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2009 安徽高考物理试卷及答案 理科综合能力测试 物理部分 一、选择题（本题共 8 小题。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．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时， 氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应总的效果可以表示为 612H  k 24He  d 11H  201n  43.15MeV 由平衡条件可知（ ）A．k=1 d=4 B．k=2 d=2 C．k=1 d=6 D．k=2 d=3 15．2009 年 2 月 11 日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约 805km 处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的 大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运 行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（ A．甲的运行周期一定比乙的长 ）B．甲距地面的高度一定比乙的高 D．甲的加速度一定比乙的大 C．甲的向心力一定比乙的小 16．大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于 137 亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化 至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对 1A 型超新星的观测显示， 宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大 部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真 是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径 R 和宇宙年龄的关系，大致是下面哪个图像？（ ）RRRRttttABCD17．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人 站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程， 如图所示。那么下列说法中正确的是（ A．顾客始终受到三个力的作用 B．顾客始终处于超重状态 ）C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D．顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 ba·18．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的 abcd，顶点 a、c 处分 别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒 子置于 b 点，自由释放，粒子将沿着对角线 bd 往复运动。粒子从 b 点 运动到 d 点的过程中（ ）·cd第 1 页 共 8 页 A．先作匀加速运动，后作匀减速运动 B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C．电势能与机械能之和先增大，后减小 D．电势能先减小，后增大 19．右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子 在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场 中， 磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子 的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子（ A．带正电，由下往上运动 ）B．带正电，由上往下运动 C．带负电，由上往下运动 D．带负电，由下往上运动 20．如图甲所示，一个电阻为 R，面积为 S 的矩形导线框 abcd，水平旋转在匀强磁场中， 磁场的磁感应强度为 B，方向与 ad 边垂直并与线框平面成 450 角，o、o’ 分别是 ab 和 cd 边 的中点。现将线框右半边 obco’ 绕 oo’ 逆时针 900 到图乙所示位置。在这一过程中，导线中 通过的电荷量是（ ）cBo/ Bco/ 450 dd450 baaboo甲乙2BS 2BS RBS RA． B． C． D．0 2R 第Ⅱ卷（非选择题 共180 分） 21．（18 分） Ⅰ．（6 分）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于 a、b 的位置，如图所示。若多用 电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a 和 b 的相应读数是多少？请填在表格中。 指针位置 选择开关所处挡位 读数直流电流 100mA mA a直流电压 2.5V Vb电阻×100 ΩbaⅡ．（6 分）用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为 了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻 R0 起保护作用。除电池、开 关和导线外，可供使用的实验器材还有： 第 2 页 共 8 页 ES（a）电流表（量程 0.6A、3A）； （b）电压表（量程 3V、15V） V（c）定值电阻（阻值 1 、额定功率 5W） ，额定功率 10W） R0 （d）定值电阻（阻值 10 A（e）滑动变阻器（阴值范围 0–10 （f） 滑动变阻器（阻值范围 0-100 那么 、额定电流 2A） 、额定电流 1A） R（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择 应选择 的定值电阻，R 应选择阻值范围是 （2）引起该实验系统误差的主要原因是 V，电流表的量程应选择 A； R0 的滑动变阻器。 。Ⅲ．（6 分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图 所师，实验主要过程如下： （1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、……； （2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速 纸带 橡皮筋 度 v1 、 v2 、 v3 、……； （3）作出W  v 草图； （4）分析W  v 图像。如果W  v 图像是一条直 打点计时器 W  v3 、W  v 等关系。 线，表明∝ v；如果不是直线，可考虑是否存在W  v2 、以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。 A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、……。所采用的方法是选 用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用 1 条橡皮筋 进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为 W，用 2 条、3 条、……橡皮筋并在一起进 行第 2 次、第 3 次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是 2W、3W、……。 B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。 C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出 现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。 D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一 点的距离来进行计算。 22．（14 分） 在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主 火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中 运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的 定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员 的质量为 65kg，吊椅的质量为 15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取 g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度 a=1m/s2 上升时， 试求 （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力。 第 3 页 共 8 页 23．（16 分） 如图所示，匀强电场方向沿 性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均 x轴的正方向，场强为 E。在 A（d，0）点有一个静止的中 y为m的带电微粒，其中电荷量为 q 的微粒 1 沿 轴负方向 yE运动，经过一段时间到达（0，－d）点。不计重力和分裂 后两微粒间的作用。试求 ·0xA(d,0) （1）分裂时两个微粒各自的速度； （2）当微粒 1 到达（0，－d）点时，电场力对微粒 1 做功的瞬间功率； （3）当微粒 1 到达（0，－d）点时，两微粒间的距离。 24．（20 分） 过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖 直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D 分别是三个圆形轨道的最低点，B、C 间距与 C、D 间距相等，半径 R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为 m=1.0kg 的小球（视为质点），从轨道的左 侧 A 点以 v0=12.0m/s 的初速度沿轨道向右运动，A、B 间距 L1=6.0m。小球与水平轨道间的 动摩擦因数 μ=0.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重 力加速度取 g=10m/s2，计算结果保留小数点后一位数字。试求 （1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小； （2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C 间距 L应是多少； （3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中， 半径 R3 应满足的条件；小球最终停留点与起点 A的距离。 第一圈轨道 第二圈轨道 第三圈轨道 R1 R2 R3 DAv0 BCL1 LL第 4 页 共 8 页 一、选择题：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 题号 15 D16 C17 C18 D19 A20 A14 B答案 21、答案：I． 指针位置 选择开关所处的档位 直流电流 100mA 直流电压 2.5V 电阻×100 读数23.0mA 0.57V 320Ω ab解析：直流电流 100mA 档读第二行“0～10”一排，最小度值为 2mA 估读到 1mA 就可以了； 直流电压 2.5V 档读第二行“0~250”一排，最小分度值为 0.05V 估读到 0.01V 就可以了；电阻 ×100 档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。 II．答案： （1）3，0.6，1，0～10。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输 出电流小。 解析：由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为 3V 的电压表；估算电流时，考虑到 干电池的内阻一般几 Ω 左右，加上保护电阻，最大电流在 0.5A 左右，所以选量程为 0.6A 的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范 围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取 0～10Ω 能 很好地控制电路中的电流和电压，若取 0～100Ω 会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。 关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者 偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成 E 测<E 真，r 测<r 真。 III 答案：D。 解析：本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功 完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以 D 选项是错误的。 22、答案：440N，275N 解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为 F，由于跨过定滑轮的 F两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是 F。对运动员和吊椅整体进 F行受力分析如图所示，则有： a2F- m m g m  m 椅  椅  a人人F  440N 由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 (m 人+m 椅)g F  440N （2）设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有： F FN -m人 g  m人a FFN FN  275N a第 5 页 共 8 页 m 人 g由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为 275N 解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员竖直向下的拉力为 F，对吊椅的压 力大小为 FN。 根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为 F，吊椅对运动员的支持力为 FN。分别以 运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 F FN -Mg  Ma F  FN  mg  ma ①②由①②得 F  440N FN  275N qEd qEd -2qEd 23、答案：（1） v1   2d ，v2  方向沿 y 正方向（2） P  qE （3）2 2m 2m m解析：（1）微粒 1 在 y 方向不受力，做匀速直线运动；在 x 方向由于受恒定的电场力，做匀 加速直线运动。所以微粒 1 做的是类平抛运动。设微粒 1 分裂时的速度为 v1，微粒 2 的速度 为 v2 则有： 在 y 方向上有 -d  v1t 在 x 方向上有 qE a  m1-d  at2 2yqEd v1  – – 2m E根号外的负号表示沿 y 轴的负方向。 x（d,0） 中性微粒分裂成两微粒时，遵守动量守恒定律，有 vx mv1  mv2  0 θ（0, -d） vy qEd v2  v1  2m 方向沿 y 正方向。 （2）设微粒 1 到达（0，-d）点时的速度为 v，则电场力做功的瞬时功率为 P  qEvB cos  qEvBx -2qE d 其中由运动学公式 vB x -2ad   m第 6 页 共 8 页 -2qEd 所以 P  qE m（3）两微粒的运动具有对称性，如图所示，当微粒 1 到达（0，-d）点时发生的位移 S2 d 1则当当微粒 1 到达（0，-d）点时，两微粒间的距离为 BC  2S1  2 2d 24、答案：（1）10.0N；（2）12.5m  (3) 当 0  R3  0.4m 时， L  36.0m；当1.0m  R3  27.9m 时， L  26.0m 解析：（1）设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为 v1 根据动能定理 11-mgL  2mgR  mv12  mv02 ①1122小球在最高点受到重力 mg 和轨道对它的作用力 F，根据牛顿第二定律 v12 F mg  m R1 ②③由①②得 F 10.0N （2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为 v2，由题意 v22 mg  m R2 ④11mg L L  2mgR  mv22  mv02 ⑤1222由④⑤得 L 12.5m ⑥（3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论： I．轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为 v3，应满足 v32 mg  m ⑦R3 11mg L 2L  2mgR  mv2  mv2 ⑧133022由⑥⑦⑧得 R3  0.4m II．轨道半径较大时，小球上升的最大高度为 R3，根据动能定理 1mg L 2L  2mgR  0  mv2 1302解得 R3 1.0m 为了保证圆轨道不重叠，R3 最大值应满足 222R  R  L  R -R 3  2  23解得 R3=27.9m 第 7 页 共 8 页 综合 I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 0  R3  0.4m 或当1.0m  R3  27.9m 0  R3  0.4m 时，小球最终焦停留点与起始点 A 的距离为 L′，则 12-mgL  0  mv0 2L  36.0m 当1.0m  R3  27.9m 时，小球最终焦停留点与起始点 A 的距离为 L〞，则  L  L  2 L  L  2L  26.0m 1第 8 页 共 8 页