普通高等学校招生全国统一考试安徽卷

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1、20212021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n卷非选择题两局部，第I卷第1页至第5页，第n卷第6页至 第12页。全卷总分值300分，时间150分钟。 考生考前须知：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。务必在答题卡反面规定的地方填写姓名 和座位号后两位。2、答第I卷时，每题选出答案后，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H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

2、，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，每题6分，共120分。在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。14.如下图，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为。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FN= m( gcos - aSTn FN= m(

3、gsin - a co s FN= m( gcos a st n FN= m(gsin a co sA小球受力如图，根据牛顿第二定律：沿斜面方向有T -mgsin 9 =macosH；垂 直 于 斜 面 方 向 上 有mgcosi - FN=masim解得：T =m(gsin日+acosH)；FN= m(g cosHasinH)。正确选项：A15 .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，方向如下图。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【

4、解析】根据右手安培定那么可判定O点磁感应强度的方向水平向左，根据左手定那么可判定：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：B16.如下图，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37,宽度为0.5m,电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1口。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1，两端于导轨接触良好，与导轨绝密启用前的拉力T和斜面的支持力FN分别为重力加速度为gA. T =m(gsin8 +acos) B.T =m(g cos8 + asin H) C. T=m(acos9gsinB)D.T=m(asin日一g co

5、s)【答案】 【解析】水离开喷口到达着火位置所用时间为t=v，= 2.4s,空中水柱的水量为gV=Qt =0.280.24 m360_2-23,.= 1.12黑10 m3。正确选项：A19.用图示的电路可以测量电阻的阻值。 图中置，当通过电流表 的电流为零时，测得MP=ll1A.1R0l2l1 cB.al2C.2R0l11 ,PN =l2,那么Rx的阻值为l2D。l +1 &l1l2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/

6、s2, sin370=0.6A. 2.5m/s1WB. 5m/s1WC. 7.5m/s 9WD. 15m/s 9W【答案】B目2|2【解析】小灯泡稳定发光，说明导体棒MN匀速运动，那么有mgsin370 -B L v - mgcos370= 0 ,可得导体棒MN的运动速度v =5m/s；小灯泡消耗的电功率P =12RL= BLv2R= 1W。正确RLR选项：B17 .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EGMm其中G为引力常pr量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为RI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

7、程中因摩擦而产生的热量为的动能Ek=-mv2=lGMm-而引力势能Ep =-那么，人造地球卫星机械能E=En+Ek。由能22 r r量守恒定律，因摩擦而产生的热量：Q = E1- E2=Ek1+Ep1Ek2+Ep2代入R和R2得:-GMm, 11、Q =-()。正确选项：C2 R R118.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163m/s,方向与水平面夹角为60,在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，那么空中水柱的高度和水量分别是重力加 速度g取10m/s2，11、，11、A .GMm(- -)B.GMm(-)R RR R2GMm / 1C.-(2

8、R2R2GMmz11、D.-(-)2 RR2【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:MmG2rA .C.【答28.8m38.4mA1.1210-2m310-2m3B. 28.8mD. 38.4m30.672m0.776m3水离开喷口时竖直分速度为v_ = vsin6002.v _=24m/ s ,在竖直万向上升的图度H = L = 28.8m ,GNPRx是待测电阻，RO是定值，G是 闭合开关，改变滑动头P的位【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。那么R0= R1。又电阻丝RxR2的电阻Roc l ,故所以Rx=归己。正确选项

9、:Rx12li20.如下图，xOy平面是无穷大导体的外表，该导体充满z0的空间，z a 0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，那么在xOy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和导体外表上的感应电荷共同激发的。静电平衡时导体内部场强处处为零，那么在场强大小为k为静电力常量,4q. 32q, 40qB. k 2C. k 2D . k 29h29h29h2【解析】由点电荷产生的电场在导体外表间的电场分布，导体外表上的感应电荷等效于在 量的异种电荷一q,故在z轴上z = h处的场强大小为E = kq+kq = k40q。正确选项：D2222 -2h,4qA. k

10、h2【答案】Dz= h处的带等20212021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n卷非选择题共180分考生考前须知：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. 5分根据单摆周期公式T =2 元 工,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细 g2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

11、摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t即为单摆周期Te.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 小 ,那么单摆周期T =50【答案】118.6 2abe【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=18 mm+0.6mm=18.6mm2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

12、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R,设计出如图I所示的实验电路图，按绝密启用前在此卷上答题无效H 正线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。1用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为mm。照该电路图完成图2中的实物电路连接。第6页(共 8 页)Rx【答案】(1)0.007 0.638(2)如下图【解析】(1)由图可读得 故校零时的读数为合金丝的直径为0.007mm和0.645mm,0.007mm；D=0.64

13、5 mm- 0.007mm=0.638mm。(2)按照电路图连接电路如图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Ro两端的对应电压Ui2,对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在系中描出坐标点，如图2所示。R =150C ,请完成以下数据分析和处11理。(1)图2中电阻为应剔除；建的数据点1(2)在坐标纸上回出 R关系图线;Enrn(3)图线的斜率是u12Ro(VLQ1),由此可得电池电动势22SR图11一 -一R坐标U12V。Ro值彳导E=1.50V。En =_22. (14分)一物体放在水平地面上，如图1所示，物体所受

14、水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应白速度V随时间t的变化关系如图3所示。求:第7页(共 8 页)(1) 08s时间内拉力的冲量；(2) 06s时间内物体的位移；(3) 070s时间内，物体克服摩擦力所做的功。【答案】(1)18N砧(2) 6m (3) 30J【解析】(1)由图2知I=F1Ati+F2&2+F3At3, I =18N|Js(2)由图3知物体的位移为x = (6 2)父3m = 6m2(3)由图2知，在68s时间内，物体作匀速运动，于是有f=2N由图3知在070s时间内物体的总位移为(8 -6) (10-2)，l - -x3m=15m ,所以W = fl =2M15J

15、 =30J223. (16分)如下图的平面直角坐标系xoy,在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第IV象限的正三角形abc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ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的p(o,h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,o)点进入第W象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第m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a点时速度的大小和方向；(3) abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。2【答案】(1)mv0(2)J2

16、vo方向指向第IV象限与x轴正方向成450角2qh(3)2mv0qL(1)设粒子在电场中运动的时间为t,那么有12,_x=v0t=2hy=2ak h qE=ma2j - mv0联立以上各式可得E =0F图1x第8页(共 8 页)2qh(2)粒子到达a点时沿负y方向的分速度为vy=at = v0所以v=92+v2=&v方向指向第IV象限与x轴正方向成450角第9页(共 8 页)2v(3)粒子在磁场中运动时，有qvB =mr当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有22mv0r = L所以B=02qL24. (20分)如下图，质量为M、倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面

17、上，底部与地面的动摩擦因数为N,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为31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4处于静止状态。重力加速度为g。(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X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N应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)？【解析】(1)设物块在斜面上平衡时，弹簧的伸长量为AL ,有mg sin a - kAL =0

18、解得AL =mgsinkmg sin此时弹簧的长度为L gkx时，弹簧伸长量为x+AL ,物块所受合力为F合=mgsina k(x + AL)联立以上各式可得F合=-kx可知物块作简谐运动L mg sin ;(3)物块作简谐运动的振幅为Ag4 k.一，一L mg sin ：由对称性可知，最大伸长量为a4 k(4)设物块位移x为正，那么斜面体受力情况如下图，由于斜面体平衡，所以有水平方向f FN1sin： - F cos： =0【答案】(1) L+mgsin见解析(3)kL mg sin工4 k(kL 4mgsin二)cos二24Mg 4mgcos.：kLsin.：(2)当物块的位移为第10页(

19、共 8 页)竖直方向FN2- Mg -FNICOS： -Fsin- =0又F =k(x +AL) , FN1=mgcosa联立可得f =kxcosa ,FN2= Mg +mg +kxsina第11页共 8 页k x cosot当x = - A时，上式右端到达最大值，于是有kL 4mgsin ：cos -：24Mg 4mg cos : - kLsin ：1414 题2121 题解析局部由红枫舞秋解析，缺乏请更正。2222 题、2323 题、2424 题解析由安徽省招生考试院公布。以上内容用于物理教学交流使用，请勿用于商业，谢谢!为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有 NFN2,所以FN2Mg mg kxsin: