN 的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取‎10m/s2，sin370=0.6）‎ A．‎2.5m/s 1W B．‎5m/s 1W C．‎7.5m/s 9W D．‎15m/s 9W ‎【答案】B ‎【解析】小灯泡稳定发光，说明导体棒MN匀速运动，则有，可得导体棒MN的运动速度；小灯泡消耗的电功率。正确选项：B ‎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，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】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：，故人造地球卫星的动能，而引力势能，人造地球卫星机械能E=EP+Ek。由能量守恒定律，因摩擦而产生的热量：代入R1和R2得：。正确选项：C ‎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，方向与水平面夹角为600，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）‎ A．‎28.8m 1.12×10‎-2m3‎ B．‎28.8m ‎‎0.672m3‎ C．‎38.4m 1.29×10‎-2m3‎ D．‎38.4m ‎‎0.776m3‎ ‎【答案】A ‎【解析】水离开喷口时竖直分速度为，在竖直方向上升的高度，水离开喷口到达着火位置所用时间为，空中水柱的水量为 G M N P R0‎ Rx ‎。正确选项：A ‎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，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，，则Rx的阻值为 ‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】通过电流表的电流为零时，P点的电势与R0和Rx连接点的电势相等。则。又电阻丝的电阻，故，所以。正确选项：C z x y q ‎20．如图所示，平面是无穷大导体的表面，该导体充满的空间，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轴上处的场强大小为（k为静电力常量） ‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】静电平衡时导体内部场强处处为零，导体表面上感应电荷在处的场强为，与q产生的场强方向相反，则导体表面上的感应电荷在z轴上处的电场强度大小为，与q产生的场强方向相同。故在z轴上处的场强大小为。正确选项：D ‎（在此卷上答题无效）‎ 绝密★启用前 ‎2013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） ‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 图2‎ ‎2‎ ‎0‎ ‎10‎ I．（5分）根据单摆周期公式，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。‎ 图1‎ ‎（1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm。 ‎ ‎ ‎ ‎（2）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50，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，此时间间隔即为单摆周期T e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于50，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，则单摆周期 ‎【答案】(1)18.6 (2)abe ‎【解析】（1）由题图主尺读数‎18mm，游标尺的第6条刻度线与主尺刻度线对齐读数应为‎0.6mm，小钢球直径D=‎18mm+‎0.6mm=‎‎18.6mm ‎ （2）根据实验要求，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，a正确；为了减小空气阻力的影响，应尽量选择质量大些、体积小些的摆球，b正确；为了使单摆的运动为简谐运动，要求摆角不大于50， 为了减小测量的误差，应使摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，e正确。‎ II．（6分）（1）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。‎ ‎（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图Ⅰ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。‎ V A Rx R E S 图1‎ ‎ ‎图2‎ ‎【答案】(1)0.007 0.638‎ ‎ (2)如图所示 ‎【解析】（1）由图可读得‎0.007mm和‎0.645mm，‎ 故校零时的读数为‎0.007mm；‎ 合金丝的直径为D=‎0.645mm－‎0.007mm=‎0.638mm。‎ ‎ （2）按照电路图连接电路如图 R0‎ R S En rn ‎1 2‎ 图1‎ ‎20 ‎ ‎40 ‎ ‎60 ‎ ‎80 ‎ ‎100 ‎ ‎120 ‎ ‎140 ‎ ‎160 ‎ ‎0.70 ‎ ‎0.80 ‎ ‎0.90 ‎ ‎1.00‎ ‎1.10 ‎ ‎1.20 ‎ ‎1.30‎ ‎1.40 ‎ ‎1.50‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ×‎ ‎×‎ ×‎ ‎×‎ ‎×‎ 图2‎ ‎ III．（7分）根据闭合电路欧姆定律，用图Ⅰ所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中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。根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图2所示。已知，请完成以下数据分析和处理。‎ ‎（1）图2中电阻为 的数据点应剔除；‎ ‎（2）在坐标纸上画出关系图线；‎ ‎（3）图线的斜率是 ，由此可得电池电动势 ‎ V。‎ ‎20 ‎ ‎40 ‎ ‎60 ‎ ‎80 ‎ ‎100 ‎ ‎120 ‎ ‎140 ‎ ‎160 ‎ ‎0.70 ‎ ‎0.80 ‎ ‎0.90 ‎ ‎1.00‎ ‎1.10 ‎ ‎1.20 ‎ ‎1.30‎ ‎1.40 ‎ ‎1.50‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎【答案】(1)80.00 (2)如图所示 (3)0.00444 1.50‎ ‎【解析】（1）由图2发现在拟合的过程中，80.00的数据点误差太大，故应剔除。‎ ‎ （2）拟合作图如图所示 ‎ （3）用较远的两点得图线斜率=0.00444， 由闭合电路欧姆定律知可得，所以代入k、R0值得E=1.50V。‎ ‎22．（14分）‎ 一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间的变化情况如图2所示，物体相应的速度随时间的变化关系如图3所示。求：‎ 图1‎ F ‎ ‎图2‎ F/N t/s O ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ v/(m·s-1)‎ t/s O ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 图3‎ ‎（1）0~8s时间内拉力的冲量；‎ ‎（2）0~6s时间内物体的位移；‎ ‎（3）0~10s时间内，物体克服摩擦力所做的功。‎ ‎【答案】（1） （2）‎6m （3）30J ‎【解析】（1）由图2知，‎ ‎ （2）由图3知物体的位移为 ‎ ‎ ‎ （3）由图2知，在6~8s时间内，物体作匀速运动，于是有f=2N ‎ 由图3知在0~10s时间内物体的总位移为 ‎ ，所以 ‎23．（16分）‎ x a b c B y O P E v0‎ 如图所示的平面直角坐标系xoy，在第Ⅰ象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形区域内有匀强电场，方向垂直于xoy平面向里，正三角形边长为L，且边与y轴平行。一质量为、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求：‎ ‎（1）电场强度E的大小；‎ ‎（2）粒子到达点时速度的大小和方向；‎ ‎（3）区域内磁场的磁感应强度的最小值。‎ ‎【答案】（1）（2）方向指向第IV象限与x轴正方向成450角 r ‎450‎ x a b c B y O P E v0‎ ‎（3）‎ ‎【解析】（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有 ‎ ‎ ‎ 联立以上各式可得 ‎ ‎ （2）粒子到达a点时沿负y方向的分速度为 ‎ 所以 方向指向第IV象限与x轴正方向成450角 ‎ （3）粒子在磁场中运动时，有 ‎ 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 ‎ 所以 ‎24．（20分）‎ m α M 如图所示，质量为、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、自然长度为的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为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。‎ ‎（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；‎ ‎（2）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，用表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；‎ ‎（3）求弹簧的最大伸长量；‎ ‎（4）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】（1）（2）见解析（3）（4）‎ x m α M O ‎【解析】（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧的伸长量为，有 ‎ 解得 ‎ 此时弹簧的长度为 ‎ （2）当物块的位移为x时，弹簧伸长量为，物块所受合力为 ‎ 联立以上各式可得 ‎ ‎ 可知物块作简谐运动 ‎ （3）物块作简谐运动的振幅为 ‎ ‎ 由对称性可知，最大伸长量为 ‎ （4）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 f F α Mg FN2‎ FN1‎ ‎ 水平方向 ‎ 竖直方向 ‎ 又，‎ ‎ 联立可得，‎ ‎ 为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有，所以 ‎ ‎ ‎ 当时，上式右端达到最大值，于是有 ‎ ‎