1、12011 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
2、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2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
3、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
4、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（ ）A BC D3【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
5、 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
6、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（ ）A BC D【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4【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
7、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（ ）A B C D【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
8、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（ ）5A B C D【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
9、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（ ）A0t 0 B t 0 C t 0T DTt 0【考点】带
10、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
11、A 板上，所以 B 正确6C、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、
12、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）
13、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/s 2）（1）作出 ml 的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为 0.258 N/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“
14、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7【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
15、“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
16、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”；8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
17、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=6.67
18、10 11Nm2/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 9解得 M 地 =61024kg 【点评】本题
19、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
20、（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
21、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 10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
