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2012年全国高考物理试题解析集


2012 年全国高考物理试题解析集 目 录

1、2012 年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷大纲版)-------2 2、2012 年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷新课标版)---7 3、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (江苏卷) -----------------13 4、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (安徽卷) ---

--------------20 5、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (北京卷) -----------------24 6、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (福建卷) -----------------29 7、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (广东卷) ------------------34 8、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (山东卷) -----------------39 9、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (上海卷) -----------------45 10、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (四川卷) ---------------50 11、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (天津卷) ---------------55 12、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (浙江卷) ---------------61 13、 2012 年普通高等学校招生全国统一考试 (重庆卷) ---------------66 14、2012 年普通高等学校招生全国统一考试(海南卷)------------70

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2012 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试 物理部分解析版(全国卷大纲版)
(适用地区:贵州、云南、甘肃、内蒙古、青海、西藏、河北、广西)
贵州、甘肃、青海、西藏、广西 二,选择题:本题共 8 题。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项份额和题目要求,有的有 多个选项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但选不全的得 3 分,有选错的德 0 分。 14.下列关于布朗运动的说法, 正确的是 ( ) A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈 C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 14.BD 【解题思路】 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,选项 A 错;液体的 温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈,选项 B 正确;布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬 浮粒子撞击作用不平衡引起的,选项 C 错,选项 D 正确。 15.
235 92 U

经过 m 次 a 衰变和 n 次 β 衰变 207 82 Pb,则





A.m=7,n=3 B.m=7,n=4 C.m=14,n=9 D.m=14,n=18 15.B 【解题思路】原子核 每发生一次 α 衰变,质量数减少 4,电荷数减少 2;每发生一次 β 衰变,质 量数不变,电荷数增加 1.比较两种原子核,质量数减少 28,即发生了 7 次 α 衰变;电荷数应减少 14,而 电荷数减少 10,说明发生了 4 次 β 衰变,B 项正确。 16.在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法 有 ( ) A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离 16.AC 【解题思路】光的干涉现象中,条件间距公式 ?x ?

l ? ,即干涉条纹间距与入射光的波长成正 d

比,与双缝到屏的距离成正比,与双缝间距离成反比。红光波长大于黄光波长,选项 A 正确;蓝光波 长 小于黄光波长,选项 B 错;增大双缝到屏的距离,选项 C 正确;增大双缝之间的距离,选项 D 错。 17 质量分别为 m1 和 m2、电荷量分别为 q1 和 q2 的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,已知两粒 子的动量大小相等。 下列说法正确的是 ( ) A.若 q1=q2,则它们作圆周运动的半径一定相等 B.若 m1=m2,则它们作圆周运动的半径一定相等 C.若 q1≠q2,则它们作圆周运动的周期一定不相等 D.若 m1≠m2,则它们作圆周运动的周期一定不相等 17.A 【 解题思路】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,其半径 R ?

mv p ? , 。已知两粒子动 qB qB

量相等,若 q1 ? q2 ,则它们的圆周运动半径一定相等,选项 A 正确;若 m1 ? m2 ,不能确定两粒子电 量关系,不能确定半径是否相等,选项 B 错;由周期公式 T ?

2?m ,仅由电量或质量关系,无法确定 qB

两粒子做圆周运动的周期是否相等,选项 C、D 错。 18.如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方 向相反的电流。a、o、b 在 M、N 的连线上,o 为 MN 的中点,c、d 位于 MN 的中垂线上,且 a、b、c、 d 到 o 点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是 ( ) A.o 点处的磁感应强度为零 B.a、b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 C.c、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 D.a、c 两点处磁感应强度的方向不同
2

18.C 【解题思路】由安培定则可知,两导线在 o 点产生的磁场均竖直 向下,合磁感应强度一定不为 零,选项 A 错;由安培定则,两导线在 a、b 两处产生磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流 M 在 a 处产生磁场的磁感应强度等于 电流 N 在 b 处产生磁场的磁感应强度,同时电流 M 在 b 处产生磁场的磁 感应强度等于电流 N 在 a 处产生磁场的磁感应强度,所以 a、b 两处磁感应强度大小相等方向相同,选 项 B 错;根据安培定则,两导线在 c、d 处 产生磁场垂直 c、d 两点与导线连线方向向下,且产生的磁 场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c、d 两点处的磁感应强度大小相同,方向相同,选项 C 正确。a、c 两处磁感应强度的方向均竖直向下,选项 D 错。

第 18 题图

第 19 题图

第 20 题图

19.一台电风扇的额定电压为交流 220V。在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作 电流 I 随时间 t 的变化如图所示。 这段时间内电风扇的用电量为 ( ) -4 -2 -2 -2 A.3.9× 10 度 B.5.5× 10 度 C.7.8× 10 度 D.11.0× 10 度 19.B【解题思路】根据电流的变化情况,分段计算求电功

W1 ? I1Ut1 ? 0.3 ? 220?10? 600J ? 3.96?103 J , W2 ? I 2Ut2 ? 0.4 ? 220?10? 600J ? 5.28?103 J

W3 ? I3Ut3 ? 0.2 ? 220? 40? 600J ? 1.056?104 J
则总功 W ? W1 ? W2 ? W3 ? 1.98?104 J ? 5.5 ?10?2 J ,选项 B 正确。 20.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,图(a)是 t=0 时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是 x 轴上某 两处质点的振动图像。由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是 ( ) A.

1 m 3

B.

2 m 3

C.1m

D.

4 m 3

x ? ?0.05m , 20.BD 【解题思路】 图 (b) 所示质点在 t=0 时在正向最大位移处, 图 (c) 所示质点在 t=0 时, 运动方向沿 y 轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图所示, ,若图(c)所示质点若为图中左侧波峰

4 m ,选项 D 正确;若图(c)所示质点若为图 3 2 中若侧波峰上的点,则两点距离为 m ,选项 B 正确。 3
上的点,则两点距离为 21.如图,大小相同的摆球 a 和 b 的质量分别为 m 和 3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触, 现将摆球 a 向左边拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是 ( ) A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等 C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同 D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置 21.AD 解题思路】 两球在碰撞前后,水平方向不受外力,故水平两球组成的系统动量守恒,由动量 守恒定律有:mv0 ? mv 又两 球碰撞是弹性的, 故机械能守恒, 即: mv 0 ? 1 ? 3mv 2;
2

1 2

1 2 1 2 mv1 ? 3mv 2 , 2 2

解两式得: v1 ? ?

v0 v , v2 ? 0 ,可见第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等,选项 A 正确;因两 2 2

球质量不相等,故两球碰后的动量大小不相等,选项 B 错;两球碰后上摆过程,机械能守恒,故上升 的最大高度相等, 另摆长相等, 故两球碰后的最大摆角相同, 选项 C 错; 由单摆的周期公式 T ? 2? 可知,两球摆动周期相同,故经半个周期后,两球在平衡位置处发生第二次碰撞,选项 D 正确。
3

l , g

第Ⅱ卷 22.(6 分) (注意:在试题卷上作答无效 )在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路,黑 ......... 箱面板上有三个接线柱 1、2 和 3。用欧姆表测得 1、2 接线柱之间的电阻为 1Ω,2、3 接线柱之间的电 阻为 1.5Ω,1、3 接线柱之间的电阻为 2.5Ω。 (1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;

第 22 题(1)图

(2)如果将 1、3 接线柱用导线连接起来,1、2 接线柱之间的电阻为______Ω。 22.【解题思路】 (1) 因为 1、2 接线柱之间的电阻与 2、3 接线柱之间的电阻之和等于 1、3 接线柱 之间的电阻,所以 2 为中间的结点,又因为 2、3 接线柱之间的电阻与 1、2 接线柱之间的电阻的差等于 1、2 接线柱之间的电阻的一半,故 2、3 之间有两个电阻并联,后再与第三个电阻串联,每个电阻均为 1Ω,连接方式如图所示 (2)将 1、3 用导线相连后,等效电路如图所示: 1、2 之间的等效电阻 R ? 0.6? 【参考答案】 (1) (2) R ? 0.6? 23.(11 分) (注意:在试题卷上作答无效 ) 第 22 题(2)图 .........
[来源:学+科+网]

图 1 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为 50Hz 的交流电源,打点的 时间间隔用 Δt 表示。 在小车质量未知的情况下, 某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下, 物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空: ①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打 出一系列________的点。 ②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。 ③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量 m。 ④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。 ⑤在每条纸带上清晰的部分,每 5 个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距 s1,s2,…。求出与 不同 m 相对应的加速度 a。 ⑥以砝码的质量 m 为横坐标, 的总质量成反比,则

1 1 为纵坐标,在坐标纸上做出 ? m 关系图线。若加速度与小车和砝码 a a

1 与 m 处应成_________关系(填“线性”或“非线性”) 。 a

(2)完成下列填空: (ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块 的质量之和应满足的条件是_______________________。 (ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s2 和 s3。a 可用 s1、s3 和 Δt 表示为 a=__________。图 2
4

为用米尺测量某一纸带上的 s1、s3 的情况,由图可读出 s1=__________mm,s3=__________。由此求得 加速度的大小 a=__________m/s2。

(ⅲ)图 3 为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为 k,在纵轴上的截距为 b,若牛顿定律成立, 则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。 23 【解题思路】 (1)①平衡好小车所受的阻力,小车做匀速运动,打点计时器打出的点间隔基本相等 ⑥根据牛顿第二定律可知,F ? ( M ? m)a ?

1 M m 1 ? ? , 与 m 为一次函数关系, 是线性关系。 (2) a F F a

(i)为保证小车所受拉力近似不变,应满足小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量。(ii)由

?x ? aT 2 可 知 , a ?

s3 ? s1 s ? s1 ? 3 2 , 由 图 可 读 出 s1 ? 36.7mm ? 12.5mm ? 24.2mm , 2 2(5?t ) 50?t

s3 ? 120.0mm ? 72.8mm ? 47.2mm ,换算后代入上式中,得 a ? 1.15m/s2 (iii)设小车质量为 M,
由 牛 顿 第 二 定 律 可 得 : F ? ( M ? m) a ?

1 1 1 M m ? ? ,结合图象可知, ? k ? F ? , F k a F F

M b ? b ? M ? bF ? F k
【参考答案】间隔均匀,线性,远小于小车的质量,

s3 ? s1 1 b ,24.2mm,47.2mm,1.15, , 2 50 ?t k k

24.(16 分) (注意:在试题卷上作答无效 )如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有 ......... 一带电小球,小球用一绝缘清线悬挂于 O 点。现给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q, 此时悬线与竖直方向的夹角为 π/6。 再给电容器缓慢充电, 直到悬线和竖直方向的夹角增加到 π/3, 且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。 24.解:第一次充电后,设电容器的电容为 C,则第一次充电 Q 后,电容器两极板间电势差 U1 ? 两板间为匀强电场,场强 E1 ?

Q , C

U1 ,设电场中小球带电量为 q,则所受电场力 F1 ? E1q d

小球在电容器中受重力,电场力和拉力平衡,由平衡条件有: F1 ? mg tan?1 综合以上 各式得: mg tan ?1 ?

Qq Cd Q' q Cd

第二次充电后,电容器带电量为 Q',同理可得: mg tan ? 2 ? 解得: Q' ? 3Q 所 以 ?Q ? Q'?Q ? 2Q 【参考答案】 ?Q ? 2Q

25.(19 分) (注意:在试卷上 作答无效 )一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值 .... .... 为 k。设地球的半径为 R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,求 矿井的深度 d。 25.【命题意图】本题考查万有引力定律的应用及单摆的周期公式,意在考查对基本物理规律的分析计
5

算能力。 解:在地面处,单摆所受万有引力近似等于其重力,即 G 单摆的在地面的摆动周期 T ? 2?

Mm ? mg , R2

L g
4 3 3L ?R , M ? ?V 综合以上四得得: T ? ? 3 G??R

设地球密度为 ρ,地球的体积 V ?

同理可知,矿井内单摆的周期 T ' ? ?

3L 而单摆在地面处的摆动周期与矿井底部摆动周期之 G??( R ? d )
【参考答案】 d ? R(1 ? k 2 )



T ? k 解得: d ? R(1 ? k 2 ) T'

[来源:Z_xx_k.Com]

26.(20 分) (注意:在试题卷上作答无效 )一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧 ......... 的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧,以速度 v0 沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示, 以沟底的 O 点为原点建立坐标系 Oxy。 已知, 山沟竖直一侧的高度为 2h, 坡面的抛物线方程为 y=

1 2 x , 2h

探险队员的质量为 m。人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为 g。 (1)求此人落到破面试的动能; (2)此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少? 26.【命题意图】本题主要考查平抛运动和动能定理的应用,以及函数最值的计算,意在考查考生的综 合分析及数学计算能力。 解: (1)设探险队员跳到坡面上时水平位移为 x,竖直位移为 H, 由平抛运动规律有: x ? v0t , H ?

1 2 gt , 2 1 2 mv 0 2

整个过程中,由动能定理可得: mgH ? Ek ? 由几何关系, y ? 2h ? H 坡面的抛物线方程 y ? 解以上各式得: Ek ?

1 2 x 2h

1 2 2mg2 h 2 mv0 ? 2 2 v0 ? gh

1 2 2mg2 h 2 (2)由 Ek ? mv0 ? 2 , 2 v0 ? gh
2 令 v0 ? ngh,则 Ek ?

n 2mgh n 2 mgh ? ? mgh ( ? ) 2 n ?1 2 n ?1
3mgh 2

2 当 n ? 1 时,即 v0 ? gh 探险队员的动能最小,最小值为 Ek min ?

v0 ? gh

【参考答案】 (1) Ek ?

3mgh 1 2 2mg2 h 2 (2) v0 ? gh , Ek min ? mv0 ? 2 2 2 v0 ? gh
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2012 年普通高等学校招生全国统一考试理综试题解析版 物理部分(全国卷新课标版)
(适用地区:河南、河北、黑龙江、吉林、宁夏、山西、内蒙古、新疆、云南) 二、选择题。本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中, 有的只有一项符合题目要求, 有的有多项符合题目要求。全 部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。 早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是 ( ) A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B.没有力作用,物体只能处于静止状态[ C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动 14.答案:AD.解析:由惯性定义和牛顿第一定律可知 D 选项正确. 惯性是指物体保持原来的运动状态(或 抵抗运动状态变化) 的性质,当物体不受力作用时, 其将继续以同一速度做直线运动,选项A、 D正确。 没有力的作用,物体可能处于静止或匀速运动状态,选项B错误;行星在圆周轨道上保持匀速率运动是 由于受到始终指向圆心、大小不变的力的作用,不是惯性,选项C错误。 15.如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向。图中 画出了从 y 轴上沿 x 轴正向抛出的三个小球 a、b 和 c 的运动轨迹,其中 b 和 c 是从同一点抛出的,不计空气阻力,则 ( ) A.a 的飞行时间比 b 的长 B.b 和 c 的飞行时间相同[m]C.a 的水平速度比 b 的小 D.b 的初速度比 c 的大 15 答案:BD.解析: 由平抛规律得: h ?

1 2 2h , 平抛运动运动时间由高度决定 .B 选项正确.由 gt , t ? 2 g

x ? v0t 可知,D 选项正确.
16.如图, 一小球放置在木板与竖直墙面之间。 设墙面对球的压力大小为 N1, 球对木板的压力大小为 N2。 以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在 此过程中 ( ) A.N1 始终减小,N2 始终增大 B.N1 始终减小,N2 始终减小 C.N1 先增大后减小,N2 始终减小 D.N1 先增大后减小,N2 先减小后增大 答案:B.解析:对小球受力分析,作出力矢量三角形,由矢量三角形可知, 两力均减小,B 选项正确. y b c O
第 15 题图 第 16 题图 第 17 题图 第 18 题图

a

x

17.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器 的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 1900 匝;原线圈为 1100 匝,接在有 效值为 220V 的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载 R 上的功率为 2.0kW。设此时原线圈 中电流有效值为 I1, 负载两端电压的有效值为 U2, 且变压器是理想的, 则 U2 和 I1 分别约为 ( ) A.380V 和 5.3A B.380V 和 9.1A C.240V 和 5.3A D.240V 和 9.1A 17 答案:B.解析:

U1 n1 n 1900 ? ? U 2 ? 2 U1 ? ? 220 ? 380V. U 2 n2 n1 1100

7

P2 ? U 2 I 2 , P 1 ? P 2 ? I1 ? 1 ? U1I1 , ? P

P2 2000 ? ? 9.1 A,故 B 选项正确. U1 220

18.如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰 能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子 ( ) A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加 C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动 答案:BD.解析:对带电粒子受力分析可知,它受电场力和重力, 电场力垂直于两极板向上,因此电场力做负 功,电势能增加,B 选项正确.粒子受力恒定,它做匀减速直线运动,D 选项正确. 19.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直 于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以 角速度 ω 匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时 间线性变化。 为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流, 磁感应电动势随时间的变化率 小应为 A. ( B.

?B 的大 ?t


4?B0

2?B0

?

?

C.

?B0 ?

D.

?B0 2?

第 19 题图

19 答案 :C. 解析 : 当线圈以角速度 ω 匀速转动半周时 , 产生感应电动势为 : E ? B0 Lv ? B0 L 线圈中的电流为: I ?

0 ? L? 1 2 ? B0 L ? 2 2

E B0 L2? ?? ?B ?B ?L2 ? ? n? ? S ? 1? ? 由法拉第电磁感应定律得: E ? n R 2R ?t ?t ?t 2 E ?B?L2 ? R 2 R?t ?B?L2 B0 L2? ?B B0? ? ? ? ,选项 C 正确. 2 R?t 2R ?t ?

此时线圈中的电流为 I, I ?

20.如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直 导线平行。已知在 t=0 到 t=t1 的时间间隔内,直导线中电流 i 发生某种变化,而线框中感应电流总是沿 顺时针方向; 线框受到的安培力的合力先水平向左、 后水平向右。 设电流 i 正方向与图中箭头方向相同, 则 i 随时间 t 变化的图线可能是 ( )

20 答案:A.解析:因为感应电流方向总是沿顺时针方向, 由楞次定律可知,导线电流开始应先减小,当减为 零时,电流方向反方向,此时电流再增加,故 A 图象正确. 21.假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为 d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物 体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( ) A. 1 ?

d R

B. 1 ?

d R

C. (

R?d 2 ) R

D. (

R 2 ) R?d

Mm GM ? 答案:A.解析: 地面附近: G 2 ? mg ? g ? R R2

4 G ? ? ? ?R 3 4 3 ? G ? ? ? ?R 2 R 3

8

M 'm GM ' ' ' ? mg ? g ? ? 深度为 d 的重力加速度 g/: G ( R ? d )2 ( R ? d )2

4 G ? ? ? ? ( R ? d )3 4 3 ? G? ? ( R ? d ) 2 (R ? d ) 3

?

g' R ? d d ? ? 1 ? ,故选项 A 正确。 g R R

第Ⅱ卷 三、非选择题。包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题,每个试题考生都必须做答。 第 33 题~第 40 题为选考题,考生根据要求做答。 (一)必考题(11 题,共 129 分) 22.(5 分)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示, 测量金属板厚度时的示数如图( b )所示。图( a )所示读数为 _________mm ,图( b )所示读数为 _________mm,所测金属板的厚度为_________mm。 答案:0.010mm, 6.870mm,6.860 mm.解析: 测微器的精确度为0.01mm,主尺读数时要注意半毫米刻 度线是否露出,可动尺读数时要估读到毫米的千分位。由图(a)可知,读数为 0.010mm, 图(b)所示 读数固定尺读数为 6.500mm,可动尺读数为 37.0×0.01=0.370mm,二者相加为 6.870mm,再减去图(a)的读数 为 6.860 mm.

23.(10 分)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场 中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中 D 为位于纸面内的 U 形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E 为直流电源;R 为电阻箱;A 为电流 表;S 为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。[来源:学科网] (1)在图中画线连接成实验电路图。 (2)完成下列主要实验步骤中的填空 ①按图接线。 ②保持开关 S 断开,在托盘内加入适量 细沙,使 D 处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量 m1。 ③闭合开关 S,调节 R 的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使 D________;然后读 出___________________,并用天平称出____________。 ④用米尺测量_______________。 (3)用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小,可以得出 B=_________。 (4)判定磁感应强度方向的方法是:若____________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感 应强度方向垂直纸面向里。 23 答案: (1)电路连接如图。 (2)③D 重新处于平衡状态,电流读数 I,此时细沙的质量为 m2, ④D 的底 边长度为 l, (3) B ?

m2 ? m1 g (4) m2 >m1 解析: (1)本实验的原理是:通过测量 D 的安培力的大小和方 Il

向、流过的电流的大小和方向、D 的底边长度,根据 F=BIL,测出 B 的大小和方向。因此把电流表、滑 动变阻器、开关、电源和 D 串联,如图所示。 (2)③④根据步骤②可知 D 的重力 G=m1g,步骤③为让 电流流过 D,使 D 在重力、安培力和细线的拉力下重新平衡。要测出安培力,需要测出拉力即用天平称
9

出重新加入细沙的总质量;要测出 B ,需要测出电流的大小和 D 的底边的长度。 (3)安培力

F ? m2 ? m1 g ,又 F=BIL,解得: B ?

m2 ? m1 g 。 (4)电流的方向水平向左,B 方向若垂直纸面向外, IL

则安培力方向为竖直向下,有 F+m1g= m2g,即 m2 >m1; 24.(14 分)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图) 。设拖把头的质量为 m, 拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 μ,重力加速度为 g,某同 学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为 θ。 (1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的 大小。[来源:Z&xx (2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为 λ。 已知存在一临界角 θ0,若 θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求 这一临界角的正切 tanθ0。 24 解析:(1)设该同学沿拖杆方向用大小为 F 的力推拖把,将推拖把的力沿水平和竖直方向分解,由平衡 条件有:由正交分解法求解: 水平方向: F sin ? ? f ①竖直方向: N ? F cos? ? m g ② 式中 N 和 f 分别为地板对拖把的压力和摩擦力,由摩擦定律得: f ? ?N ③ b O

?m g 联立①②③以上方程解得: F sin ? ? ? (mg ? F cos? ) ? F ? sin ? ? ? cos?
(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有 F sin ? ? ?N ⑤ 此时, ①式仍满足,联立①⑤式得: sin ? ? ? cos ? ? ?

a

mg ⑥ F

现考察使上式成立的 θ 角的取值范围,注意到上式右边总是大于零,且当 F 无限大时,极限为零,有: sin ? ? ? cos ? ? 0 ⑦ 使上式成立的角满足 θ≤θ0,这里 θ0 是题中所定义的临界角(即当 θ≤θ0 时,不管沿拖杆方向用多大的力 都推不动拖把,临界角的正切为 tan?0 ? ? ⑧ 25.(18 分)如图,一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面) 。在柱形区域内加一方向垂直于 纸面的匀强磁场,一质量为 m、电荷量为 q 的粒子沿图中直线在圆上的 a 点射入柱形区域,在圆上的 b 点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心 O 到直线的距离为

3 R 。现将磁场换为平等于纸面 5

且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在 a 点射入柱形区域,也在 b 点离开该区域。若 磁感应强度大小为 B,不计重力,求电场强度的大小。 24 解 析 : 粒 子 在 磁 场 中 做 圆 周 运 动 , 设 圆 周 的 半 径 为 r , 由 牛 顿 第 二 定 律 和 洛 仑 兹 力 公 式 得: qvB ? m

v2 mv ①,式中 v 为粒子在 a 点的速度. ?r ? r qB

过 b 点和 O 点作直线的垂线,分别与直线交于 c 和 d 点,由几何关系知,线段 ac, bc 和过 a、b 两点和 轨迹圆弧的两条半径(末画出)围成一正方形,因此 ac ? bc ? r ② 设 cd ? x ,由几何关系得: ac ? 联立②③④式得: r ?

4 R ? x③ 5

bc ?

3 R ? R2 ? x2 ④ 5

7 R⑤ 5
10

再考虑粒子在电场中的运动,设电场强度的大小为 E,粒子在电场中做类平抛运动.设其加速度大小为 a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得:qE=ma⑥ r ?

1 2 at ⑦ 2

r=vt⑧ b O c d

14qRB2 式中 t 是粒子在电场中运动的时间,联立①⑤⑥⑦⑧式得: E ? ⑨ 5m

a 33.[物理——选修 3-3](15 分) (1) (6 分)关于热力学定律,下列说法正确的是______(填入正确选项前的字母,选对 1 个给 3 分, 选对 2 个给 4 分,选对 3 个给 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) 。 A.为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 33(1) AE 解析:由热力学第二定律可知,AE 正确. (2) (9 分)如图,由 U 形管和细管连接的玻璃泡 A、B 和 C 浸泡在温度均为 0°C 的水槽中,B 的容积 是 A 的 3 倍。阀门 S 将 A 和 B 两部分隔开。A 内为真空,B 和 C 内都充有气体。U 形管内左边水银柱比 右边的低 60mm。打开阀门 S,整个系统稳定后,U 形管内左右水银柱高度相等。假设 U 形管和细管中 的气体体积远小于玻璃泡的容积。 (i)求玻璃泡 C 中气体的压强(以 mmHg 为单位) (ii)将右侧水槽的水从 0°C 加热到一定温度时,U 形管内左右水 银柱高度差又为 60mm,求加热后右侧水槽的水温。 33(2)解析:(i)在打开阀门 S 前,两水槽水温均为 T0=273K,设玻璃泡 B 中的气体的压强为 p1,体积为 VB, 玻璃泡 C 中气体的压强为 pc,依题意有: p1= pC+△ p① 式中△ p=60mmHg.打开阀门 S 后,两水槽水温仍为 T0,设玻璃泡 B 中的气体的压强为 pB.依题意有:pB= pC② 玻璃泡 A 和 B 中气体的体积为:V2=VA+VB ③ 根据玻意耳定律得:p1 VB= p2 V2 ④ 联立①②③④并代入题给数据解得: pc ?

VB ?p ? 180 mmHg⑤ VA

(ii)当右侧水槽的水加热至 T/时,U 形管左右水银柱高度差为。玻璃泡 C 中气体的压强为:V2=VA+VB⑥ 玻璃泡 C 中气体体积不变, 根据查理定律得:
' pc pc 并代入题给数据解得: T/=364K⑧ ? ' ⑦联立②⑤⑥⑦, T0 T

34.[物理——选修 3-4](15 分) (1 ) (6 分)一简谐横波沿 x 轴正向传播,t=0 时刻的波形如图(a)所示, x=0.30m 处的质点的振动图线如图 (b) 所示, 该质点在 t=0 时刻的运动方向沿 y 轴_________ (填“正向” 或“ 负向”) 。已知该波的波长大于 0.30m,则该波的波长为_______m。

24 答案:正向,0.8m,解析:根据图(b)可知,图线在 t=0 时的切线斜率为正,表示此时质点沿 y 轴 正向运动;质点在图(a)中的位置如图所示。设质点的振动方程为 y ? 2 sin(

2? ? ? ) (cm),当 t=0 时, T ? T 3 y ? 2cm , 可得 ? ? . 当 t ? 时, y=2cm 达到最大。结合图( a)和题意可得 ? ? 0.3m ,解得 4 8 8 ? ? 0.8m

(2) (9 分)一玻璃立方体中心 有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发 出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为 2 ,求镀膜的面积与立方体表面积
11

之比的最小值。 24 解析:如图所示,考虑从玻璃立方体中心 O 点发出的一条光线,假设它作斜射到玻璃立方体上表面发生 折射.根据折射定律得: n sin ? ? sin ? ①式中,n 是玻璃的折射率,入射角等于 θ, α 是折射角.现假设 A 点 是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点.由题意,在 A 点刚好发生全反射,故 ? A ? 设线段 OA 在立方体上表面的投影长为 RA,由几何关系有: sin ? A ?

?
2



a a R ? ( )2 2
2 A



式中为玻璃立方体的边长,由①②③得: RA ?

a 2 n2 ? 1

④由题给数据库得: R A ?

a ⑤ 2

由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为 RA 的圆.所求的镀膜面积 S’与玻璃立方体的表面 积 S 之比为:
2 S ' 6?RA S' ? ? ⑦sinC=1/n=1/ 2 ,C=450 ? ⑥由⑤⑥得 : 2 S 4 S 6a

35.[物理——选修 3-5](15 分) (1 ) (6 分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该反应方程 2 3 4 2 3 4 为:1H+1H→2He+x ,式中 x 是某种粒子。已知:1H、 1H、2He和粒子 x 的质量分别为 2.0141u、3.0161u、 4.0026u 和 1.0087u;1u=931.5MeV/c2,c 是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知,粒子 x 是 __________,该反应释放出的能量为_________ MeV(结果保留 3 位有效数字) 35(1)解析:由质量守恒,电荷数守恒得, 粒子 x 为中子, 根据质量数和电荷数守恒有 x 的电荷数为 0,质量数 为(2+3-4)=1,可知 x 为中子.由爱因斯坦质能方程得: O b 2 2

?E ? ?m c ? (m 2 H ? m 3 H ? mHe ? mn )c
1 1

? (2.0141 u ? 3.0161 u ? 4.0026 u ? 1.0087 u )c 2 ? 0.0189 u ? 931.5MeV ? 17.60535 MeV ? 17.6MeV

a

(2) (9 分)如图,小球 a、b 用等长细 线悬挂于同一固定点 O。让球 a 静止下垂,将球 b 向右拉起, 使细线水平。 从静止释放球 b, 两球碰后粘在一起向左摆动, 此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 60°。 忽略空气 阻力,求(i)两球 a、b 的质量之比; (ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b 在碰前的最 大动能之比。 35(2)解析: (i)(1)设 b 球的质量为 m,a 球的质量为 M,则对 b 球研究,由动能定理得:

1 2 mv ? 0 , v ? 2gl a、b 碰撞由动量守恒定律得: mv ? (M ? m)v1 2 1 0 2 a、b 整体向左运动,由动能定理得: ? ( M ? m) g (1 ? cos 60 ) ? 0 ? ( M ? m)v 1 2 mgl ?
v1 ? 2 gl (1 ? cos 60 0 ) ? gl 联立解得: m 2gl ? (M ? m) gl ? 2m ? M ? m ,?
(ii)(2) a、b 碰撞过程中机械能的损失为:

M ? 2 ?1 m

?E ?

1 2 1 1 m 1 M mv ? ( M ? m)v 12 ? mv 2 (1 ? ) ? mv 2 ? 2 2 2 M ?m 2 M ?m

?

?E 1 M 1 M ( 2 ? 1)m 2 ?1 2 ? 2 ? ( mv2 ? ) / mv2 ? ? ? ? Ekb 2 M ?m 2 M ? m ( 2 ? 1)m ? m 2 2

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2012 年普通高等学校招生统一考试 江苏高考物理试题
一、单项选择题:本题共 5 小题,每小题 3 分,共计 15 分. 每小题只有一个选项符合题意. 1. 真空中,A、 B 两点与点电荷 Q 的距离分别为 r 和 3r,则 A、 B 两点的电场强度大小之比为 ( (A)3∶ 1 (B)1∶ 3 (C)9∶1 (D)1∶ 9 1.【解析】根据库仑定律 F ? )

kq 1 q 2 ,选 C。 【答案】C r2

2. 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、 间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电 容 C 和两极板间的电势差 U 的变化情况是 ( ) (A)C 和 U 均增大 (B)C 增大,U 减小 (C)C 减小,U 增大 (D)C 和 U 均减小 2. 【解析】根据 C ?

Q ?S ,电容 C 增大,根据 U ? ,U 减小,B 正确。 【答案】B C 4?kd

3. 如图所示,细线的一端固定于 O 点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面 内由 A 点运动到 B 点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 ( ) (A)逐渐增大 (B)逐渐减小 (C)先增大,后减小 (D)先减小,后增大 3. 【解析】设 F 与速度 v 的夹角为 ? ,则 P ? Fv cos ? ,力的分解,在切线上(速度方向上)合力为 0, 即 mgsin ? ? F cos? ,所以 P ? m gsin ? ,随 ? 增大,P 增大。 【答案】A

第 3 题图

第 5 题图

第 6 题图

第 8 题图

4. 将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比. 下列描绘皮球在上 升过程中加速度大小 a 与时间 t 关系的图象,可能正确的是 ( )

第 4 题图

4. 【解析】加速度 a ? g ?

kv ,随着 v 的减小, a 减小,但最后不等于 0.加速度越小,速度减小得越 m

慢,所以选 C.【答案】C 5. 如图所示,一夹子夹住木块,在力 F 作用下向上提升. 夹子和木块的质量分别为 m、M,夹子与木块两侧 间的最大静摩擦力均为 f. 若木块不滑动,力 F 的最大值是 ( )

2 f (m + M ) + (m + M ) g M 2 f (m ? M ) 5. 【解析】 整体法 Fm ? (M ? m) g ? mam , 隔离法, 对木块, 解得 Fm ? . 2 f ? Mg ? Mam , M
A. B. C. D. 【答案】A 【点评】单选题第 1 题和第 2 题是送分的,与往年不同(往年几乎没有送分的) 。第 4 题、第 5 题难度 中等。 二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共计 16 分. 每小题有多个选项符合题意. 全部选对的得 4
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2 f (m + M ) M

2 f (m + M ) m

2 f (m + M ) - (m + M ) g M

分,选对但不全的得 2 分,错选或不答的得 0 分. 6. 如图所示,相距 l 的两小球 A、 B 位于同一高度 h(l,h 均为定值). 将 A 向 B 水平抛出的同时,B 自由下落. A、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反. 不计空气阻力及小球与地面碰 撞的时间,则 ( ) (A)A、B 在第一次落地前能否相碰,取决于 A 的初速度 (B) A、B 在第一次落地前若不碰,之后就不碰 (C)A、B 不可能运动到最高处相碰 (D)A、B 一定能相碰 6. 【解析】平抛运动规律 x ? vt , h ?

1 2 g gt ,所以 x ? v ,若 x ? l ,则第 1 次落地前能相遇,所 2 2h

以取决于 v ,A 正确;A 碰地后还可能与 B 相遇,所以 B、C 错误,D 正确。 【答案】AD 7. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈 L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈 L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关 K,从而切断家庭电路. 仅考虑 L1 在铁芯中产 生的磁场,下列说法正确的有 ( ) (A)家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零 (B)地面上的人接触火线发生触电时,开关 K 将被电磁铁吸起 (C)家庭电路发生短路时,开关 K 将被电磁铁吸起 (D)家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 7. 【解析】因原线圈是双线绕法,所以家庭电路正常工作时 L1 、 L2 磁通量为 0,A、D 正确;家庭电路 短路时, L1 、 L2 磁通量仍为 0,C 错误;地面上的人接触火线发生触电时,两根电线电流不等且变化, 开关 K 被磁铁吸起,B 正确。 【答案】ABD 8. 2011 年 8 月,“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该 点的国家. 如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃 料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的 ( ) (A)线速度大于地球的线速度 (B)向心加速度大于地球的向心加速度 (C)向心力仅由太阳的引力提供 (D)向心力仅由地球的引力提供 8. 【解析】根据 v ? ?r ,A 正确;根据 a ? ? r ,B 正确,向心力由太阳和地球的引力的合力提供,C、
2

D 错误。 【答案】AB 9. 如图所示,MN 是磁感应强度为 B 的匀强磁场的边界. 一质量为 m、电荷量为 q 的粒子在纸面内从 O 点射入磁场. 若粒子速度为 v0,最远能落在边界上的 A 点. 下列说法正确的有 ( ) (A)若粒子落在 A 点的左侧,其速度一定小于 v0 (B)若粒子落在 A 点的右侧,其速度一定大于 v0

qBd 2m qBd (D)若粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内,其速度不可能大于 v 0 ? 2m
(C)若粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内,其速度不可能小于 v 0 ? 9. 【解析】当粒子以速度 v0 垂直于 MN 进入磁场时,最远,落在 A 点,若粒子落在 A 点的左侧,速度 不一定小于 v0 ,可能方向不垂直,落在 A 点的右侧,速度一定大于 v0 ,所以 A 错误,B 正确;若粒子 落在 A 点的右侧 d 处,则垂直 MN 进入时,轨迹直径为 2r ? OA ? d ,即

2m v ? OA ? d ,已知 qB

2m v0 qdB qdB ? OA ,解得 v ? v0 ? ,不垂直 MN 进时, v ? v0 ? ,所以 C 正确,D 错误。 【答案】BC 2m 2m qB
14

【点评】多选题 4 题没有容易的,第 7 题联系实际,且不随“带电粒子在磁场中运动”的各种练习卷的 大流,是好题。第 9 题判断速度大于还是小于,比较巧妙。第 8 题在众多此类题中也推陈出新。命题者 是动了脑子的。 三、简答题:本题分必做题(第 10、11 题)和选做题(第 12 题)两部分,共计 42 分. 请将解答填写在答题卡 相应的位置. 必做题 10. (8 分)如题 10-1 图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,明使用多用电表对其进行探测.

两表笔接的接点 a ,b a ,c b ,c

多用表的示数 _________Ω 10.0Ω 15.0Ω

(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0 刻度线处,应先调整题 10-2 图中多用电表的___________(选 填“A” 、 “B”或“C”). (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱 a、b 接点间是否存在电源时,一表笔接 a,另一表笔应_______(选 填“短暂”或“持续”)接 b,同时观察指针偏转情况. (3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“x1 挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值. 测量中发现, 每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表. 两表笔分别接 a、b 时,多用电表的示数如题 10-2 图所 示.请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路.

10. 【答案】(1)A (2)短暂 (3)5.0(如图) 11. (10 分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计 了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块 A 位于水平 桌面上的 O 点时,重物 B 刚好接触地面. 将 A 拉到 P 点, 待 B 稳定后静止释放,A 最终滑到 Q 点. 分别测量 OP、 OQ 的长度 h 和 s. 改变 h,重复上述实验,分别记录几组 实验数据.(1)实验开始时,发现 A 释放后会撞到滑轮. 请 提出两个解决方法. (2)请根据下表的实验数据作出 s-h 关系的图象. h(cm) 20.0 s(cm) 19.5 30.0 28.5 40.0 39.0 50.0 48.0 60.0 56.5



(3)实验测得 A、B 的质量分别为 m=0. 40 kg、M=0. 50kg. 根据 s-h 图象可计算出 A 木块与桌面间的动摩 擦因数μ =____________ (结果保留一位有效数字) (4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ 的测量结果___________ (选填“偏大”或“偏小”).
15

11. 【解析】 (3)在 B 下落至临落地时,据动能定理,有 Mgh ? ?mgh ? 在 B 落地后,A 运动到 Q,据动能定理,有 ? ?mgs ? 0 ?

1 ( M ? m)v 2 , 2

1 2 Mh mv ,解得: ? ? 。将 2 ( M ? m) s ? m h

M ? 0.5kg , m ? 0.4kg 代入得 ? ?

5h = 9 s ? 4h

s 5 ,从 s ? h 图象得斜率 k ? 1.04 ,即 ? 1.04 , s h 9? ? 4 h

代入上式得 ? ? 0.4 。本题易错点:认为 A/B 末速度都 为 0,根据 Mgh ? ?mg(h ? s) ? 0 ,解得 ? ? 0.6 。 (4)滑轮组的摩擦会导致 s 偏小,从而 ? 偏大。 【答案】 (1)减小 B 的质量,增加细线的长度,或 增大 A 的质量,降低 B 的起始高度。 (2)如图 (3)0.4 (4)偏大 【点评】实验题一反常态,以往第 10 题是力学实验题,第 11 题是电学实验题,其中电学实验题是大头 (从分数和内容上看) ,今年则反之。力学实验题是第 11 题,难度和分数比电学实验题大。第 11 题不 是教科书上的实验,也不是高考大纲规定的实验目录,体现了高考题源于和高于教科书,不拘泥于高考 大纲的说法。此题表面上看是似曾相识,实际上容易错(见以上的本题易错点) 。 12. 选做题本题包括 A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答. 若多做则按 A、B 两小题评分. A. [选修 3-3](12 分)(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 (A)水黾可以停在水面上 (B)叶面上的露珠呈球形 (C)滴入水中的红墨水很快散开 (D)悬浮在水中的花粉做无规则运动 (2)密闭在钢瓶中的理想气体 ,温度升高时压强增大. 从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的 __________增大了. 该气体在温度 T1、 T2 时的分子速率分布图象如题 12A-1 图所示,则 T1______(选填 “大 于”或“小于”)T2.

(3)如题 12A-2 图所示,一定质量的理想气体从状态 A 经等压过程到状态 B. 此过程中,气体压强 p=1. 0? 105Pa,吸收的热量 Q=7. 0?102J,求此过程中气体内能的增量. 12A(3-3) 【答案】 (1)AB (2)平均动能,小于 (3)等压变化 根据热力学第一定律 ?U ? Q ? W ,解得 ?U ? 5.0 ?10 J 。
2

V A VB ? ,对外做的功 W ? p(VB ? VA ) , T A TB

B. [选修 3-4](12 分)(1)如题 12B-1 图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片 P 和 Q,A 点位于 P、 Q 之间,B 点位于 Q 右侧. 旋转偏振片 P,A、B 两点光的强度变化情况是__________.
16

(A)A、B 均不变

(B)A、B 均有变化

(C)A 不变,B 有变化

(D)A 有变化,B 不变

(2) “测定玻璃的折射率冶实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针 A、 B,在另一侧再竖直插两个大头针 C、D. 在插入第四个大头针 D 时,要使它_________________ .题 12B-2 图是在白纸上留下的实验痕迹,其 中直线 a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率 n=__________. (计算结果保 留两位有效数字) (3)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为 3. 5km/ s 的 S 波,另一种是传播速度约为 7. 0km/ s 的 P 波. 一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的 P 波比首次到达的 S 波早 3min. 假定地震波 沿直线传播,震源的振动周期为 1. 2s,求震源与监测点之间的距离 x 和 S 波的波长.λ 12B(3-4) 【解析】白炽灯光为自然光,经过 P 后为偏振光。 【答案】 (1)C (2)挡住 C 及 A、B 的像; 1.8(1.6~1.9 都算对) (3)设 P 波的传播时间为 t ,则 x ? v p t , x ? vs (t ? ?t ) 解得 x ? 据得 x ? 1260 km 由 ? ? vsT ,解得 ? ? 4.2km C. [选修 3-5](12 分)(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列 该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是_________

v p vs v p ? vs

?t , 代入数

(2)一个中子与某原子核发生核反应 ,生成一个氘核,其核反应方程式为_________________. 该反应放出 的能量为 Q,则氘核的比结合能为_____________________ (3)A、 B 两种光子的能量之比为 2∶ 1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能 分别为 EA、EB. 求 A、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功. 12C(3-5) 【解析】根据 h? ? h

c

?

? E n ? E m ,能量和频率依次增大的顺序是:b、c、a,所以波长依次 Q 2
h

1 1 2 增大的是 a、 c、 b。 【答案】 (1) C (2)0 光子能量 ? ? hv , 动量 p ? n?1 H ?1 H ; (3)

得p?

?
c

?

, 且v ?

c

?



,则 p A : p B ? 2:1A 照射时,光电子的最大初动能 E A ? ? A ? WO .同理 EB ? ? B ? WO .

解得 Wo ? E A ? 2EB 【点评】选做题体现了大纲规定的不出难题的约定,考查的大都是重点知识,但难度还是比全国卷及其 它省市卷难一些。 其中测玻璃折射率的实验, 要求考生在试卷上用量角器或直尺 (如果没带量角器的活) 直接测量然后算出折射率,真是太巧妙了,以前的高考题从未有过,此乃小小的创新,也是创新。 四、计算题:本题共 3 小题,共计 47 分. 解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写 出最后答案的不能得分. 有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
17

13. (15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆 心角均α 均为

4 ? ,磁场均沿半径方向. 匝数为 N 的矩形线圈 abcd 的边长 ab=cd=l、bc=ad=2l. 线圈以角 9

速度棕绕中心轴匀速转动,bc 和 ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为 B、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为 r,外接电阻为 R. 求: (1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小 Em; (2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小 F; (3)外接电阻上电流的有效值 I. 13. 【答案】 (1) bc 、 ad 边的运动速度 v ? ?

l , 2

感应电动势 Em ? 4 NBlv ,解得 Em ? 2 NBl 2? 。 (2)电流 I m ?

Em , 安培力 r?R

F ? 2N B m I l ,解得 F ?

4 N 2 B 2 l 3? . r?R

(3)一个周期内,通电时间 t ?

4 4 NBl 2? T , R 上消耗的电能 W ? I m 2 Rt ,且 W ? I 2 RT 解得 I ? 。 9 3(r ? R)

14. (16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽 内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为 f. 轻杆向右移动不超过 l 时,装置可安全工作. 一质量为 m 的小车若以 速度 v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动

l . 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与 4

地面的摩擦.(1)若弹簧的劲度系数为 k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量 x;(2)求为使装置安全工作,允许 该小车撞击的最大速度 vm; (3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度 v’和撞击速度 v 的关系. 14. 【答案】 (1)轻杆开始移动时,弹簧的弹力 F ? kx ① 且F ? f ② 解得 x ?

f k



(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为 W,则小车从撞击到停止的过程中,动能定理 小车以 v 0 撞击弹簧时

l 1 2 ? f . ? W ? 0 ? mv 0 4 2 1 2 mv m 2


2

小车以 v m 撞击弹簧时 ? fl ? W ? 0 ?

⑤ 解 vm ?

v0 ?


3 fl 2m



(3)设轻杆恰好移动时,小车撞击速度为 v1 , 由④⑦解得 v1 ?

1 2 mv1 ? W 2
2

v0 ?

2

fl 2m

当 v ? v0 ?

fl 时, v ' ? v 2m

当 v0 ?

2

fl 3 fl fl 2 2 时, v' ? v0 ? 。 ? v ? v0 ? 2m 2m 2m

15. (16 分)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电 场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为 l 的相同平行金属板构成, 极板长度为 l、间距为 d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向
18

相反. 质量为 m、电荷量为+q 的粒子经加速电压 U0 加速后,水平射入偏转电压为 U1 的平移器,最终从 A 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力. (1)求粒子射出平移器时的速度大小 v1;(2)当加速电压变为 4U0 时,欲使粒子仍从 A 点射入待测区域,求此 时的偏转电压 U;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为 F. 现取水平 向右为 x 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系 Oxyz. 保持加速电压为 U0 不变,移动装置使粒子沿不同 的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示. 射入方向 受力大小 y -y z -z

5F

5F

7F

3F

请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.

15. 【答案】 (1)设粒子射出加 速器的速度为 v0 , 动能定理 qU 0 ?

1 2 mv 0 由题意得 v1 ? v0 ,即 v1 ? 2
a?

2qU 0 m
qU 1 , md

(2)在第一个偏转电场中,设粒子的运动时间为 t :加速度的大小 在离开时,竖直分速度

v y ? at 竖直位移 y z ?

1 2 at 2

水平位移 l ? v1t

粒子在两偏转电场间做匀速直线运动,经历时间也为 t ,竖直位移 y z ? v z t

U 1l 2 由题意知,粒子竖直总位移 y ? 2 y1 ? y z ,解得 y ? 则当加速电压为 4U 0 时, U ? 4U1 U 0d
(3) ( a ) 由沿 x 轴方向射入时的受力情况可知:B 平行于 x 轴,且 E ?

F q

(b) 由沿 ? y 轴方向射入时的受力情况可知: E 与 Oxy 平面平行。 F 2 ? f 2 ? ( 5F ) 2 , 则 f ? 2F 且

f ? qv1 B 解得 B ?

F q

2m qU0

(c ) 设电场方向与 x 轴方向夹角为 a ,若 B 沿 x 轴方向,由沿 z 轴方向射入时的受力情况得 ( f ? F sin a) 2 ? (F cosa) 2 ? ( 7F ) 2 解得 a ? 300 ,或 a ? 1500 即 E 与 Oxy 平面平行且与 x 轴方向的 夹角为 300 或 1500,同理若 B 沿 ? x 轴方向,E 与 Oxy 平面平行且与 x 轴方向的夹角为-300 或-1500。
【点评】3 道计算题都出得很好。第 13 题联系实际(联系实际是今年高考江苏省物理题的一大亮点) , 学物理就要联系实际,那些无病呻吟的、拐弯抹角的、互拼乱凑的太难的题目实在没有多大的意思。 第 14 题考查建模能力,这样的题表面看常见,实质上不多见。第 15 题把电场和磁场结合起来,而且是 结合两次,与常见的此类题也不同。但是太难了。所谓难题,大概有三种情况,一是无从下手,二是太 过复杂,三是容易错误。本题属第二种。考查考生的空间想象能力和用数学处理物理问题的能力。

19

2012 年普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷) 理综物理(详细解析)
14.我国发身的“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”周期长 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 14B 解析根据卫星运行模型知越高则周期越大,线速度越小, ,加速度与万有引力加速度相同,也越小。 15.一列简谐被沿 X 轴正方向传播,在 t=0j 时波形如图 1 所示,已知波速度为 10m/s。则 t=0.1s 时正确 的波形应是图 2 中的 ( )

15C 解析:由波形图知波长为 4.0m,波长除以波速的周期为 0.4s,所以 0.1s 是四分之一周期,则用质 点振动法结合波形图中上下坡法判断 0.1s 时的波形图应为 c。 16.如图所示,在竖直平面内有一半径为 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 的正上方 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 =2 R ,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 2m gR B. 机械能减少 m gR 1 C. 合外力做功 m gR D. 克服摩擦力做功 mgR 2 1 16D 解析:到 B 点时恰好通过,则 vB ? gR , EkB ? mgR , 2 1 1 从 p 到 B 机械能减少 mgR ,则此过程克服摩擦力做功为 mgR 。 2 2





17.如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度 a 沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一竖直向下的 恒力 F ,则 ( ) A. 物块可能匀速下滑 B. 物块仍以加速度 a 匀速下滑 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 17C 解析: 初 mg sin ? ? ? mg cos ? ? ma , 加上一个力以后,(mg ? F )sin ? ? ? (mg ? F ) cos ? ? ma ' , 所以 a’增大。 18.如图所示,在平面直角 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 0 V, 点 A 处的电势为 6 V, 点 B 处的电势为 3 V, 则电场强度的大小为 ( ) A.200V/m B.200 3 V/m C.100 V/m D. 100 3 V/m

18A 解析:有图可知 CD 的长度是 2 3cm ,DE 长为 3cm,即 D 到 CO 的 0V 等势线的电场线方向距离, E ?

U 6v ? ? 200v / m 。 d 3cm
20

19. 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 ?t 时间从 C 点射出磁场, OC 与 OB 成 60°角。现将带电粒子的速度变为 ( ) v /3,仍从 A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为 A.

1 ?t 2

B.2 ?t

C.

1 ?t 3

D.3 ?t

19B 解析:第一次偏转的偏向角为 600,所以圆心角也是 600,周期 T ?

2? m ,与速度无关;OA 长为 R1, qB

O2A 长为 R2, R1 ? 3R2 ,

R R ? tan 300 , ? 3 tan 300 ? 3 ,则∠AO2O=600 ,所以第二次在磁场中偏 R1 R2

转的圆心角为 1200,所以 偏转时间是第一次的 2 倍。

20. 如图 1 所示, 半径为 R 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: E =2 ??? ?1 ?

? ? ?

?r

x
2

? x2

?

1

? ? ,方向沿 x 轴。 2 ? ?

现考虑单位面积带电量为 ? 0 的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为 r 的圆板,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. 2 ?? ? 0 ( C. 2 ?? ? 0 )

?r

x
2

? x2

?

1

2

B. 2 ?? ? 0

?r

r
2

? x2

?

1

2

x r

D. 2 ?? ? 0

r x

20A 解析:无穷大带电平板其周围电场可以等效为匀强电场,切除的圆板如果 r 趋于 0,则选项表达式 表示的场强应为恒定值,比较得 A 项正确。

第Ⅱ卷(非选择题 共 180 分)
21.(18 分)Ⅰ.(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 m , 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 m 和 M 的选取,以下最合理的一组是 A. M =20 g , m =10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g
21

B. M =200 g , m =20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g C. M =400 g , m =10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g D. M =400 g , m =20 g 40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g (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 s AB =4.22 cm、s BC =4.65 cm、s CD =5.08 cm、s DE =5.49 cm、s EF =5.91 cm、 s FG =6.34 cm 。已知打点计时器的工作效率为 50 Hz,则小车的加速度 a = m/s2 (结果 保留 2 位有效数字) 。 21 Ⅰ? B 解析:操作目的是平衡摩擦力,所以应除去绳子的拉力,并有纸带和运动,处于匀速时,说 明恰好平衡。 ? C 解析:当用砂桶和砂子的重力当做拉小车的力,则应该让砂桶和砂子的质量远小于小车的质量。 ?0.42 解:依据题意得出 x1,x2,x3,x4,x5,x6,,然后采用逐差法求加速度,取平均值,保留 2 位有效数字。 Ⅱ.(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。

Ⅱ?左端,解析:保证开关闭合时电路安全,此时测量电路部分电压最小; ? 从 0-2.5V 电压范围内取 8-10 组电压电流值并记录。解析:因为是描绘伏安特性曲线,需要电压从 0 开始,并适当多的测量数据,描绘较为准确。 ?电路图解析:电路特点:并联型电源、电流表外接法测电阻 22.(14 分)质量为 0.1 kg 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 v ? t 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。该球受到的空气阻力大小恒为 f ,取

g =10 m/s2, 求: (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 。 2 22.? 解析:?由 v-t 图像可得小球下落时的加速度为: a ? 8m / s 由牛顿定律可得: ma ? mg ? f , f ? mg ? ma ? 0.2 N ; 2 ?小球落地后反弹的速度为: v ? 3m / s 上升时: ma ' ? mg +f ,得: a ' ? 12m / s , 2 小球上升做匀减速运动 v ? 2ah 升至最高点: h ? 0.375m 23.(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,有一矩形线图 abcd 可 ' ' 绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 OO 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, 金属圈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 以保持和外电话电阻 R 形成闭合电路。图 2 是线圈的住视图,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 ? 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; 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)
22

(2)线圈平面处于与中性面成 ?0 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

23.?从 0 时刻起经过 t 时间,线框转过角度 ? ? ?t , 线框的切割边线速度 v ? ?r ,得 ab 边 v1 ? ? r1 ,cd 边 v2 ? ?r2 切割速度为 vcd ? ?r2 sin ? , vab ? ?r 1 sin ? , 电路中环形同向, E ? E1 ? E2 , r 1 ?r 2 ? l2 两条边切割时产生感应电动势: E1 ? Bl1r 1? sin ?t , E2 ? Bl1r 2? sin ?t ,两边产生的感应电动势在闭合

E=Bl1l2? sin ?t ?道理同上问,只是有个初相位: ? =Bl1l2? sin(?t ? ?0 )
所以: ?线圈转动一周, 此为正 (余) 弦交流电: ? m =Bl1l2?

?有 =

E 2 Bl1l2? 闭合电路的有效电流 I ? 有效 R 2 R总

上的功率: p ? I 2 R

T?

2?

?

转动一周电流在 R 上做功: W ?

? B 2l12l2 2? R
( R ? r )2

24. (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 n=2m/s 的速度逆时针转动。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 n=0.2, f=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 第一次碰撞前的速度大小; (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 次碰撞后运动的速度大小。 24.?4m/s?B 将以 4/3 m/s 的速度返回皮带,无法通过皮带;? vn ? 4 ? ( ) m / s
n

1 3

解析:?B 从曲面滑下机械能守恒: mgh ? B 滑上皮带做匀减速运动: v02 ? v12 ? 2al 解得 B 滑过皮带与 A 碰前速度: v1 ? 4m / s

1 mv0 2 得 B 滑到皮带前: v0 ? 2gh ? 2 5m / s 2

a ? ? g ? 2m / s 2 mv v? 1 ? m2 M a v 2

?AB 发生弹性碰撞,动量守恒、机械能守恒:碰后 B 的速度为 v2,A 的速度为 Va2

1 1 1 4 mv12 ? mv2 2 ? Mva 2 2 联立两式解得: v2 ? ? m / s v2 ? 4m / s (舍去) 2 2 2 3 4 B 将以 v2 ? m / s 速度大小返回到皮带上做匀减速运动知速 3 4 2 度为 0 有: v2 ? 2ax 解得 x ? m ? 1m ,所以不能回到曲面。 9

?设 B 第 m-1 次与 A 碰后,从皮带返回再与 A 第 n-1 碰撞, n ? m ? 1 , mvm ? mvn ? Mvan

1 1 1 1 mvm 2 ? mvn 2 ? Mvan 2 联立解得: vn ? ? vm vn ? vm (舍去)由此可知 B 与 A 碰撞后每次只能 2 2 2 3 1 1 n 保留碰前速度大小的 ,所以碰撞 n 次后 B 的速度 v( n?1) 应为 v( n ?1) ? 4 ? ( ) m / s (n=0、1、2、3……) 3 3
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2012 年普通高等学校招生全国统一考试(北京卷) 理综物理(详细解析)
13、一个氢旅子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级,该氢原子 ( ) A、放出光子,能量增加 B、放出光子,能量减少 C、吸收光子,能量增加 D、吸收光子,能量减少 解析: 本题属于原子跃迁知识的综合。 原子由高能级 3 跃迁到低能级 2 的过程中原子能量减少必然放出 光子,答案 B。 14、一束单色光经由空气射入玻璃,这束光的 ( ) A、速度变慢,波长变短 B、速度不变,波长变短 C、频率增高,波长变长 D、频率不变,波长变长 解析:本题属于光学知识,考查光的折射。单色光由光疏介质——空气进入光密介质——玻璃,频率不 变,但介质对光的折射率增大, n ?

c ? 可知光的波长和速度都减小,答案 A。 ? v ?介


15、一个小型电热器若接在输出电压为 10V 的直流电源上,消耗电功率为 P;若把它接在某个正弦交流 电源上,其消耗的电功率为 0.5P,如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( A、5V B、 5 2 V C、10V D、 10 2V

解析:小型电热器的电阻不会改变,根据功率表达式和交流电的有效值有 P ?

(10V ) 2 和 R

P (U m / 2 ) 2 可得 U m ? 10V ,答案 C。 ? 2 R
16、处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圈周运动。将该粒子的运动等效为环形 电流, 那么此电流值 ( ) A、与粒子电荷量成正比 B、与粒子速率成正比 C、与粒子质量成正比 D、与磁感应强度成正比 解析:将该粒子的运动等效为环形电流,该粒子在一个周期只通过某一个截面一次,则环形电流在一个 周期 T 内的电量为 q,根据电流定义式有: I ? 式有: T ?

q ,粒子在磁场力作用下做匀速圈周运动,根据周期公 T

Bq 2 2?m ,两式联立有: I ? ,环形电流与磁感应强度成正比,与粒子质量成反比,与粒 2?m Bq

子电荷量的平方成正比,而与粒子速率无关,答案 D。 17、一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动,取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点。从某时刻开始计时,经过四分之 一的周期, 振子具有沿 x 轴正方句的最大加速度。 能正确反映振子位移 x 与时间, 关系的图像是 ( )
x O x t O x tO x t O t

A

B

C

D

解析:由牛顿第二定律和回复力公式有: a ? ?

kx T ,则在 t= 时刻,振子具有沿 x 轴正方句的最大加 m 4

速度(正的最大) ,它的位移为沿 x 轴负方句的最大位移(负的最大) ,满足条件的图像只有 A,答案 A。 18、 关于环绕地球运动的卫星, 下列说法中正确的是 ( ) A、分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期 B、沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率
24

C、在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 D、沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合 解析:所有的同步卫星都在同一个赤道轨道上运动,C 错误;沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星它们 的运行轨道面与赤道面的夹角可以不同,它们的轨道平面就不会重合,D 错误;分别沿圆轨道和椭圆轨 道运行的两颖卫星,可能具有相同的周期,A 错误;沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道的关于长轴对 称的两个位置的速率相等,所以在轨道不同位置可能具有相同的速率是正确的。答案 B。 19、物理课上, 19、老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示,她把一个带铁芯的线圈、开关和电源用导终连接起来 后,将一金属套环置于线圈上,且使铁芯穿过套环。闭合开关的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器 材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均末动。对比老师演示的实验,下列四个 选项中, 导致套环未动的原因可能是 ( ) 套 A、线圈接在了直流电源上 B、电源电压过高 环 C、所选线圈的匝数过多 D、所用套环的材料与老师的不同 解析:在开关闭合的瞬间,线圈中的电流变大,磁场变强,穿过金属套 环的磁通量变大,在金属套环内产生感应电流。感应磁场必然阻碍原磁 场的增大, 所以金属套环会受到线圈的斥力而跳起。 在实验时电源一般采用直流电源, 电压不能太大 (以 不烧导线和电源的条件下电压大现象明显) ,所选线圈的匝数越多,现象也越明显。如果该学生所用套 环的材料为非金属,则不会观察到“跳环实验” 。答案 D。 20、 “约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成, 若在结两端加一恒定电压 U, 则它会辐射频率为 v 的电磁波, 且与 U 成正比,即 v=kU,已知比例系数 k 仅与元电荷 e 的 2 倍和普朗克常量 h 有关。你可能不了解此 现象为原理, 但仍可运用物理学中常用的方法, 在下列选项中, 推理判断比例系数 k 的值可能为 ( ) A、
h 2e

B、

2e h

C、 2 he

D、

1 2he

解析:物理公式表达了各物理量间的质量和单位双重关系,所以可以用单位来衡量称为量纲法。光子的 能量与光的频率成正比 E ? h? 电场力对电子所做电功为 W ? eU

?k ?

?
U

?

e E/h ,由于 E 和 W 有相同的单位,所以 k 的单位与 的单位相同。 h W /e

根据题意 k 仅与元电荷 e 的 2 倍和普朗克常量 h 有关,答案 B。 21、 (18 分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度 约为 50cm。 (1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图 1 所示,其读数应为 m (该值接近多次测量的平均值)
45 40 0 35

图1

解析:固定刻度读数为 0,可动刻度读数为 39.7,所测长度为 0+39.7?0.01=0.397mm.(0.395~0.399)。 (2)用伏安法测金属丝的电阻 RX,实验所用器材为: 电池组(电动势为 3V,内阻约为 1Ω) , 电流表(内阻约为 0.1Ω) , 电压表(内阻约为 3kΩ) , 滑动变阻器 R(0~20Ω,额定电流为 2A) 开关,导线若干。某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 U/V I/A 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.160 4 1.00 0.220 5 1.50 0.340 6 1.70 0.460 7 2.30 0.520

25

由以上实验数据可知,他们测量 RX 是采用下图中的图
V Rx A V Rx A

(选填“甲”或“乙” )

R E r 甲

S

E

r

S R 乙

解析: 由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻 Rx 约 5Ω 。 则有

Rx R 5 3000 ? ? 50 , V ? ? 600 R A 0.1 Rx 5

比较 Rx 为小电阻应该采用外接法测量误差小。由(3)知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压 电流从接近 0 开始调节,所以应该采用分压接法(甲) 。 (3)下图是测量 RX 的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片 P 置于变阻器的 一端,请根据上图所选的电路图,补充完成下图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流 表不至于被烧坏。 U/V
2.5 V A 2.0 1.5 1.0 0.5

0

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

I/A

解析:注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合(2)可知应该连接成外接分压接法 (甲)那么在连线时断开开关且使 Rx 两端的电压为 0。先连外接法(线 1)再连分压法(线 2 和 3) ,此 时滑片 P 必须置于变阻器的左端。 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立 U、I 坐标系,如下图所示,图中已经标出了与测量数据相对应的 四个点,请在下图中标出第 2、4、6 次测量数据的坐标点,并描绘出 U-I 图线,由图线得到金属丝的 阻值 RX = Ω(保留两位有效数字) 。 解析:描绘出第 2、4、6 三个点后可见第 6 次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作出 U-I 图线。其 中第 4 次测量数据的坐标点在描绘出的 U-I 图线上,有 R x ? (5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为 A、 1 ? 10 ? ? m
?2

1.00 ? 4.5 Ω (4.3~4.7)。 0.220
(填选项前的序号) D、 1 ? 10?8 ? ? m

B、 1 ? 10 ? ? m

?3

C、 1 ? 10 ? ? m

?6

解析:根据电阻定律 R x ? ?

R S 4.5 ? 3.14 ? 0.3972 ? 10?6 l ? 4.5 ? 10?6 Ω ?m,估算出 有? ? x ? S l 0.5

的金属丝电阻率是 C。 (6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器都已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项) 。 A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
26

D、用 U-I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 解析:用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差;由于电流表和电压表内阻 引起的误差属于系统误差。答案 C D。 21. (18 分) (1) (0.395—0.399) (2)甲 (3)如答图 3 (4)如答图 4 (4.3—4.7) (5)C 答图 3 (6)CD 答图 4 22、 (16 分)如图所示,质量为 m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离 l 后以速度 v 飞离桌 面,最终落在水平地面上。已知 l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数 μ=0.25,桌 面高 h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度取 10m/s2,求 (1)小物块落地点距飞出点的水平距离 s; (2)小物块落地时的动能 EK; (3)小物块的初速度大小 v0。 v0 v 22.(16 分) (1)由平抛运动规律,有竖直方向 h ?

1 2 gt 2
h

水平方向

s ? vt 得水平距离 S ?

2h v ? 0.90m g

l

s

1 2 mv ? mgh ? 0.90 J 2 1 2 1 2 2 (3)由动能定理,有 ? ?mgL ? mv ? mv 0 得初速度大小 v0 ? 2 ? gl ? v ? 4.0m 2 2
(2)由机械能守恒,动能 Ek ? 23、 (18 分)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如 1 所示,考虑安 全、舒适、省时等因索,电梯的加速度 a 随时间 t 变化的。已知电梯在 t=0 时由静止开始上升,a-t 图 像如图 2 所示,电梯总质最 m=2.0?103kg,忽略一切阻力,重力加速度 g 取 10m/s2。
拉力 1.0 30 31 1 2 10 11 40 41 t/s a/m?s
-2

电梯

0 -1.0

图1

图2

(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力 F1 和最小拉力 F2; (2)类比是一种常用的研究方法,对于直线运动,教科书中讲解了由 v-t 图像来求位移的方法。请你 借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图 2 所示的 a-t 图像,求电梯在第 1s 内的速度改 变量△v1 和第 2s 末的速率 v2; (3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率 P,再求在 0~11s 时间内,拉力和重力对电梯所做的 总功 W。 23.(18 分) (1)由牛顿第二定律,有 F ? mg ? ma
2 2 由 a ? t 图像可知, F 1 和 F2 对应的加速度分别是 a1 ? 1.0m / s , a2 ? ?1.0m / s

F1 ? m( g ? a1 ) ? 2.0 ?103 ? (10 ? 1.0) N ? 2.2 ?104 N
27

F2 ? m( g ? a2 ) ? 2.0 ?103 ? (10 ?1.0) N ? 1.8 ?104 N (2)类比可得,所求速度变化量等于第 1s 内 a ? t 图线下的面积 ?v1 ? 0.5m / s 同理可得 ?v2 ? v2 ? v0 ? 1.5m / s v0 ? 0 ,第 2s 末的速率 v2 ? 1.5 m/s 11 ? 30 s 内的速率最大, (3) 由 a ? t 图像可知, 其值等于 0 ? 11s 内 a ? t 图线下的面积, 有 vm ? 10m / s
此时电梯做匀速运动,拉力 F 等于重力 mg ,所求功率

P ? Fvm ? mg ? vm ? 2.0 ?103 ?10 ?10W ? 2.0 ?105W 1 2 1 3 2 5 由动能定理,总功 W ? EK 2 ? EK 1 ? mvm ? 0 ? ? 2.0 ? 10 ? 10 J ? 1.0 ? 10 J 2 2
24、 (20 分)匀强电场的方向沿 x 轴正向,电场强度 E 随 x 的分布如图所示。图中 E0 和 d 均为已知量, 将带正电的质点 A 在 O 点由能止释放,A 离开电场足够远后,再将另一带正电的质点 B 放在 O 点也由 静止释放,当 B 在电场中运动时,A、B 间的相互作用力及相互作用能均为零;B 离开电场后,A、B 间 的相作用视为静电作用,已知 A 的电荷量为 Q,A 和 B 的质量分别为 m 和 m 4 ,不计重力。 (1)求 A 在电场中的运动时间 t; (2)若 B 的电荷量 q ?
4 Q ,求两质点相互作用能的最大值 E Pm ; 9

(3)为使 B 离开电场后不改变运动方向,求 B 所带电荷量的最大值 qm。 24.(20 分) (1)由牛顿第二定律,A 在电场中运动的加速度 a ? A 在电场中做匀变速直线运动 d ?

F QE0 ? m m
E E0

1 2 2d 2dm at 解得运动时间 t ? ? 2 a QE0

(2)设 A、B 离开电场时的速度分别为 v A0 、 vB 0 ,由动能定理,有

QE0 d ?

1 2 1m 2 mv A0 , qE0 d ? vB 0 2 2 4

1 ○

O

d

x

A、B 相互作用过程中,动量和能量守恒。A、B 相互作用力为斥力,A 受的力与其运动方向相同,B 受 的力与其运动方向相反,相互作用力对 A 做正功,对 B 做负功。A、B 靠近的过程中,B 的路程大于 A 的路程,由于作用力大小相等,作用力对 B 做功的绝对值大于对 A 做功的绝对值,因此相互作用力做 功之和为负,相互作用能增加。所以,当 A、B 最接近时相互作用能最大,此时两者速度相同,设为 v ,
'

m ' m 1 2 1m 2 1 m )v ? mvA0 ? vB 0 ○ E pm ? ( mvA vB 0 ) ? (m ? )v ' 2 ○ 2 3 0 ? 4 4 2 24 2 4 4 1 QE0 d 已知 q ? Q ,由○ 1 、○ 2 、○ 3 式解得相互作用能的最大值 E pm ? 9 45 (3)考虑 A、B 在 x ? d 区间的运动,由动量守恒、能量守恒,且在初态和末态均无相互作用,有 m m mv A ? vB ? mv A0 ? vB 0 4 ○ 4 4 1 2 1m 2 1 2 1m 2 mvA ? vB ? mvA0 ? vB 0 5 ○ 2 24 2 24 3 8 3 8 由○ 4 、○ 5 解得 vB ? ? vB 0 ? v A0 ,因 B 不改变运动方向,故 vB ? ? vB 0 ? v A0 ? 0 6 ○ 5 5 5 5 16 16 Q 即 B 所带电荷量的最大值 q m ? Q 由○ 1 、○ 6 解得 q ? 9 9
有 (m ?
28

2012 年普通高等学校招生全国统一考试(福建卷) 理综物理(详细解析)
13.一列简谐波沿 x 轴传播,t=0 时刻的波形如图甲所示,此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动,其振动图像 如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是 ( ) A.沿 x 轴负方向,60m/s B.沿 x 轴正方向,60m/sC.沿 x 轴负方向,30 m/s D.沿 x 轴正方向,30m/s 【解析】 根据波的形成和传播规律可知, 波沿 x 轴负向传播, 排除选项 A、 D; 根据图甲可知波长 ? ? 24m, 根据图乙可知周期 T ? (0.55 ? 0.15) s ? 0.40s ,则波速 v ? 【答案】A 14.如图,理想变压器原线圈输入电压 u ? U m sin ?t u=,副线圈电路中 R0 为定值电阻, R 是滑动变阻 器。V1 和 V2 是理想交流电压表, 示数分别用 U 1 和 U 2 表示;A1 和 A2 是理想交流电流表, 示数分别用 I 1 和 I 2 表示。 下列说法正确的是 ( )

?
T

?

24 m / s ? 60 m / s, 选项 A 对 C 错。 0.40

第 13 题图

第 14 题图

第 15 题图

A. I 1 和 I 2 表示电流的瞬间值

B. U 1 和 U 2 表示电压的最大值

C.滑片 P 向下滑动过程中, U 2 不变、 I 1 变大 D.滑片 P 向下滑动过程中, U 2 变小、 I 1 变小 【解析】交流电表的示数表示交流电的有效值,选项 A、B 错误;滑片 P 向下滑动过程中,原、副线圈 的匝数 n1、 n2 不变, U1 不变,则 U 2 ?

U1 n2 不变; R 连入电路的电阻减小,则流过副线圈的电流 n1

I2 ?

U2 变大,根据 U1I1 ? U2I2 ,可知 I1 变大,选项 C 对 D 错。 【答案】C R ? R0

15.如图,在点电荷 Q 产生的电厂中,将两个带正电的试探电荷 q1 、 q2 分别置于 A、B 两点,虚线为等 势线。取无穷远处为零电势点,若将 q1 、 q2 移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下 列说法正确的是 A.A 点电势大于 B 点电势 B.A、B 两点的电场强度相等 ( )

C. q1 的电荷量小于 q2 的电荷量 D. q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能 【解析】根据题意“外力克服电场力做功”可知电场力做负功,点电荷 Q 带负电,电场线指向 Q,根 据“沿着电场线电势降低”可知 B 点的电势高于 A 点的电势,选项 A 错误;根据场强 E ?

kQ 可知, r2

距离 Q 较近的 A 点的场强较大,选项 B 错误;根据“电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零电 势能点的过程中电场力做的功”可知,两个电荷在两点的电势能相等,选项 D 错误。根据电势 ? ?

Ep q



?B ? ? A 可知,q1 的电荷量小于 q2 的电荷量,选项 C 正确。 【答案】C
16.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为 v0 假设宇航员在该行星表面上用弹
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簧测力计测量一质量为 m 的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为 N,已知引力常量为 G,则这 颗行星的质量为 ( ) A.

m v2 GN

B.

m v4 GN

C.

Nv 2 Gm

D.

Nv 4 Gm

【解析】行星对卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力,有

GM m? m?v 2 ? ① R2 R

行星对处于其表面物体的万有引力等于物体重力有,

GMm ? mg ② R2

m v4 根据题意有 N=mg③,解以上三式可得 M ? ,选项 B 正确。 GN
17.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块 A、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质 量和摩擦) 。初始时刻,A、B 处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后 A 下落、B 沿斜面下滑,则从 剪断轻绳到物块着地, 两物块 ( ) A.速率的变化量不同 B.机械能的变化量不同 C.重力势能的变化量相同 D.重力做功的平均功率相同 【解析】A、B 静止有 mA g ? mB g sin ? ,二者速率的变化量(加速度大小)分别为 g、 g sin ? ,它们 相等,选项 A 错误;两个物体下滑过程中机械能分别守恒,因而机械能的变化量都为零,选项 B 错误; 重力势能的变化量等于重力做的功,分别为 WA ? m A gh、WB ? m B gh ,后者较大,选项 C 错误;根 据h ?

1 h g sin ? 2 2 gt A 、 ? t B 可得 A、B 下滑时间;根据平均功率 P=W/t 可得 PA=PB,选项 D 正确。 2 sin ? 2

【答案】D 18.如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线 与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心 O 为坐标原点,建立竖直向下正方向的 x 轴,则图乙 中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化的关系图像是 ( )

【解析】圆环下落过程中,穿过的磁通量先增大后减小,电流方向为先顺时针后逆时针(从上往下看) , 选项 D 错误。圆环通过 O 位置时,不切割磁感线,没有感应电流,只受重力作用,而在关于 O 对称的 位置上穿过圆环的磁通量相等,磁通量的变化率随圆环速度的不同而不同。在正 x 轴上的相应位置上, 圆环的速度较大, 其磁通量的变化率较大, 因而感应电流的最大值大于圆环在负 x 轴上的感应电流最大 值,选项 B 对 A、C 错误。 【答案】B 19.(18 分)(1) (6 分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图) : ①下列说法哪一个是错误 的_______。 (填选项前的字母) ...... A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝 B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐 C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距离 a,求出相邻两条亮纹间距 ?x ? a /(n ? 1) ②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如右图,其示数为___mm。
30

(2) (12 分)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势 E。 ①先直接用多用电表测定该电池电动势。 在操作无误的情况下, 多用电表表盘示数如图, 其示数为____V。
V 、电阻箱 R、定值电阻 R 、开关 S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动 ②然后,用电压表○ 0

势。 (ⅰ)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。 V 相应示数 U.该学习小组测出大量数据,分析筛选 (ⅱ)闭合开关 S,调整电阻箱阻值 R,读出电压表○ 出下表所示的 R、 U 数据, 并计算出相应的 1/R 与 1/U 的值。 请用表中数据在坐标纸上描点, 并作出 1/U-1/R 图线。

【解析】 (1)①调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,无须放上单缝和双缝。 ②主尺的示数为 1.5mm(半毫米刻度线已经露出),可动尺的示数为 47.0?0.01mm=0.470mm,总的示数为 (1.5+0.470)mm=1.970mm. (2)①选择开关位于直流电压 10V 档,按电表中央刻度 0-10V 刻度读数,最小刻度为 0.2V,电池的电动 势为 9.4V。②(ⅰ)连接电路如图所示。 (ⅱ)所做图象如图所示 (ⅲ)根据闭合电路欧姆定律有 E ? U ? 得

U R0 ,化简 R

1 1 1 1 R0 1 ? ? ? ,可知 ? 图线在纵轴的截距 U R U E E R

b=1/E.由图线可知 b=0.10,则 E=10V。 1/ U (V ?1 ) 20.(15 分)如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到莫一数值时,物块恰 好滑离转台开始做平抛运动。 现测得转台半径 R=0.5 m,离水平地面的高度 H=0.8m,物块平抛落地过程水 2 平位移的大小 s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度 g=10m/s 求: (1)物块做平抛运动的初速度大小 V0; (2)物块与转台间的动摩擦因数 ? 。 【解析】 (1)物块做平抛运动,在竖直方向上有 H ? 在水平方向上有 s ? v0t ② 由①②式解得 v0 ? s

1 2 gt ① 2

g v0 ? 1m / s 2H
2 v0 ③ R

(2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有 f m ? m
31

f m ? ?N ? ?mg ④由③④式解得 ? ?

2 v0 gR

? ? 0.2

21.(19 分)如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动 缆绳的电动机功率恒为 P,小船的质量为 m,小船受到的阻力大小恒为 f,经过 A 点时的速度大小为 V0, 小船从 A 点沿直线加速运动到 B 点经历时间为 t1,A、B 两点间距离为 d,缆绳质量忽略不计。求: (1)小船从 A 点运动到 B 点的全过程克服阻力做的功 W1; (2)小船经过 B 点时的速度大小 V1; (3)小船经过 B 点时的加速度大小 a。 【解析】 (1)小船从 A 点运动到 B 点克服阻力做功 W f ? fd ①

(2)小船从 A 点运动到 B 点,电动机牵引绳对小船做功 W=Pt1 ② 由动能定理有

W ? Wf ?

1 2 1 2 mv1 ? mv 0 2 2

③由①②③式解得

2 v1 ? v0 ?

2 ( Pt1 ? fd ) m



(3)设小船经过 B 点时绳的拉力大小为 F,绳与水平方向夹角为θ ,电动机牵引绳的速度大小为 u,则 P=Fu ⑤

u ? v1 cos? ⑥由牛顿第二定律有

F cos? ? f ? ma ⑦

由④⑤⑥⑦得 a ?

P m v ? 2m( Pt1 ? fd )
2 2 0

?

f m

22.(20 分)如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,在此区 域内,沿水平面固定一半径为 r 的圆环形光滑细玻璃管,环心 0 在区域中心。一质量为 m、带电量为 q (q>0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小 B 随时间 t 的 变化关系如图乙所示,其中 T0 ?

2?m 。设小球在运动过程中电量保持不变,对原磁场的影响可忽略。 qB0

(1)在 t=0 到 t=T0 这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小 V0; (2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针 方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等。试求 t=T0 到 t=1.5T0 这段时间内: ①细管内涡旋电场的场强大小 E;②电场力对小球做的功 W。

【解析】 (1)小球运动时不受细管侧壁的作用力,因而小球所受洛伦兹力提供向心力 qv0 B0 ?

2 m v0 ① r

由①式得 v 0 ?

qB0 r 2 ?B ②(2)①在 T0 到 1.5T0 这段时间内,细管内一周的感应电动势为 E 感 ? ?r ③ ?t m

由图乙可知

E感 ?B 2 B0 ④由于同一电场线上各点的场强大小相等,所以 E ? ⑤ ? 2?r ?t T0
32

由③④⑤式及 T0 ?

qB02 r 2?m 得E ? ⑥ 2?m B0 q
Eq m

②在 T0 到 1.5T0 这段时间内,小球沿切线方向的加速度大小恒为 a ?

小球运动的末速度大小 v ? v0 ? a?t ,由图乙 ?t ? 0.5T0 ,并由②⑥⑦⑧式得: v ?

3qB0 r 3 v0 ? 2 2m

1 1 2 2 由动能定理,电场力做功为: W ? mv ? mv 0 2 2

5 2 5q 2 B02 r 2 由②⑨⑩式解得: W ? m v0 ? 8 8m

选考部分 28.[物理-选修 3-3](本题共有两小题,每小题 6 分,共 12 分。每小题只有一个选项符合题意) (1)关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是____。 (填选项前的字母) A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大 B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体 C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大 D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大 (2)空气压缩机的储气罐中储有 1.0atm 的空气 6.0L,现再冲入 1.0atm 的空气 9.0L。设充气过程为等温 过程,空气可看作理想气体,则充气后储气罐中气体压强为_____。 (填选项前的字母) A.2.5atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm 【解析】 (1)一定量气体吸收热量的同时对外做功,则其内能可能不变或减小,选项 A 错误;在外界 做功的前提下,热量可以由低温物体传递到高温物体,选项 B 错误;若两分子间距增大,分子力可能 做正功或负功,其势能可能减小或增大,选项 C 错误。根据分子动理论可知,若分子之间的距离减小, 分子间的引力和斥力都增大,选项 D 正确。 (2)根据玻意耳定律有 P 1V 1 ? P2V 2 ?P 3V 3 ,即 (1)D(2)A 1? 6 ? 1? 9 ? 6P3 ,解得 P3=2.5atm.【答案】 29. [物理-选修 3-5](本题共有两小题,每小题 6 分,共 12 分。每小题只有一个选项符合题意) (1)关于近代物理,下列说法正确的是________。 (填选项前的字母) A. ? 射线是高速运动的氦原子 B.核聚变反应方程 表示质子

C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氦原子光谱的特征 (2)如图,质量为 M 的小船在静止水面上以速率 V0 向右匀速行驶,一质量为 m 的救生员站在船尾, 相对小船静止。若救生员以相对水面速率 v 水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为______。 (填选项前的字母) A . v0 ?

m v M

B. v0 ?

m v M

C. v0 ?

m (v0 ? v) M

D. v0 ?
1

m (v0 ? v) M

【解析】 (1) ? 射线是高速运动的氦原子核,选项 A 错误;选项 B 中 0 n 表示中子;根据光电方程

1 2 mv ? h? ? W 可知最大初动能与照射光的频率成线性关系而非正比,选项 C 错误;根据波尔的原子 2
理论可知, 选项 D 正确。 ( 2 ) 设水平向右为正方向,根据 动量守恒定律,对救生员 和船有,

(M ? m)v0 ? ?mv ? Mvx ,解得 vx ? v0 ?

m (v0 ? v) 【答案】 (1)D(2)C M
33

2012 年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷) 理综物理(详细解析)
一、单项选择题:本大题共 16 小题,每小题 4 分,共 64 分。在每小题给出的四个选项中,只有一 个选项符合题目要求,选对的得 4 分,选错或不答的得 0 分。 13、 清晨 ,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠 ,这一物理过程中,水分子间的( ) A 引力消失 ,斥力增大 B 斥力消失,引力增大 C 引力、斥力都减小 D 引力、斥力都增大 【解析】选 D。因为空气中的水汽凝结成水珠时,分子间的距离变小,而分子引力和分子斥力均随着分 子间距离的减小而增大。故 D 选项正确,其它选项都错。 解析:本题考查分子运动论,变成球状是引力占主要因素,因而:r>r0,并且 r 增大,故选 C, 水汽凝结 成小水珠分子间距变小,所以分子间的引力、斥力都变小,故选 D。 14.景颇族的祖先发明的点火器如图 1 所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆,艾绒 即可点燃,对筒内封闭的气体,再次压缩过程中 ( ) A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大 C.气体对外界做正功,其体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少 【解析】选 B。由于套筒内封闭着一定质量的气体,当猛推推杆时推杆迅速压缩气体,外界对气体做正 功。由于这一过程进行得很快,可以看成是一个近似的绝热过程,即整个系统来不及向外界传递热量。 根据热力学第一定律△U=W+Q,这时外力做的功只能用来增加气体的内能。这就使气体分子的运动加 剧,引起气体分子平均动能增加,气体温度升高。所以艾绒即刻被点燃。由于被封闭的气体质量不变, 温度升高,而体积变小,则由气体状态方程知压强变大。故 B 选项正确,其它选项都错。 15.质量和电量都相等的带电粒子 M 和 N,以不同的速度率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨 迹如图 2 种虚线所示,下列表述正确的是 ( ) A.M 带负电,N 带正电 B.M 的速度率小于 N 的速率 C.洛伦磁力对 M、N 做正功 D.M 的运行时间大于 N 的运行时间 【解析】选 A。由左手定则可知 M 带负电,N 带正电,故 A 选项正确。 由 qvB ? m

v2 mv 得R ? ,由题知二个带电粒子的质量和电量都相等,又进入到同一个匀强磁场中, Bq R

由图及 A 选项的判断可知 R N ? RM ,故 v N ?v M ,所以 B 选项错误。由于洛仑兹力的方向始终与带电粒子 的运动方向垂直,故洛仑兹力永远不会对 M、N 做功,则 C 选项错误。由 T ?

2?R 2?m ? 及题给条件 v Bq

可知,这二个带电粒子在磁场中运动的周期相等,又由图可见二个粒子在磁场中的偏转角相等,均偏转 了半个周期,故在磁场中运动的时间相等,所以 D 选项错误。 16.如图 3 所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角为 45° ,日光保持水 平,所受重力为 G,左右两绳的拉力大小分别为 ( ) A.G 和 G B.

2 2 G和 G 2 2
D.

T1

T2

B.

1 3 G和 G 2 2

1 1 G和 G 2 2

G

【解析】选 B。日光灯受重力 G 及二根绳子的拉力 T 作用而处于平衡状态,其受力如图所示。由于二个

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拉力的夹角成直角,则由力的平行四边形法则可知 G ? T 2 ? T 2 ,故 T ?

2 G ,B 选项正确。 2

二、双项选择题:本大题共 9 小题,每小题 6 分,共 54 分。在每小题给出的四个选项中,有两个选项 符合题目要求,全部选对的得 6 分,只选 1 个且正确的得 3 分,有选错或不答的得 0 分。 17 图 4 是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部 B 处安装一个压力传感器, 其示数 N 表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度 h 处由静止下滑,通过 B 点,下列表述 正确的有 ( ) A.N 小于滑块重力 B.N 大于滑块重力 C.N 越大表明 h 越大 D.N 越大表明 h 越小 【解析】 选 BC。 由动能定理 mgh ?

1 2 mv 可求出物由斜面上 h 高度处下滑到达 B 处时的速度 v ? 2gh , 2

v2 从 B 处进入圆弧轨道后物做圆周运动,在 B 处,由牛顿第二定律得 N ? mg ? m ,故 R
N ? mg? m v2 2h ? m g(1 ? ) ,所以支持力 N>G,且 h 越大 N 越大,再由牛顿第三定律可知 BC 正确。 R R
(
2 1 2 1 4 2 4 2 140 54 140 54 1 0 1 0

18.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一,下列释放核能的反应方程,表述正 确的有
3 A. 1 3 B. 1 C. 235 92 D. 235 92

)

H ? H ? He ? n 是核聚变反应 H ? H ? He ? n 是 β 衰变 1 94 1 U?0 n ? Xe ? 38 Sr ? 2 0 n 是核裂变反应 1 94 1 U ? 0 n ? Xe ? 38 Sr ? 2 0 n 是 α 衰变

【解析】选 AC。两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应,故 A 对 B 错。重核被中子轰击后 分裂成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应, 故 C 对 D 错。 原子核放出α 或β 粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变。 原子核的衰变的反应物只有一种, 故 AC 选项正确。 19.某小型发电机产生的交变电动势为 e=50sin100πt(V) ,对此电动势,下列表述正确的有( ) A.最大值是 50 2 V B.频率是 100Hz C.有效值是 25 2 V D.周期是 0.02s 【解析】选 CD。考查交流电的最大值,瞬时值,有效值、周期、频率基本物理量,交变电动势瞬时值 的表达式为 e ? Em sin ?t ? NBS? sin ?t =50sin100 π t ,故交变电动势的最大值为 50V ,有效值为

E?

Em 2

? 25 2 V,故 A 错 C 对。由 ? ? 2?f ? 100?
1 ? 0.02s ,故 B 错 D 对。 f

得频率是 f=50Hz,周期 T ?

19.图 5 是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中 央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有 ( ) A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小 【解析】选 BD。正、负电的矿粉受电场力做正功分别落到左、右两侧,不管带正电还是负电,电场力 做正功,根据电场力做功与电势能的变化关系有正、负电的矿粉的电势能都变小,故选 BD。 21.如图 6 所示,飞船从轨道 1 变轨至轨道 2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动,不考虑质量变化, 相对于在轨道 1 上,飞船在轨道 2 上的 ( )
35

A.动能大

B.向心加速度大

C.运行周期长

D.角速度小

mM v2 4? 2 2 【解析】选 CD。由万有引力定律及向心力公式得 G 2 ? m a ? m ? m r? ? m r 2 ,由题知 r r T
r2 ? r1 ,由此可知 E K ?
则 ?2 ??1 ,D 对。 T ?

1 GmM GM GM mv 2 ? , 则 E K 2 ? E K1 , A 错。a ? 2 , 则 a 2 ? a1 , B 错。? ? , 2 2r r r3
2?

?

,则 T2 ?T1 ,C 对。

34. (18 分) (1)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 ①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图 15(a)和图 15(b) 所示,长度为_____cm,直径为_____mm。

②按图 15(c)链接电路后,实验操作如下: (a)将滑动变阻器 R1 的阻值置于最_____处(填“大”或“小”) ;将 S2 拨向接点 1,闭合 S1,调节 R1,使 电流表示数为 I0; (b)将电阻箱R2的阻值调至最______(填“大”或“小”) ;将S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流 表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω; ③由此可知,圆柱体的电阻为_____Ω。 【答案】①5.01 5.315 ②大 大 1280Ω 【解析】②电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则。此电路中滑动变阻器是以限 流方式接入电路中的,故在(a)步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大,以保证电路安全。 同理(b)步骤中亦将电阻箱 R2 的阻值调至最大。 (2)步骤中,由闭合电路欧姆定律得 I 0 ?

E R ? R1 ? Rg ? r

其中 R 表示圆柱体的电阻

(3)步骤中,仍由闭合电路欧姆定律得 I 0 ?

E 由等量代换可得 R=R2=1280Ω R2 ? R1 ? Rg ? r

(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 ①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平” 或“竖直”) ②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每 次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表: 代表符号 数值(cm) L0 25.35 Lx 27.35 L1 29.35 L2 31.30 L3 33.4 L4 35.35 L5 37.40 L6 39.30

表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为______。 ③图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L0 或L1”) 。
36

④由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留 两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2) 。 【答案】①竖直 ② 稳定 L3 1mm ③ L0 ④ 4.9 10g【解析】②测量仪器是 10 分度的需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精度应为 1mm,故 L3 读数错误。 ③横轴表示的是弹簧的形变量,故为弹簧长度与 L0 的差值。 ④由 m g ? kx 得图像的斜率 k ' ?

m k 10 ? 10?3 ? ? ? 0.5 ,故 k=4.9N/m x g 2 ? 10?2

,挂了砝码盘后弹簧伸长了 2cm,由 m g ? kx 知其质量为 10g。 35.(18 分) 如图 17 所示,质量为 M 的导体棒 ab,垂直放在相距为 l 的平行光滑金属轨道上。导轨 平面与水平面的夹角为 θ,并处于磁感应强度大小为 B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中,左侧 是水平放置、间距为 d 的平行金属板,R 和 Rx 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。 (1)调节 Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流 I 及棒的速率 v。 (2)改变 Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为 m、带电量为+q 的微粒水平射入金属板间,若它 能匀速通过,求此时的 Rx。

【解析】 (1)当 Rx=R 时,棒沿导轨匀速下滑时,由平衡条件 Mg sin ? ? F 安培力 F ? BIl 解得 I ?

Mg sin ? Bl
E 2R

ab 切割产生的感应电动势 E ? Blv 由闭合欧姆定律得回路中电流 I ? 解得

v?

2 MgR sin ? B 2l 2

(2)微粒水平射入金属板间,能匀速通过,由平衡条件 mg ? q 棒沿导轨匀速,由平衡条件 Mg sin ? ? BI1l 金属板间电压 U ? I1Rx 解得 Rx ?

U d

mldB Mq sin ?

37

36.(18 分) 图 18(a)所示的装置中,小物块 A、B 质量均为 m,水平面上 PQ 段长为 l,与物块间的动摩擦因数 为 μ,其余段光滑。初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为 r 的连杆位于图中虚线位置;A 紧靠滑 杆(A、B 间距大于 2r) 。随后,连杆以角速度 ω 匀速转动,带动滑杆作水平运动,滑杆的速度-时间图 像如图 18(b)所示。A 在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的 B 发生完全非弹性碰撞。 (1)求 A 脱离滑杆时的速度 uo,及 A 与 B 碰撞过程的机械能损失 ΔE。 (2)如果 AB 不能与弹簧相碰,设 AB 从 P 点到运动停止所用的时间为 t1,求 ω 得取值范围,及 t1 与 ω 的关系式。 (3)如果 AB 能与弹簧相碰,但不能返回道 P 点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为 Ep,求 ω 的取值范围,及 Ep 与 ω 的关系式(弹簧始终在弹性限度内) 。

解析:(1)由(b)图可知当滑杆的速度最大且向外运动时小物块A与滑杆分离,此时小物块的速度为

u0 ? ?r
律得:

小物块A与B碰撞,由于水平面光滑则A、B系统动量守恒,则由动量守恒定律和能量守恒定

mu0 ? 2mv

?E ?

1 1 2 mu 0 ? ? 2mv 2 2 2

解得: ?E ?

1 m? 2 r 4

(2)AB 进入 PQ 段做匀减速运动,由牛顿第二定律有: ? 2m g ? 2m a AB 做减速运动的时间为 t1 ?

v a

解得: t1 ?

?r 2 ?g
2 ?gL v2 解得: 0 ? ? ? 2a r

欲使 AB 不能与弹簧相碰,则滑块在 PQ 段的位移有 x ? L 而 x ?

(3) 若 AB 能与弹簧相碰,则 ?1 ?

2 ?gL r
1 ? 2mv 2 2
解得: ? 2 ?

若 AB 压缩弹簧后恰能返回到 P 点,由动能定理得 ? ? 2mg ? 2 L ? 0 ?

4 ?gL r

? 的取值范围是:

2 ?gL 4 ?gL ?? ? r r

从 AB 滑上 PQ 到弹簧具有最大弹性势能的过程中,由能量守恒定律得:

1 ? 2mv 2 ? ? 2mgL 2 1 2 2 解得: E P ? m? r ? 2 ?mgL 4 EP ?
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2012 年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷) 理综物理(详细解析)
二、选择题(本题包括 7 小题,每小题给出四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正 确,全部选对的得 5 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分) 14.以下叙述正确的是 ( ) A.法拉第发现了电磁感应现象 B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大 C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果 D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果 14.AD 解析:惯性是物体的固有属性,质量是决定物体惯性大下的唯一因素,选项 A 错误;伽利略最 早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果,选项 C 错误。 15.2011 年 11 月 3 日,“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成 后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的 运行轨道均可视为圆轨道, 对应的轨道半径分别为 R1、 R2, 线速度大小分别为 v1 、 则 v2 。

v1 等于 ( v2



R13 A. 3 R2

B.

R2 R1

C.

R 22 R12

D.

R2 R1

15.B 解析:万有引力提供向心力有 G

v Mm v2 GM ,得 v ? ,所以 1 ? ? m 2 v2 R R R

R2 ,选项 B 正确。 R1

16.将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中, v ? t 图像如图所示。以 下判断正确的是 ( ) A.前 3s 内货物处于超重状态 B.最后 2s 内货物只受重力作用 C.前 3s 内与最后 2s 内货物的平均速度相同 D.第 3s 末至第 5s 末的过程中,货物的机械能守恒 16.AC 解析:根据 v ? t 图像可知,前 3s 内货物向上做匀加速直线运动,加速度向上,处于超重状态, 选项 A 正确;最后 2s 内货物做匀减速直线运动,加速度大小为 a ? 选项 B 错误; 根据匀变速直线运动平均速度公式 v ?

?v ? 3m / s 2 ,受重力和拉力作用, ?t

v0 ? vt , 前 3s 内与最后 2s 内货物的平均速度相同, 2

都为 3m / s ,选项 C 正确;第 3s 末至第 5s 末的过程中,货物匀速上升,机械能不守恒,选项 D 错误。 17.如图所示,两相同轻质硬杆 OO1 、 OO2 可绕其两端垂直纸面的水平轴 O 、 O1 、 O2 转动,在 O 点 悬挂一重物 M,将两相同木块 m 紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。 F f 表示木块与挡板间摩 擦力的大小,FN 表示木块与挡板间正压力的大小。 若挡板间的距离稍许增大后, 系统仍静止且 O1 、O2 始终等高,则 A. F f 变小 B. F f 不变 C. FN 变小 D. FN 变大 ( )

17.BD 解析:把重物 M 和两木块 m 看成整体受力分析可得,竖直方向合力为零,始终木块与挡板间 摩擦力 2Ff ? 2mg ? Mg ,选项 A 错误 B 正确;挡板间的距离稍许增大后,对结点 O 受力分析可得, 轻杆弹力增大,对木块受力分析得木块与挡板间正压力增大,选项 C 错误 D 正确。 18.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一 理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为 n1 、 n2 。V 为交流电压表。当变压器副线圈 电压的瞬时值大于 5000V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是
39

A.电压表的示数等于 5V

B.电压表的示数等于

5 2

V





C.实现点火的条件是

n2 n ? 1000 D.实现点火的条件是 2 ? 1000 n1 n1

18.BC 解析:电压表的示数为有效值,所以等于 U1 ?

Em 2

?

5 2

V ,选项 A 错误 B 正

确;实现点火的条件是 U 2 ? 5000V ,所以

n2 U 2 ? ? 1000 ,选项 C 正确 D 错误。 n1 U1

19.图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入 电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c 三点是实线与虚线的交点。则该粒子( ) A.带负电 B.在 c 点受力最大 C.在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能 D.由 a 点到 b 点的动能变化大于有 b 点到 c 点的动能变化 19.CD 解析:根据粒子运动轨迹可知,粒子带正电,选项 A 正确;根据库仑定律可知,离点电荷最近 时最大,选项 B 错误;从 b 点到 c 点电场力做正功,电势能减小,选项 C 错误;同心圆间距相等,所以 a 点到 b 点电势差大于 b 点到 c 点的电势差,所以由 a 点到 b 点的动能变化大于有 b 点到 c 点的动能变 化,选项 D 正确。 20.如图所示,相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ? ,上端接有定值电阻, 匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为 B。将质量为 m 的导体棒由静止释放,当速度达到 v 时开始匀 速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率为 P,导体棒最终以 2v 的速 度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为 g,下列选 项正确的是 ( ) A. P ? 2mgv sin ? B. P ? 3mgv sin ? C.当导体棒速度达到

v g 时加速度为 sin ? 2 2

D.在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 20.AC 解析:当速度达到 v 时开始匀速运动,受力分析可得 mg sin ? ?

B 2 l 2v ,导体棒最终以 2v 的速 R

度匀速运动时,拉力为 F ? mg sin ? ,所以拉力的功率为 P ? 2mgv sin ? ,选项 A 正确 B 错误。当导

体棒速度达到

v 1 g 时安培力 F ? mg sin ? ,加速度为 a ? sin ? ,选项 C 正确。在速度达到 2v 以后 2 2 2

匀速运动的过程中,根据能量守恒定律,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功加上重力做的功,选项 D 错误, 【必做部分】 21. (13 分) (1)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的 牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处) 。从纸带上便于测 量的点开始, 每 5 个点取 1 个计数点, 相邻计数点间的距离如图议所示。 打点计时器电源的频率为 50Hz。 ①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。 ②计数点 5 对应的速度大小为 m/s,计数点 6 对应的速度大小为 m/s。 (保留三位有效 数字) 。
40

③物块减速运动过程中加速度的大小为 a =

m/s2,若用

a 来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g g
(填“偏大”或“偏小”) 。

为重力加速度) ,则计算结果比动摩擦因数的真实值

21. (1)①6;7【或 7;6】 ②1.00;1.20③2.00;偏大 解析:①根据匀加速直线运动的推论,相邻相等时间内位移之差是常数 ?x ? aT ,可知开始位移之差
2

为 2cm, 所以 6 和 7 之间某时刻开始减速。 ②计数点 5 对应的速度大小为 v ?

0.2001 m / s ? 1.00m / s , 0.2

计数点 6 对应的速度大小为 v ?

0.2329 m / s ? 1.17m / s 。③物块减速运动过程中加速度的大小为 0.2

a?

x4 ? x3 ? x2 ? x1 0.1060 ? 0.0861 ? 0.660 ? 0.0460 ? m / s 2 ? 2.00m / s 2 ,由于 2 2 4T 4 ? 0.1

纸带与打点计时器之间有摩擦阻力,则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大. (2)在测量金属丝电阻率的试验中,可供选用的器材如下: 待测金属丝: Rx (阻值约 4 ? ,额定电流约 0.5A ) ;电压表: V (量程 3V ,内阻约 3k? ) ; 电流表: A1 (量程 0.6A ,内阻约 0.2? ) ; A 2 (量程 3A ,内阻约 0.05? ) ; 电源: E1 (电动势 3V,内阻不计) E2 (电动势 12V,内阻不计) 滑动变阻器: R (最大阻值约 20? )螺旋测微器;毫米刻度尺;开关 S;导线。 ①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为 mm。 ②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选 、电源应选 (均填器材代号) ,在虚线框中(间答题卡)完成电路原理图。 21. (2)①1.773【1.771~1.775 均正确】 ②A1;E1;电路图如右。解析:②电压表量程 3V,所 以电源应选 E1,通过待测金属丝的最大电流约为 I ?

3 A ? 0.75 A ,所以电流表应选 A1。 4

22. (15 分)如图所示,一工件置于水平地面上,其 AB 段为一半径 R ? 1.0m 的光滑圆弧轨道,BC 段 为一长度 L ? 0.5m 的粗糙水平轨道,二者相切与 B 点,整个轨道位于同一竖直平面内,P 点为圆弧轨 道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量 m ? 0.2kg ,与 BC 工件质 M ? 0.8kg ,与地面间的动摩擦因数 ?2 ? 0.1 。 (取 g ? 10m /s )
2

间的动摩擦因数 ?1 ? 0.4 。

①求 F 的大小 ②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移) ,物块飞离圆弧轨道落至 BC 段,求 物块的落点与 B 点间的距离。 22.解: (1)物块从 P 点下滑经 B 点至 C 点的整个过程,根据动能定理得

mgh ? ?1mgL ? 0 ①代入数据得 h ? 0.2m


41

(2)①设物块的加速度大小为 a ,P 点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为 ? ,由几何关系可得

cos ? ?

R?h R

③ ④ ⑤ ⑥

根据牛顿第二定律,对物体有 mg tan ?

? ma 对工件和物体整体有 F ? ?2 ( M ? m) g ? ( M ? m)a 联立②③④⑤式,代入数据得 F ? 8.5N
h? 1 2 gt 2

②设物体平抛运动的时间为 t ,水平位移为 x1 ,物块落点与 B 间的距离为 x2 , 由运动学公式可得 ⑦

x1 ? vt

⑧ x2

? x1 ? R sin?




联立②③⑦⑧⑨式,代入数据得 x2

? 0.4m

23.(18 分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里, 在边界上固定两长为 L 的平行金属极板 MN 和 PQ,两极板中心各有一小孔 S1 、 S2 ,两极板间电压的 变化规律如图乙所示, 正反向电压的大小均为 U 0 , 周期为 T0 。 在 t ? 0 时刻将一个质量为 m 、 电量为 ? q ( q ? 0 )的粒子由 S1 静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在 t ? 进入右侧磁场区。 (不计粒子重力,不考虑极板外的电场) (1)求粒子到达 S2 时的速度大小 v 和极板距离 d (2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小 应满足的条件。 (3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在 t ? 3T0 时刻再次到达 S2 ,且速度恰好为零,求该过 程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小 23.解: (1)粒子由 S1 至 S2 的过程中,根据动能定理得 qU 0

T0 时刻通过 S2 垂直于边界 2

1 ? mv 2 2



由①式得

v?

2qU 0 m



设粒子的加速度大小为 a ,由牛顿第二定律得 q

U0 ? ma ③ d

由运动学公式得 d

1 T ? a ( 0 )2 2 2

④联立③④式得 d

?

T0 2qU 0 4 m



v2 (2)设磁感应强度大小为 B,粒子在磁场中运动的半径为 R,由牛顿第二定律得 qvB ? m R
要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,须满足 2 R ?



L 2

⑦联立②⑥⑦式得 B ?

4 2mU 0 L q



42

3 设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为 t1 有 d

? vt1

⑨联立②⑤⑨式得 t1

?

T0 4



若粒子再次达到 S2 时速度恰好为零,粒子回到极板间应做匀减速运动,设匀减速运动的时间为 t 2 ,根 据运动学公式得 d

v ? t2 2

⑾联立○ 910 ○ 11 ○ 式得 t 2

?

T0 2



设粒子在磁场中运动的时间为 t

t ? 3T0 ?

T0 ?t ?t 2 1 2

⒀联立⑩⑿⒀式得 t

?

7T0 4



设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为 T,由○ 6式结合运动学公式得 T

?

2? m ⒂ qB

由题意得 T

?t

⒃联立⒁⒂⒃式得 B

?

8? m 7qT0



【选做题】 36. (8 分) 【物理—物理 3-3】 (1)以下说法正确的是 。 a.水的饱和汽压随温度的升高而增大 b.扩散现象表明,分子在永不停息地运动 c.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小 d.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小 (2)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的 U 型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭 气柱长 l ? 20cm (可视为理想气体) ,两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定 后右管水银面高出左管水银面 h ? 10cm (环境温度不变,大气压强 p0 ? 75cmHg ) ①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位) ②此过程中左管内的气体对外界 (填“做正功”“做负功”“不做功”) , 气体将 (填 “吸热”或放热“) 。 36. (1)ab 解析: 当分子间距离增大时,分子间引力减小,分子间斥力也减小,选项 c 错误;一定质 量的理想气体,在等压膨胀过程中,温度升高,气体分子的平均动能增大,选项 d 错误。 (2)①设 U 型管横截面积为 S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为 p1 ,右端与一低压舱接通后 左管中封闭气体压强为 p2 ,气柱长度为 l 2 ,稳定后低压舱内的压强为 p 。左管中封闭气体发生等温变 化,根据玻意耳定律得 由几何关系得 h ? 2(l2

p1V1 ? p2V2 ? l1 )



p1 ? p0



p2 ? p ? ph

③ V1

? l1 S

④ V2

? l2 S



⑥联立①②③④⑤⑥式,代入数据得

p ? 50cmHg ⑦②做正功;吸热

37. (8 分) 【物理—物理 3-4】 (1)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播, t ? 0 时刻的波形如图所示,介质 中质点 P 、Q 分别位于 x ? 2m 、 x ? 4m 处。从 t ? 0 时刻开始计时,当 t ? 15 s 时质点刚好第 4 次到 达波峰。 ①求波速。②写出质点 P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程) 。 (2)如图所示,一玻璃球体的半径为 R , O 为球心, AB 为直径。来自 B 点的光线 BM 在 M 点射
43

出。出射光线平行于 AB ,另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射。已知 ?ABM ? 30? ,求 1玻璃的折射率。○ 2球心 O 到 BN 的距离 。 ○ 37.解: (1)①设简谐横波的波速为 v ,波长为 ? ,周期为 T ,有图像知, ? ? 4m 。由题意得

3 t ? 3T ? T 4

①v

?

? T

②联立①②式,代入数据得 v

? 1m /s ③


②质点 P 做简谐运动的表达式为

y ? 0.2sin(0.5? t )m

(2)设光线 BM 在 M 点的入射角为 i ,折射角为 r ,由几何关系可知, i ? 30? , r ? 60? ,根据折射定 律得 n ?

sin r sin i

⑤代入数据得 n ?

3



光线 BN 恰好在 N 点发生全反射,则 ?BNO 为临界角 C sin C

?

1 n



设球心到 BN 的距离为 d,由几何关系可知 d

? R sin C

⑧联立⑥⑦⑧式得 d

?

3 R 3



38. (8 分) 【物理—物理 3-5】 (1)氢原子第 n 能级的能量为 E n ?

E1 ,其中 E1 为基态能量。当氢原子 n2

由第 4 能级跃迁到第 2 能级时,发出光子的频率为? 1 ;若氢原子由第 2 能级跃迁到基态,发出光子的 频率为? 2 ,则

?1 ? ?2



(2)光滑水平轨道上有三个木块 A、B、C,质量分别为 mA ? 3m 、 mB ? mC ? m ,开始时 B、C 均 静止,A 以初速度向右运动,A 与 B 相撞后分开,B 又与 C 发生碰撞并粘在一起,此后 A 与 B 间的距离 保持不变。求 B 与 C 碰撞前 B 的速度大小。 38. (1)

1 解析:根据跃迁公式 h? ? Em ? En 即可解得。 4

(2)设 AB 碰撞后,A 的速度为,B 与 C 碰撞前 B 的速度为,B 与 V 碰撞后粘在一起的速度为,由动量 守恒定律得 对 A、B 木块: mAv0 对 B、C 木块: mB vB

? mAv A ? mBvB ? (mB ? mC )v ?v

44

① ② ③

由 A 与 B 间的距离保持不变可知 v A 联立①②③式,代入数据得 v B

6 ? v0 5

2012 年普通高等学校招生全国统一考试物理试题 上海卷解析版 2012 年上海高考试卷
一.单项选择题.(共 16 分,每小題 2 分,每小题只有一个正确选项) 1.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入 射光的( )A, (A)频率 (B)强度 (C)照射时间 (D)光子数目 2.下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )B ,

(A)

(B)

(C)

(D)

(A)甲为紫光的干涉图样 (B)乙为紫光的干涉图样 (C)丙为红光的干涉图样 (D)丁为红光的干涉图样 3.与原子核内部变化有关的现象是( )C, (A)电离现象 (B)光电效应现象 (C)天然放射现象 (D)?粒子散射现象 4.根据爱因斯坦的“光子说”可知( )B, (A)“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” (B)光的波长越大,光子的能量越小 (C)一束单色光的能量可以连续变化 (D)只有光子数很多时,光才具有粒子性 5.在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其检测装置由放射源、探测器等构成,如图所示。该装置 中探测器接收到的是( )D, 轧辊 放射源 (A)X 射线 (B)?射线 (C)?射线 (D)?射线 6.已知两个共点力的合力为 50N,分力 F1 的方向与合 探测器 力 F 的方向成 30?角,分力 F2 的大小为 30N。则( )C , (A)F1 的大小是唯一的(B)F2 的方向是唯一的(C)F2 有两个可能的方向(D)F2 可取任意方向 7.如图,低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成,该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才 会发出警报。其中( )B, (A)甲是“与”门,乙是“非”门 (B)甲是“或”门,乙是“非”门 (C)甲是“与”门,乙是“或”门 (D)甲是“或”门,乙是“与”门 8.如图,光滑斜面固定于水平面,滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A 上表面水 平。则在斜面上运动时,B 受力的示意图为( )A,
FN B A Ff G (A) G (B) FN Ff Ff G (C) G (D) FN FN Ff
U 甲 乙 蜂鸣器

二.单项选择题.(共 24 分,每小题 3 分,每小题只有一个正确选项,答案涂写在答题卡上。 ) 9.某种元素具有多种同位素,反映这些同位素的质量数 A 与中子数 N 关系的是图( )B,
A A A A

O (A)

N

O (B)

N

O (C)

N O (D)

N

10.小球每隔 0.2s 从同一高度抛出,做初速为 6m/s 的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。第一个小 球在抛出点以上能遇到的小球数为(取 g=10m/s2) ( )C ,
45

(A)三个 (B)四个 (C)五个 (D)六个 11.A、B、C 三点在同一直线上,AB:BC=1:2,B 点位于 A、C 之间,在 B 处固定一电荷量为 Q 的点电 荷。当在 A 处放一电荷量为+q 的点电荷时,它所受到的电场力为 F;移去 A 处电荷,在 C 处放一电荷 量为-2q 的点电荷,其所受电场力为( )B, O v0 (A)-F/2 (B)F/2 (C)-F (D)F 12.如图,斜面上 a、b、c 三点等距,小球从 a 点正上方 O 点抛出,做初 速为 v0 的平抛运动,恰落在 b 点。若小球初速变为 v,其落点位于 c,则( )A, a b (A)v0<v<2v0 (B)v=2v0 c (C)2v0<v<3v0 (D)v>3v0 13.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为 0.3C,消耗的电能为 0.9J。为在相同时间 内使 0.6C 的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )D, (A)3V,1.8J (B)3V,3.6J (C)6V,1.8J (D)6V,3.6J 14.如图,竖直轻质悬线上端固定,下端与均质硬棒 AB 中点连接,棒长为线长的二倍。棒的 A 端用铰 链墙上,棒处于水平状态。改变悬线的长度,使线与棒的连接点逐渐右移,并保持棒仍处于水平状态。 则悬线拉力( )A, (A)逐渐减小 (B)逐渐增大 (C)先减小后增大 (D)先增大后减小 A B 15.质量相等的均质柔软细绳 A、B 平放于水平地面,绳 A 较长。分别捏住两绳中点缓慢提起,直到全 部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为 hA、hB,上述过程中克服重力做功分别为 WA、WB。若 (A)hA=hB,则一定有 WA=WB (B)hA>hB,则可能有 WA<WB ( )B, (C)hA<hB,则可能有 WA=WB (D)hA>hB,则一定有 WA>WB 16.如图,可视为质点的小球 A、B 用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半 径为 R 有光滑圆柱,A 的质量为 B 的两倍。当 B 位于地面时,A 恰与圆柱轴心等高。 A 将 A 由静止释放,B 上升的最大高度是( )C, B (A)2R (B)5R/3 (C)4R/3 (D)2R/3 三.多项选择题(共 16 分,每小题 4 分,每小题有二个或三个正确选项,全选对的,得 4 分,选对但 不全的,得 2 分,有选错或不答的,得 0 分,答案涂写在答题卡上。 ) 17.直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,电源的( )A、B、C, V (A)总功率一定减小 F2 S (B)效率一定增大 F1 (C)内部损耗功率一定减小 P (D)输出功率一定先增大后减小 A 18.位于水平面上的物体在水平恒力 F1 作用下,做速度为 v1 的匀速运动;若作用力变为斜面上的恒力 F2,物体做速度为 v2 的匀速运动,且 F1 与 F2 功率相同。则可能有( )B、D, (A)F2=F1,v1>v2 (B)F2=F1,v1<v2 (C)F2>F1,v1>v2 (D)F2<F1,v1<v2 19.图 a 为测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝 N,内侧贴有记录 薄膜,M 为正对狭缝的位置。从原子炉 R 中射出的银原子蒸汽穿过屏上的 S 缝后进入狭缝 N,在圆筒转 动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图 b 所示,NP,PQ 间距相等。则( ? )A、C, R S N M (A)到达 M 附近的银原子速率较大 图a (B)到达 Q 附近的银原子速率较大 N P Q M (C)位于 PQ 区间的分子百分率大于位于 NP 区间的分子百分率 (D)位于 PQ 区间的分子百分率小于位于 NP 区间的分子百分率 图b 20.如图,质量分别为 mA 和 mB 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为 qA 和 qB,用绝缘细线悬挂在天 花板上。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为?1 与?2(?1>?2) 。两小 球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为 vA 和 vB,最大动能分别为 EkA 和 EkB。则(
46

)A、C、D, ?1 ?2 (A)mA 一定小于 mB (B)qA 一定大于 qB (C)vA 一定大于 vB (D)EkA 一定大于 EkB B 四.填空题.(共 20 分,每小题 4 分.答案写在题中横线上的空白处或指定位置.A 本大题中第 22 题为分叉题,分 A、B 两类,考生可任选一类答题。若两类试题均做,一律按 A 类计分。 21.27Co 发生一次?衰变后变为 Ni,其衰变方程为___________在该衰变过程中还发妯频率为?1、?2 的 两个光子,其总能量为___________。27Co?28Ni+-01e,h(?1+?2) , 22A.A、B 两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A 质量为 5kg,速度大小为 10m/s,B 质量为 2kg,速度大小为 5m/s,它们的总动量大小为_________kgm/s;两者相碰后,A 沿原方向运动,速度大 小为 4m/s,则 B 的速度大小为_________m/s。40,10, 2 22B.人造地球卫星做半径为 r,线速度大小为 v 的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的 4 倍后,运 2 动半径为_________,线速度大小为_________。2r, 2 v, 23.质点做直线运动,其 s-t 关系如图所示,质点在 0-20s 内的平均速度大小为_________m/s 质点在 _________时的瞬时速度等于它在 6-20s 内的平均速度。0.8,10s 和 14s,
s/m 20
60 60 60

y /cm

S

O x1 x2
10

7

14 x/m
a

N S L b N

? F

? ?

? ?

? ?

?B ?

G

0

10

20 t/s

?

24.如图,简单谐横波在 t 时刻的波形如实线所示,经过?t=3s,其波形如虚线所示。已知图中 x1 与 x2 相距 1m, 波的周期为 T, 且 2T<?t<4T。 则可能的最小波速为__________m/s, 最小周期为__________s。 5,7/9, 25. 正方形导线框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为 k。 导体框质量为 m、边长为 L,总电阻为 R,在恒定外力 F 作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加 速度大小为__________,导体框中感应电流做功的功率为_______________。F/m,k2L4/R, 五.实验题.(共 24 分,答案写在题中横线上的空白处或括号内。 ) 26. (4 分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计 G 与线圈 L 连接,如图所示。已知线圈由 a 端开始绕至 b 端;当电流从电流计 G 左端流入时,指针向左偏转。 ( 1 ) 将磁铁 N 极向下从 线圈 上方竖 直插入 L 时 ,发 现指针 向左 偏转。 俯视 线圈, 其绕 向 为 _______________(填“顺时针”或“逆时针” ) 。 (2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离 L 时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为_______________ (填“顺时针”或“逆时针” ) 。 (1)顺时针, (2)逆时针, 27. (6 分)在练习使用多用表的实验中 (1)某同学连接的电路如图所示 ①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________的电流; ②若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是________的电阻; ③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得 的是________两端的电压。 (2) (单选)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若( )
47

(A)双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大 (B)测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量 (C)选择“?10”倍率测量时发现指针位于 20 与 30 正中间,则测量值小于 25? (D)欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大 (1)①R1 ,②R1 和 R2 串联,③R2(或电源) , (2)D,
A B C

?h

?h

?h

?h

R1

S

O O (A)

?t
(D)

R2

?t O
(B)

?t

O (C)

?t

28. (6 分)右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置 示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管 A 臂插入烧瓶,B 臂与玻璃管 C 下部用橡胶管连接,C 管开口向上,一 定质量的气体被封闭于烧瓶内。开始时,B、C 内的水银面等高。 (1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将 C 管_______(填“向上”或“向下” )移动, 直至_____________。 (2) (单选)实验中多次改变气体温度,用?t 表示气体升高的温度,用?h 表示 B 管内水银面高度的改 变量。根据测量数据作出的图线是( ) (1)向下,B、C 两管内水银面等高, (2)A, 29. (8 分)在“利用单摆测重力加速度:的实验中 (1)某同学尝试用 DIS 测量周期。如图,用一个磁性小球代替原先的摆球,在单摆下 方放置一个磁传感器,其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端 A 应接到__________。使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位 于__________。若测得连续 N 个磁感应强度最大值之间的时间间隔为 t,则单摆周期 的测量值为__________(地磁场和磁传感器的影响可忽略) 。 (2)多次改变摆长使单摆做小角度摆动,测量摆长 L 及相应的周期 T。虎后,分别取 L 和 T 的对数,所得到的 lgT-lgL 图线为______(填“直线” 、 “对数曲线”或“指数曲 A 线” ) ; 读得图线与纵轴交点的纵坐标为 c, 由此得到该地的重力加速度 g=__________。 2t (1)数据采集器,最低点(或平衡位置) , , (2)直线,4?2/102c, N-1 五.实验题 b2 1 1 26. (1)2d[ - ](2 分) , (2)B、C(3 分) , (?t2)2 (?t1)2 27. (1)②在量筒中滴入 N 滴溶液(1 分) ,③在水面上先撒上痱子粉(1 分) ,C、D, (2)1.2?10 9(3 分) , 28. (1)A、D(3 分) , (2)见图(2 分) , 29. (1)③,⑥(各 1 分) , (2)图略(2 分) , (3)①将滑动触头移至最左端(或最小) (1 分) ,③多 次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2 读数 I1、I2(1 分) , (4)r1=(k-1)R1(3 分) , 六.计算题(共 50 分) 30. (10 分)如图,将质量 m=0.1kg 的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。 环与杆间动摩擦因数?=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹 F 角?=53?的拉力 F, 使圆环以 a=4.4m/s2 的加速度沿杆运动, 求 F 的大小。 (取 sin53?=0.8,cos53?=0.6,g=10m/s2) 。 ? 令 Fsin53?=mg,F=1.25N,当 F<1.25N 时,杆对环的弹力向上,由牛顿 定律 Fcos?-?FN=ma,FN+Fsin?=mg,解得 F=1N,当 F>1.25N 时,杆对环的弹力向下,由牛顿定律 Fcos?-?FN=ma,Fsin?=mg+FN,解得 F=9N,


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31. (12 分)如图,长 L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长 L0=50cm 的空气柱被 水银柱封住,水银柱长 h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下和竖直位置,然后竖直插入水银槽,插 入后有?h=15cm 的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变,大气压强 p0=75cmHg。求: (1)插入水银槽后管内气体的压强 p; (2)管口距水银槽液面的距离 H。 ( 1 )设当转到竖直位置时,水银恰好未流出,由玻意耳定律 p = p0L/l = 53.6cmHg ,由于 p + ?gh = 83.6cmHg,大于 p0,水银必有流出,设管内此时水银柱长为 x,由玻意耳定律 p0SL0=(p0-?gh)S(L -x) ,解得 x=25cm,设插入槽内后管内柱长为 L’,L’=L-(x+?h)=60cm,插入后压强 p=p0L0/L’ =62.5cmHg, (2)设管内外水银面高度差为 h’,h’=75-62.5=12.5cm,管口距槽内水银面距离距离 H=L-L’-h’ =27.5cm, 32. (13 分)载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为 B=kI/r, 式中常量 k>0,I 为电流强度,r 为 距导线的距离。在水平长直导线 MN 正下方,矩形线圈 abcd 通以逆时针方向的恒定电流,被两根轻质 绝缘细线静止地悬挂,如图所示。开始时 MN 内不通电流,此时两细线内的张力均为 T0。当 MN 通以 强度为 I1 的电流时,两细线内的张力均减小为 T1,当 MN 内电流强度变为 I2 时,两细线内的张力均大 于 T0。 (1)分别指出强度为 I1、I2 的电流的方向; (2)求 MN 分别通以强度为 I1、I2 的电流时,线框受到的安培力 F1 与 F2 大小之比; (3)当 MN 内的电流强度为 I3 时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为 a,求 I3。 M N (1)I1 方向向左,I2 方向向右, 1 1 (2)当 MN 中通以电流 I 时,线圈所受安培力大小为 F=kIiL(r -r ) ,F1:F2=I1:I2, 1 2
a b

(3)2T0=G,2T1+F1=G,F3+G=G/ga,I1:I3=F1:F3=(T0-T1)g /(a-g)T0,I3=(a-g)T0I1/(T0 -T1)g, 33. (14 分)如图,质量为 M 的足够长金属导轨 abcd 放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为 m 的导体棒 PQ 放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc 构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为?,棒 左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨 bc 段长为 L,开始时 PQ 左侧导轨的总电阻为 R,右侧导轨单位 长度的电阻为 R0。以 ef 为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大 小均为 B。在 t=0 时,一水平向左的拉力 F 垂直作用于导轨的 bc 边上,使导轨由静止开始做匀加速直 线运动,加速度为 a。 B (1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式; b e Q a B (2)经过多少时间拉力 F 达到最大值,拉力 F 的最大值为多少? F (3)某一过程中回路产生的焦耳热为 Q,导轨克服摩擦力做功 c f P d 为 W,求导轨动能的增加量。 (1)感应电动势为 E=BLv,导轨做初速为零的匀加速运动,v=at,E=BLat,s=at2/2,感应电流的表 达式为 I=BLv/R 总=BLat/(R+2R0?at2/2)=BLat/(R+R0at2) , 2 2 2 (2)导轨受安培力 FA=BIL=B L at/(R+R0at ) ,摩擦力为 Ff=?FN=?(mg+BIL)=?[mg+B2L2at/(R +R0at2)],由牛顿定律 F-FA-Ff=Ma,F=Ma+FA+Ff=Ma+?mg+(1+?)B2L2at/(R+R0at2) ,上 式中当 R/t=R0at 即 t= a 1 2 2 RR0时外力 F 取最大值,F max=Ma+?mg+2(1+?)B L a RR0,

d

c

(3)设此过程中导轨运动距离为 s,由动能定理 W 合=?Ek,摩擦力为 Ff=?(mg+FA) ,摩擦力做功为 W-?Q Ma W=?mgs+?WA=?mgs+?Q,s= ,?Ek=Mas= (W-?Q) , ?mg ?mg

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14.物体由大量分子组成, 下列说法正确的是 ( ) A.分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大 B.分子间引力总是随着分子间距离减小而减小 C.物体的内能跟物体的温度和体积有关 D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能 解析:分子热运动符合统计规律“中间多、两头少” ,分子热运动越剧烈,物体内个别分子的动能可能 更小,故 A 错;当 r>r0 时,引力随着分子间距离减小而增大,当 r<r0 时,引力随着分子间距离减小而 减小,B 错;做功和热传递都可以改变物体的内能,D 错;根据内能的定义可知 A 正确。正确答案 A。 15.今年 4 月 30 日,西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星,其轨道半径为 2.8?107m,它与另一颗同质 量的同步轨道卫星(轨道半径为 4.2?107m)相比 ( ) A.向心力较小 B.动能较大 C.发射速度都是第一宇宙速度 D.角速度较小 解析:卫星的向心力由卫星所受地球的万有引力提供,由 F 向 ?

GMm r
2

?m

v ? m r? 2 可知 A、D 错 B r

2

正确;两颗卫星的发射速度都比第一宇宙速度大,故 C 也错。正确答案只有 B。 16 如图所示, 在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b, 则 ( ) A.线圈 a 输入正弦交变电流,线圈 b 可输出恒定电流 B.线圈 a 输入恒定电流,穿过线圈 b 的磁通量一定为零 C.线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响 D.线圈 a 的磁场变化时,线圈 b 中一定有电场 解析:由于变压器的互感作用,当线圈 a 输入正弦交变电流时,线圈 b 输出的也是正弦式交变电流, 故 A、C 均错;在线圈 a 中输入恒定电流,穿过线圈 b 的磁通量保持恒定且不为零,从而 B 也错误。正 确答案:D。 17.如图为氢原子能级图示意图的一部分, 则氢原子 ( ) A.从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出的电磁波的波长长 B.从 n=5 能级跃迁到 n=1 能级比从 n=5 能级跃迁到 n=4 能级辐射出的电磁波的速度大 C.处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的 D.从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外辐射出能量 解析:辐射出的电磁波的能量 E=hν=hc/λ=Em-En,所以 A 正确;电磁波在真空中速度都是光速 c,故 B 错;处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是不一样的,C 也错误;从高能级向低能级跃迁时, 是氢原子一定向外辐射出能量,不是原子核辐射能量,故 D 也错误。正确答案:A。 18.a、b 两种单色光组成的光束从介质进入空气时,其折射光线如图所示。用 a、b 两光束 ( ) A.先后照射双缝千涉实验装置,在缝后屏上都能出现干涉条纹,由此确定光是横波 B.先后照射某金属,a 光照射时恰能逸出光电子,b 光照射时也能逸出光电子 C.从同一介质以相同方向射向空气.其界面为平面,若 b 光不能进入空气,则 a 光也不能进入空气 D .从同一介质以相同方向射向空气.其界面为平面,a 光的反射角比 b 光的反射角大 解析:确定光是横波应该用光的偏振实验,故 A 错;由题图可知 a 光的折射率大于 b 光的折射率,可 知 a 光的频率大于 b 光的频率, 根据光电效应规律, B 光照射时一定不能逸出光子, B 错; 因为 sinC=1/n, 所以 a 光发生全反射的临界角较大,故 C 正确;由光的反射定律可知,二者反射角应该相同,故 D 错。 正确答案:C 19.在 xOy 平面内有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,波速为 2m/s,振幅为 A。M、N 是平衡位置相距 2m 的两个质点,如图所示。在 t=0 时,M 通过其平衡位置沿 y 轴正方向运动,N 位于其平衡位置上方 最大位移处。已知该波的周期大于 1s。则 ( )
50

5 A.该波的周期为3 s 1 B.在 t=3 s 时,n 的速度一定为 2m/s C.从 t=0 到 t=1s,M 向右移动了 2m 1 2 D.从 t=3 s 到 t=3 s,M 的动能逐渐增大 解析: 由题意可知波源起振方向沿 y 轴正方向, 周期大于 1s, 可画出 t=0 时的波形图如图, 则波长 λ=8m/3, 周期 T=λ/v=4/3s,则 A 错;质点的振动速度与波速是两个不同的概念,B 错;质点不会随波迁移,C 也 错误;1s/3 就是 T/4,可以画出 T/4 时的波形图就可以判断只有 D 项正确。正确答案:D。 20.半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体杆,单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置,整 个内部区域分布着竖直向下的匀强盛场,磁感应强度为 B0.杆在圆环上以速度 v0 平行于直径 CD 向右做 匀速直线坛动.杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心 O 开始,杆的位置由θ 确定,如图所示。则 A.θ=0 时, 杆产生的电动势为 2Bav C.θ=0 时,杆受的安培力大小为 π B. θ=3 时, 杆产生的电动势为 3Bav π D.θ=3 时,杆受的安培力大小为 ( )

2 B 2 av (? ? 2) R0

3B 2 av (5? ? 3) R0

解析:θ =0 时,杆长为 2a,由 E=BLv=2Bav 可知 A 正确;θ =π/3 时,杆长为 a,E=BLv=Bav,故 B 错;因 为安培力 F=B2L2v/R 总,θ =0 时,R 总=(π+2)aR0,θ =π/3 时,R 总=(5π/3+1)aR0 代入可知 C 错 D 对。正 确答案:AD 如图所示, 劲度系数为 k 的轻弹簧的一端固定在墙上, 另一端与置于水平面上质量为 m 的物体接触 (未 连接) ,弹簧水平且无形变。用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了 x0,此时物体 静止。撤去 F 后,物体开始向左运动,运动的最大距离为 4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为 μ,重 力加速度为 g。 则 ( ) A.撤去 F 后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动 B.撤去 F 后,物体刚运动时的加速度大小为

kx0 ? ?g m

C.物体做匀减速运动的时间为 2

x0 ?g

D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 ?mg ( x0 ?

?mg
k

)

解析:撤去 F 后,在物体离开弹簧的过程中,弹簧弹力是变力,物体先做变加速运动,离开弹簧之后 做匀变速运动,故 A 错;刚开始时,由 kx0-μmg=ma 可知 B 正确;离开弹簧之后做匀减速运动,减速 时间满足 3x0=a1t2/2, a1=μg 则 t= 6x0 / ?g , 从而 C 错; 速度最大时合力为零, 此时弹簧弹力 F=μmg=kx, x=μmg/k,所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为

?m g ? ? ? ,D 正确。正确答案:BD W f ? ?mg?x0 ? x ? = ?m g? x0 ? k ? ?
22. (17 分) (1)某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为 mA 和 mB 的 A、B 小球处于同一高度,M 为 A 球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片,使 A 球 沿水平方向飞出,同时松开 B 球,B 球自由下落。A 球落到地面 N 点处,B 球落到地面 P 点处。测得 mA=0.04 kg,mB=0.05kg,B 球距地面的高度是 1.225m,M、N 点间的距离为 1.500m,则 B 球落到 P 点
51

的时间是____s,A 球落地时的动能是____J。 (忽略空气阻力,g 取 9.8m/s2) 解析:由 h=gt2/2 可知 B 球落到 P 点的时间是 0.5s;A 球初速度为 v0=1.500/0.5m/s=7.5m/s,则 A 球落地时的动能为 mAv02/2+mAgh=0.66J。 (2)某学习小组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: 小灯泡 L,规格“4.0V.0.7A”; 电流表 A1,量程 3A,内阻约为 0.1Ω; 电流表 A2,量程 0.6A,内阻 r2=0.2Ω; 电压表 V,量程 3V,内阻 rV=9kΩ; 标准电阻 R1,阻值 1Ω; 标准电阻 R2,阻值 3 kΩ; 滑动变阻器 R,阻值范围 O~ 10Ω,; 学生电源 E,电动势 6V,内阻不计; 开关 S 及导线若干。

①甲同学设计了如图 1 所示的电路来进行测量, 当通过 L 的电流为 0.46A 时, 电压表的示数如图 2 所示, 此时 L 的电阻为____Ω。 ②乙同学又设计了如图 3 所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在 L 上的电压值是 ____V。 ③学习小组认为要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。请你在乙同学的基础 上利用所供器材,在图 4 所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。 解析:○ 1 由图 2 可读出电压表的示数为 2.30V,所以此时 L 的电阻为 2.30V/0.46A=5Ω; 2 电压表指针指在最大刻度时,电压表示数为 3.00V,加在 L 上的电压值为 U L ? ○

UV ? rV ? R 2 ? ? 4V rV

3 由于电压表量程太小,所以需要改装,将它与 R2 串联即成为一个量程为 4.0V 的新的电压表;电流 ○ 表 A1 量程太大,不可用,可以将 A2 改装:将它并联一个小电阻 R1 则成为一个量程为 0.72A 的新的电 流表了。由于灯泡的电阻远小于电压表内阻而与电流表内阻相差不多,属于小电阻,故用电流表外接 法比较合适。答案如图 1 较合适,若用图 2 则不太合适。

说明:画出答图 1 给 4 分,只画出答图 2 给 2 分。 23. (16 分)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提 水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高 20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传 动效率为 80%的皮带,带动效率为 60%的离心水泵工作。工作电压为 380V,此时输入电动机的电功率 为 19kW,电动机的内阻为 0.4Ω。已知水的密度为 1×l03kg/m3,重力加速度取 10m/s2。求: (1)电动机内阻消耗的热功率; (2)将蓄水池蓄入 864m3 的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度) 。 23.解:(l)设电动机的电功率为 P,则 P=UI 设电动机内阻 r 上消耗的热功率为 Pr,则 Pr=I r
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2

① ②

代入数据解得 Pr=1×103W 说明:①③式各 2 分,②式 3 分。



(2)设蓄水总质量为 M,所用抽水时间为 t。已知抽水高度为 h,容积为 V,水的密度为 ρ,则 M=ρV 设质量为 M 的河水增加的重力势能为△Ep,则△Ep=Mgh 设电动机的输出功率为 P0,则 P0=P-Pr 根据能量守恒定律得 P0t×60%×80%=△Ep 代人数据解得 t=2×l04s ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

说明:④⑤式各 1 分,⑥⑧式各 2 分,⑦式 3 分。 24. (19 分)如图所示,ABCD 为固定在竖直平面内的轨道,AB 段光滑水平,BC 段为光滑圆弧,对应的 圆心角 θ= 370,半径 r=2.5m,CD 段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强 大小为 E=2×l05N/C、 方向垂直于斜轨向下的匀强电场。 质量 m=5×l0-2kg、 电荷量 q=+1×10-6C 的小物体 (视 为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在 C 点以速度 v0=3m/s 冲上斜轨。以小物体通过 C 点 时为计时起点,0.1s 以后,场强大小不变,方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数 μ=0.25。设小 物体的电荷量保持不变,取 g=10m/s2.sin370=0.6,cos370=0.8。 (1)求弹簧枪对小物体所做的功; (2)在斜轨上小物体能到达的最高点为 P,求 CP 的长度。 24.解(1)设弹簧枪对小物体做功为 Wf,由动能定理得 1 Wf-mgr(l-cosθ)=2 mv02 ①代人数据得 Wf=0.475J②说明:①式 4 分,②式 2 分。 (2)取沿平直斜轨向上为正方向。设小物体通过 C 点进入电场后的加速度为 a1, 由牛顿第二定律得-mgsinθ-μ(mgcosθ+qE)=ma1 ③ 小物体向上做匀减速运动,经 t1=0.1s 后,速度达到 v1,有 v1=v0+a1t1③ 1 由③④可知 v1=2.1m/s,设运动的位移为 s1,有 sl-v0t1+2 a1t12 ⑤

电场力反向后,设小物体的加速度为 a2,由牛顿第二定律得-mgsinθ-μ(mgcosθ-qE)=ma2⑥ 设小物体以此加速度运动到速度为 0,运动的时间为 t2,位移为 s2,有 0=v1+a2t2 ⑦ 1 s2=v1t2+2 a2t22⑧设 CP 的长度为 s,有 s=s1+s2⑨联立相关方程,代人数据解得 s=0.57m⑩

说明:③⑥式各 3 分,④⑤⑦⑧⑨式各 1 分,⑩式 2 分。 25. (20 分)如图所示,水平虚线 X 下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强 磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出) 。质量为 m,电荷量 为+q 的小球 P 静止于虚线 X 上方 A 点,在某一瞬间受到方向竖直 向下、大小为 I 的冲量作用而做匀速直线运动。在 A 点右下方的 磁场中有定点 O,长为 l 的绝缘轻绳一端固定于 O 点,另一端连 接不带电的质量同为 m 的小球 Q,自然下垂。保持轻绳伸直,向 右拉起 Q,直到绳与竖直方向有一小于 50 的夹角,在 P 开始运动 的同时自由释放 Q,Q 到达 O 点正下方 W 点时速率为 v0。P、Q 两小球在 W 点发生正碰,碰后电场、磁场消失,两小球粘在一起 运动。P、Q 两小球均视为质点,P 小球的电荷量保持不变,绳不 可伸长,不计空气阻力,重力加速度为 g。 (1)求匀强电场场强 E 的大小和 P 进入磁场时的速率 v; (2)若绳能承受的最大拉力为 F,要使绳不断,F 至少为多大? (3)求 A 点距虚线 X 的距离 s。
53

解析: 情景分析:竖直平面、整个空间有电场、虚线 X 下方有匀强电场、小球在复合场中运动、单摆等 过程分析:小球 P 匀速直线运动;小球 P 在复合场中作匀速圆周运动;单摆 Q 的往复运动;P 与 Q 在 W 点发生完全非弹性碰撞;碰后粘合体在重力场中往复运动。 模型分析:匀速直线运动、带电体在复合场中匀速圆周运动、单摆、完全非弹性碰撞、竖直面内圆周 运动与牛顿定律等。 关键点:抓住小球 P 和小球 Q 从开始到碰撞所经历的时间相等;单摆的运动具有周期性! 25.解:(1)设小球 P 所受电场力为 F1,则 F1=qE ① 在整个空间重力和电场力平衡,有 Fl=mg ②联立相关方程得 E=mg/q ③ 设小球 P 受到冲量后获得速度为 v,由动量定理得 I=mv ④ 得 v=I/m ⑤说明:①②③④⑤式各 1 分。 (2)设 P、Q 同向相碰后在 W 点的最大速度为 vm,由动量守恒定律得 mv+mv0=(m+m)vm ⑥ (m+m) 2 此刻轻绳的张力也为最大,由牛顿运动定律得 F-(m+m)g= l vm 联立相关方程,得 I+mv0 F=( 2ml )2+2mg ⑦

⑧说明:⑥⑦式各 2 分,⑧式 1 分。 s tP1=v ⑨ ⑩

(3)设 P 在肖上方做匀速直线运动的时间为 h,则

πm 设 P 在 X 下方做匀速圆周运动的时间为 tP2,则 tP2=2Bq

设小球 Q 从开始运动到与 P 球反向相碰的运动时间为 tQ,由单摆周期性,有 t Q ? (n ? )2? 由题意,有 tQ=tP1+ tP2 12

1 4

l 11 g

联立相关方程,得 s ? (n ? )

1 2?I 4 m

l ?I ? g 2Bq

n 为大于 ?

? m ? 4 Bq ?

g 1? ? ? 的整数 l 4? ?

13

设小球 Q 从开始运动到与 P 球同向相碰的运动时间为 tQ?,由单摆周期性,有 t Q ? (n ? )2?

?

3 4

l 14 g

同理可得 s ? (n ? )

3 2?I 4 m

l ?I ? g 2Bq

n 为大于 ?

? m ? 4 Bq ?

g 3? ? ? 的整数 l 4? ?

15

说明:⑨11 12 14 式各 1 分,⑩ 13 15 式各 2 分。

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2012 年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷) 理综物理(详细解析)
一,单项选择题(每小题 6 分,共 30 分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的) 1. 下列说法正确的是 ( ) A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B. 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C. 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 1. 解析:半衰期是原子的物理属性,不能采用物理或化学方法改变;高空遥感是用红外线的;由于核 子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损; 氢原子从高能量的激发态跃迁到低能量的基态时放出能 量,所以放出光子。答案 B。 2. 如图所示,金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由 M 向 N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 ? ,如果仅改变下列某一个条件, ? 角的相应变化 情况是 ( ) A. 棒中的电流变大, ? 角变大 B. 两悬线等长变短, ? 角变小 C . 金属棒质量变大, ? 角变大 D. 磁感应强度变大, ? 角变小 2. 解析:水平的直线电流在竖直磁场中受到水平的安培力而偏转,与竖直方向形成夹角, 此时它受拉力、重力和安培力而达到平衡,根据平衡条件有 tan? ?

F安 mg

?

BIL ,所以棒子 mg

中的电流增大 θ 角度变大;两悬线变短,不影响平衡状态,θ 角度不变;金属质量变大 θ 角度变小;磁感应强度变大 θ 角度变大。答案 A。 3. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动, 假如该卫星变轨后做匀速圆周运动, 动能减小为原来的 1/4, 不考虑卫星质量的变化, 则变轨前后卫星的 ( ) A.向心加速度大小之比为 4:1 B.角速度大小之比为 2:1 C.周期之比为 1:8 D.轨道半径之比为 1:2 3. 解析:根据向心加速度表达式 a ?

m v2 知在动能减小时势能增大,地球卫星的轨道半径增大,则向 R

v2 Mm ? G 2 化简为 Rv2 ? GM ,知在动能减 心加速度之比大于 4; 根据万有引力和牛顿第二定律有 m R R
小速度减小则轨道半径增大到原来的 4 倍;同理有 m( 平方增大到 8 倍;根据角速度关系式 ? ?

2? 2 Mm R 3 GM ) R ? G 2 化简为 2 ? ,则周期的 T R T 4? 2

2? 1 ,角速度减小为 。答案 C。 T 8

4.通过一理想变压器,经同一线路输送相同电功率 P,原线圈的电压 U 保持不变,输电线路的总电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 K 时,线路损耗的电功率为 P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk,线路损耗胡电功率为 P2, 则 P1 和

P2 分别为 P1





A.

PR 1 , kU n

( B

P 2 1 )R , n kU
55

C.

PR 1 , 2 kU n

D(

P 2 1 )R , 2 n kU

4. 解析:根据变压器的变压比有 k ?

U1 U , nk ? 2 线路的输送功率不变有 P ? U1 I1 ? U 2 I 2 根据焦 U U

耳定律有 P 1 ? I1 R ? (
2

P I 2 U12 P 2 P 1 2 ) R ? ( ) 2 R , P2 ? I 2 R, 2 ? 2 ? 2 ? 2 。答案 D。 2 U1 kU P1 I1 U 2 n

5. 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图 中 A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行, 最后离开电场, 粒子只受静电力作用, 则粒子在电场中 ( ) A.做直线运动,电势能先变小后变大 B.做直线运动,电势能先变大后变小 C.做曲线运动,电势能先变小后变大 D.做曲线运动,电势能先变大后变小 5. 解析:两个固定的的等量异号点电荷产生电场的等势面与电场线垂直,且沿电场线电势减小,所以 等量异号点电荷和它们间的直线电场线如图所示。 当带负电的粒子进入电场受到与其速度垂直的电场力 而偏转做曲线运动。电子在斜向左的电场力作用下向左偏转,电场力做正功粒子的动能增加,电势能减 小。答案 C。 二、不定项选择题(每小题 6 分,共 18 分。每小题给出的 4 个选项中,都有多个选项是正确的,全部 选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分) 6、半圆形玻璃砖横截面如图,AB 为直径,O 点为圆心。在该截面内有 a 、b 两束单色可见 光从空 气 垂直于 AB 摄入玻璃砖, 两入射点到 O 的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示: 则 a、b 两束光, ( ) A 在同种均匀介质中传播,a 光的传播速度较大 B 以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角大 C 若 a 光照射某金属表面能发生光电效应,b 光也一定能 D 分别通过同一双缝干涉装置,a 光的相邻亮条纹间距大 6. 解析:当光由光密介质—玻璃进入光疏介质—空气时发生折射或全反射,b 发生全反射说明 b 的入射 角大于或等于临界角,a 发生折射说明 a 的入射角小于临界角,比较可知在玻璃中 a 的临界角大于 b 的 临界角;根据临界角定义有 sin C ?

c 1 玻璃对 a 的折射率小;根据 n ? 在玻璃中 a 光的速度大,A 正 v n

确;通过色散现象分析比较 a 的折射率小,a 光的频率小波长大;双缝干涉相邻亮条纹间距大小与波长 成正比,a 光的相邻亮条纹间距大,D 正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率, 频率小的 a 光能发生光电效应,则频率大的 b 光一定能,C 正确;根据折射定律 n ?

sin i ,在入射角 i sin r

相同时 b 的折射率大则折射角 r 小,B 错误。答案 ACD。 7. 沿 X 轴正向传播的一列简谐横波在 t=0 时刻的波形如图所示,M 为介质中的一个质点,该波的传播 速度为 40m/s,则 t= A. B. C. D.

1 s 时 40





质点 M 对平衡位置的位移一定为负值 质点 M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 质点 M 的加速度方向与速度方向一定相同 质点 M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

7. 解析:由波的图像知波长是 1m,所以波源的振动周期是 T ?

?
v

?

T 4 1 ? s,则 t ? ;波是沿 x 4 40 10

轴正方向传播,可判断质点 M 在 0 时刻沿 y 轴正方向振动,t 时刻在 x 轴上方向下运动位移为正,速度 为负,加速度为负,A B 错误,C D 正确。答案 C D。
56

8. 如图甲所示,静止在水平地面的物块 A,受到水平向右的拉力 F 的作用,F 与时间 t 的关系如图乙所 示,设物块与地面的静摩擦力最大值 fm 与滑动摩擦力大小相等,则 ( ) A.0—t1 时间内 F 的功率逐渐增大 B.t2 时刻物块 A 的加速度最大 C.t2 时刻后物块 A 做反向运动 D.t3 时刻物块 A 的动能最大 8. 解析:由 F 与 t 的关系图像 0~t1 拉力小于最大静摩擦力物块静止 F 的功率为 0,A 错误;在 t1~t2 阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动, 在 t2~t3 阶段拉力大于最大静摩擦力物块做 加速度减小的加速运动,在 t2 时刻加速度最大,B 正确,C 错误;在 t1~t3 物块一直做加速运动,在 t3~ t4 拉力小于最大静摩擦力物块开始减速,在时刻速度最大,动能最大,D 正确。答案 BD。

第二卷
9.(18 分) (1)质量为 0.2kg 的小球竖直向下以 6m/s 的速度落至水平地面,再以 4m/s 的速度反向弹 回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kg?m/s。 2 若小球与地面的作用时间为 0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小为 N(g=10m/s ) 。 9.(18 分) (1)解析:取竖直向上为正方向则初动量为负末动量为正,动量变化为

?p ? p? ? p ? 4 ? 0.2 ? (?6 ? 0.2) ? 2 kgm/s F ?

?p 2 ? mg ? ? 0.2 ? 10 ? 12 N t 0.2

(2)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 ①他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹 紧,如图所示。这样做的目的是 (填字母代号) 。 A.保证摆动过程中摆长不变 B.可使周期测量得更加准确 C.需要改变摆长时便于调节 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)①解析:用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线增加了线与悬挂处的摩擦保证摆长不变;改变摆长时用 力拉不会将摆线拉断,方便调节摆长;AC 正确。 ②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度 L=0.9990m, 再用游标卡尺测量摆球直径, 结果如图所示, 则摆球的直径为 mm, 单摆摆长为 m。 ②解析:用 10 分度游标卡尺主尺读数为 12mm ,游标尺读数为 0 ,则摆球的直径为 12mm+0 ? 0.1mm=12.0mm。单摆摆长为 l ? L ?

D 0.012 ? 0.9990 ? ? 0.9930 mm 2 2

③下列摆动图像真实地描述了对摆长约为 1m 的单摆进行周期测量的四种操作过程, 图中横坐标原点表 示计时开始,A、B、C 均为 30 次全振动图象,已知 sin5°=0.087,sin15°=0.026, 这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 (填字母代号)

③解析: 单摆的振动在摆角小于 5 度才能看作简谐振动, 在测量周期时计时起点应该选择在平衡位置 (速 度大误差小) 。根据摆角估算振幅 A1 ? l sin 5? ? 0.993? 0.087 ? 0.086m=8.6cm,A B 振幅合理。
57

A1 ? l sin 15? ? 0.993? 0.26 ? 0.25 m=25cm,C D 振幅不合理错误。
A 中振动图像的计时起点在平衡位置是合理的,B 中振动图像的计时起点在正的最大位置是不合理的。 答案 A。 (3)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标 准电流表 G1 来校对待测电流表 G2 的满偏电流和测定 G2 内阻的电路,如图所示。已知 G1 的量程略大于 G2 的量程,图中 R1 为滑动变阻器。R2 为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为__________________(填步骤的字母代号) A. 合上开关 S2 B. 分别将 R1 和 R2 的阻值调至最大 C. 记下 R2 的最终读数 D. 反复调节 R1 和 R2 的阻值,使 G1 的示数仍为 I1,使 G2 的指针偏转到满刻度的一半,此时 R2 的最终 读数为 r E. 合上开关 S1 F. 调节 R1 使 G2 的指针偏转到满刻度,此时 G1 的示数为 I1,记下此时 G1 的示数 ②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的 G2 内阻的测量值与真实值相比_______(填“偏大” 、 “偏 小”或“相等” ) ③若要将 G2 的量程扩大为 I,并结合前述实验过程中测量得结果,写出须在 G2 上并联的分流电阻 RS 的 表达式,RS=_______。 (3)①解析:在组装实验时正确操作是将所有开关断开,将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大,然 后闭合电源控制开关 S1,就可以校对待测表 G2,由于标准表和待测表串联流过的电流相等,这时就可 以调节 R1 由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对,直到待测表满偏。校对完成后闭合开关 S2 构成 半偏法测量表头 G2 内阻的电路,在没有 G1 的情况下只调节 R2 使待测表半偏,则表头内阻等于 R2 此时 的读数,这种做法会造成 G1 的示数增大(原理上是不变) ,误差大。由于有 G1 可以方便观察干路电流 的变化,所以操作为闭合开关 S2 反复调节 R1 和 R2 使标准表达到待测表满偏时的电流值,同时使待测表 半偏,则表头内阻等于 R2 此时的读数。正确顺序为 B、E、F、A、D、C。 ②解析:由于 G1 测量了干路电流,G2 测量了支路电流,另一直流电流是两表示数之差,然后根据并联 电路电流电阻成反比准确计算。答案”相等”。 ③解析:扩大电流表的量程需要并联一个电阻,根据并联关系有 rI 1 ? ( I ? I1 ) RS ,则 RS ?

I1 r I ? I1

10、 (16 分)如图所示,水平地面上固定有高为 h 的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面 高也为 h,坡道底端与台面相切。小球 A 从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在 台面上的小球 B 发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水 平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为 g。求 (1)小球 A 刚滑至水平台面的速度 VA (2)A、B 两球的质量之比 ma:mb 10. (16 分)解析: (1)小球 A 在坡道上只有重力做功机械能守恒,有

1 2 m Av A ? m A gh 2



58

解得

v A ? 2gh



(2)小球 A、B 在光滑台面上发生碰撞粘在一起速度为 v,根据系统动量守恒得

mA v A ? (mA ? mB )v
离开平台后做平抛运动,在竖直方向有 在水平方向有 联立②③④⑤化简得



1 2 gt ? h 2 1 h ? vt 2

④ ⑤

mA∶ mB ? 1 ∶ 3

11. (18 分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距 L=0.5m,左端接有阻 值 R=0.3Ω 的电阻,一质量 m=0.1kg,电阻 r=0.1Ω 的金属棒 MN 放置在导轨上,整个装置置于竖直向上 的匀强磁场中,磁场的磁感应强度 B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始 a=2m/s2 的加速度 做匀加速运动,当棒的位移 x=9m 时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路 中产生的焦耳热之比 Q1:Q2=2:1.导轨足够长且电阻不计, 棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨 保持良好接触。求 (1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻 R 的电荷量 q; (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2; (3)外力做的功 Wf。 11. (18 分)解析: (1)棒匀加速运动所用时间为 t,有

1 2 at ? x 2

t?

2x 2?9 ? ? 3s a 2

根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为

I?

E ?? Blx 0.4 ? 0.5 ? 9 ? ? ? ? 1.5 A R ? r t (r ? R) t (r ? R) 3 ? (0.3 ? 0.1)

根据电流定义式有 q ? It ? 1.5 ? 3 ? 4.5 C (2)撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为 v ? at ? 2 ? 3 ? 6 m/s 撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动, 安培力做负功先将棒的动能转化为电能, 再通过电流做功将 电能转化为内能,所以焦耳热等于棒的动能减少。有 Q2 ? ?E k ? (3)根据题意在撤去外力前的焦耳热为 Q1 ? 2Q2 ? 3.6 J 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功(其大小等于焦耳热 Q1) 、重力不做功共同使棒的动能增大,根 据动能定理有 ?Ek ? WF ? Q1 则 ?Ek ? WF ? Q1 ? ?Ek ? 3.6 ? 1.8 ? 5.4 J 12.(20 分)对铀 235 的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为 m、电荷 量为 q 的铀 235 离子,从容器 A 下方的小孔 S1 不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔 S2 垂直与磁场方向进入磁感应强度为 B 的均强磁场中,做半径为 R 的匀速圆周运动,离子行进半个圆周 后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流 I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。 (1)求加速电场的电压 U; (2)求出在离子被收集的过程中任意间 t 内收集到离子的质量 M;
59

1 2 1 mv ? ? 0.1 ? 6 2 ? 1.8 J 2 2

(3)实际上加速电压的大小会在 U±Δ U 范围内微小变化。若容器 A 中有电荷量相同的铀 235 和铀 238 两种离子, 如前述情况它们经电场加速后进入磁场中发生分离, 为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不

?U 应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字) U 1 2 12.(20 分)解析: (1)铀粒子在电场中加速到速度 v,根据动能定理有 mv ? qU 2
发生交叠, 进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动,根据牛顿第二定律有 qvB ?



m v2 ② R

qB 2 R 2 由以上两式化简得 U ? ③ 2m
(2)在时间 t 内收集到的粒子个数为 N,粒子总电荷量为 Q,则

Q ? It ④ N ?

Q ⑤ M ? Nm ⑥ q m It ⑦ q

由④④⑤⑥式解得 M ?

(3)两种粒子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,即不要重合,由可得半径为 R ?

1 2m U ⑧ B q

由此可知质量小的铀 235 在电压最大时的半径存在最大值 Rmax ?

1 2m(U ? ?U ) B q

质量大的铀 238 质量 m ? 在电压最小时的半径存在最小值 Rmin ?

1 2m(U ? ?U ) B q

所以两种粒子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为

1 2m(U ? ?U ) 1 2m(U ? ?U ) < ⑨ B q B q


化简得

?U m? ? m 238u ? 235u 3 ? ? ? 0.63 ﹪ < U m? ? m 238u ? 235u 473

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2012 年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷) 理综物理(详细解析)
一、选择题(本题共 17 小题。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.如图所示,与水平面夹角为 30°的固定斜面上有一质量 m=1. 0kg 的物体。细绳的一端与物体相连, 另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为 4.9N.关于物体 受力的判断(取 g=9.8 m/s2) ,下列说法正确的是 ( ) A.斜面对物体的摩擦力大小为零 B.斜面对物体的摩擦力大小为 4.9N,方向沿斜面向上 C.斜面对物体的支持力大小为 4.9 3 N,方向竖直向上 D.斜面对物体的支持力大小为 4.9N,方向垂直斜面向上 【答案】A【考点】受力分析【解析】物体的重力下滑分量可知为 4.9N,弹簧拉力为 4.9N,物块沿斜面 方向手里平衡,所以摩擦力应为 0。 15.如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太 阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是 ( ) A.太阳对各小行星的引力相同 B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 【答案】C【考点】万有引力与天体运动【解析】根据行星运行模型,离地越远,线速度越小,周期越 大,角速度越小,向心加速度等于万有引力加速度,越远越小,各小行星所受万有引力大小与其质量相 关,所以只有 C 项对。 16.用拿握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示,绳上 a、 b 两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是 ( ) A.a、b 两点之间的距离为半个波长 B.a、b 两点振动开始时刻相差半个周期 C.b 点完成全振动次数比 a 点多一次 D.b 点完成全振动次数比 a 点少一次 【答案】D【考点】机械振动与机械波【解析】ab 两点是波上相邻两波峰,其间距为一个波长,波在传 播是在一个周期里传播一个波长,所以波的前端从 a 到 b 需要一个周期的时间,a 质点比 b 质点提前一 个周期起振,所以 b 比 a 完成的全振动少多一次。 17.功率为 l0W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为 60W 的白炽灯相当。根据国家节能战略,2016 年前普通自织灯应被淘汰。假设每户家庭有 2 只 60W 的白炽灯,均用 10W 的 LED 灯替代,估算出全国 一年节省的电能最接近 ( ) 8 l0 ll 13 A. 8?l0 kW.h B.8?l0 kW.h C.8?l0 kW.h D.8?l0 kW.h 【答案】B【考点】电功、电功率及估算【解析】 估算取值:每户节约 功率为 100W,每天用灯 6 小时,每年 365 天,全国估计为 4 亿户, W ? Pt ,得结果与 B 最接近。 二、选择题(本题共 3 小题。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的。全部选 对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分.) 18.由光滑细管组成的轨道如图所示,其中 AB 和 BC 段是半径为尺的四分之一圆弧,轨道固定在竖直 平面内。一质量为 m 的小球,从距离水平地面高为 H 的管口 D 处静止释放,最后能够从 A 端水平抛出 落到地面上。 下列说法正确的是 ( ) A.小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 RH ? 2R2 B.小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 2RH ? 4R2
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C.小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H>2R D.小球能从纲管 4 端水平抛出的最小高度 Hmin=5R/2 【答案】BC【考点】机械能守恒、平抛运动【解析】当小球从 H=2R 处落下,到 A 点速度为 0,落点距 A 水平距离为 0;取 H=4R,小球到达 A 处有

1 2 1 4R mv ? 2mgR , v ? 2 gR , gt 2 ? 2 R , t ? ,对照 2 2 g

AB 项代入 H=4R,知 B 项对;竖直平面内小球在管道中过顶的最小速度为 0,根据机械能守恒知,小球要 到达 A 点,则需要 H>2R 即可。 19.用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩 擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为 0.5cm 对圆环被吸引到笔套上,如图所示 对上述现 象的判断与分析, 下列说法正确的是 ( ) A,摩攘使笔套带电 B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷 C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D.笔套碰刭圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和 【答案】ABC【考点】电荷守恒定律【解析】绝缘材料做的笔套与头发摩擦,摩擦起电,A 项对;笔套 靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷 ,感应起电,B 项对;环刚被吸引向上运动,一定是静电 力的合力大于圆环的重力,随后距离减小,引力增大,所以整个过程中静电力的合力大于圆环的重力 , C 项对。笔套碰到圆环后,由于笔套是绝缘体,极少电荷转移,所以圆环上仍然多是感应电荷,不能中 和,D 项错。 20. 为了测量储罐中不导电液体的高度, 将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器 C 置于储罐 中,电容器可通过开关 S 与线圈 L 或电源相连,如图所示。当开关从 a 拨到 b 时,由 L 与 C 构成的回路 中产生周期 T ? 2? LC 的振荡电流。当罐中的液面上升时 ( ) A.电容器的电容减小 B.电容器的电容增大 C.LC 回路的振荡频率减小 D.LC 回路的振荡频率增大 【答案】BC【考点】电容器【解析】根据平行板电容的电容公式

C?

板间的平均电介质 ? 增大,得 C 增大,B 项对;LC 振荡电路周期 ,在 C 增大时,T 增大, 所以频率减小,C 项对。 21.(10 分)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了 4 枚大头针,如图甲所示。 (1) 在答题纸上相应的图中画出完整的光路图; (2) 对你画出的光路图进行测量和计算, 求得该玻璃砖的折射率 n=__________ (保留 3 位有效数字) ; (3) 为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了 8 枚大头 针,如图乙所示。图中 P1 和 P2 是同一入射光线上的 2 枚大头针,其对应出射光线上的 2 枚大头针是 P3 和_________(填“A "或“B”).

?S 4? kd

,知道液面上升,则

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21 题(2)1.51(在 1.51 的误差 0.03 范围内都可以) (3)A 21. 【答案】 (1)如图(2)

【考点】光的折射定律,测玻璃折射率实验 【解析】 (2) 以入射点为圆心以 R 为半径作圆,与入射光线和折射光线相交,过交点作法线垂线,测 量长度得 x1、x2,由 n ?

sin ?1 x1 ? ,根据测得值求出 n=1.31 ,保留 2 为有效数字。 sin ? 2 x2

22. (10 分)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。 (1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表: 弹力 F(N) 伸长量 x(10 m)
-2

0. 50 0. 74

1.00 1.80

1. 50 2. 80

2.00 3.72

2.50 4.60

3.00 5.58

3.50 6.42

用作图法求得该弹簧的劲度系数 k=__________N/m: . (2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹 力值为 2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力 F 合_________; (3)由图得到 F 合=__________N.

22 题 53(正负 2 以内都算对) (2)2.10(在正负 0.02 范围内都算对) (3)作图正确,3.3(在正负 0.2 范围内都算对 【答案】 (1)54,(2)2.10, (3)3.3【考点】“探究求合力的方法”实验 【解析】 (1)根据图线斜率求得弹簧的劲度系数 k=54N/m; (2)读数时估读一位,F=2.10N; (3)作图,在同一力的图示中使用相同的比例标尺,做平行四边形, 量出如图对角线的长度,根据比例标尺换算出合力,F 合=3.3N。

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23. (16 分)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石腊做成两条质量均 为 m、形状不同的“A 鱼”和“B 鱼” ,如图所示。在高出水面 H 处分别静止释放“A 鱼”和“B 鱼” , “A 鱼”竖直下潜 hA 后速度减为零, “B 鱼”竖直下潜 hB 后速度减为零。 “鱼”在水中运动时,除受重 力外,还受浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 10/9 倍,重力加速度为 g, “鱼” 运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。求: (1)“A 鱼”入水瞬间的速度 VA1; (2)“A 鱼”在水中运动时所受阻力 fA; (3)“A 鱼”与“B 鱼”在水中运动时所受阻力之比 fA:fB。 【考点】匀变速运动、牛顿定律 【解析】 (1)A 从 H 处自由下落,机械能守恒 mgH ?

1 mv A12 ,解得 vA1 ? 2gH 2

(2)小鱼 A 入水后做匀减速运动, 2 gH ? 2aAhA 得减速加速度: a A ?

H g, hA

F浮 A ?

10 H 1 mg 由牛顿第二定律: F浮A +f A ? mg ? maA 解得: f A ? mg ( ? ) 9 hA 9

(3)同理可得 f B ? mg (

(9 H ? hA )hB H 1 ? ) ,得: f A : f B ? hB 9 (9 H ? hB )hA

24.(20 分)如图所示,两块水平放置、相距为 d 的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧 区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。 将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面, 从喷口连续不断喷出质 量均为 m、水平速度均为 v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至 U,墨Ⅱ滴在电场区域恰能沿水平 向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后’最终垂直打在下板的 M 点。 (1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度 B 的值; (3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置。为了使墨滴仍能到达下板肜点,应将磁 感应强度调至 B/,则 B/的大小为多少? 24. 【答案】 q ?

vU 4v U mgd ,B ? 0 2 ,B' ? 0 2 U gd 5 gd
U mgd ? mg 得 q ? , d U

【考点】带电粒子在复合场中运动 【解析】 (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有 q

由于电场方向向下,电荷所受电场力向上,可知:墨滴带负电荷。 (2)进入电场、磁场共存区域后,重力与电场力平衡,磁场力做匀速圆周运动的向心力,

qv0 B ? m

vo 2 考虑墨滴进入磁场和挡板的几何关系,可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动,则 R v0U gd 2 vo 2 R'

半径 R=d,由此可得: B ?

(3)根据题设,墨滴运动轨迹如图,设圆周运动半径为 R ' ,有 qv0 B ' ? m

64

由图示可得: R ' ? d ? ( R '?
2 2

4v U 5 d 2 ) 得: R ' ? d ,联立求得: B ' ? 0 2 4 2 5 gd

25.(22 分)为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示,自 行车后轮由半径 r1=5.0?l0-2m 的金属内圈、半径 r2=0.40m 的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外 圈之间等间隔地接有 4 根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为 R 的小灯泡。在支架上装有 磁铁,形成了磁感应强度 B=0.l0T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为 r1、外半径为 r2、张角θ =π/6。后轮以角速度ω =2 πrad/s 相对于转轴转动。若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应。 (1)当金属条 ab 进入“扇形”磁场时,求感应电动势 E,并指出如上的电流方向; (2)当金属条 ab 进入“扇形”磁场时,画出“闪烁”装置的电路图; (3)从金属条 ab 进入“扇形”磁场时开始,经计算画出轮子转一圈过程中,内圈与外圈之间电势差 Uab 随时间 t 变化的 Uab-t 图象; (4)若选择的是“1.5V、0. 3A”的小灯泡,该“闪烁”装置能否正常工作?有同学提出,通过改变磁 感应强度 B、后轮外圈半径 r2、角速度ω 和张角θ 等物理量的大小,优化前同学的设计方案,请给出你 的评价。
?2 【答案】 E ? 4.9 ?10 V 【考点】电磁感应

【解析】 (1)金属条 ab 在磁场中切割磁感应线时,使所构成的回路磁通量变化,导体棒转动切割,有 法拉第电磁感应定律.,可推导出: E ?

1 2 1 1 Bl ? ,此处: E ? Br2 2? ? Br12? 2 2 2

?2 代入数据解得: E ? 4.9 ?10 V 根据右手定则判断可知电流方向由 b 到 a 的。

(2) .经过分析,将 ab 条可看做电源,并且有内阻,其它三等看做外电路,如图所示:

(3) . 当例如 ab 棒切割时,ab 可当做电源,其灯泡电阻相当于电源内阻,外电路是三个灯泡,此时 Uab 为路端电压,有图 2 易知内阻与外阻之比为 3:1 的关系,所以 U ab ?

1 E ,其它棒切割时同理。 4

Uab ? 1.2 ?10?2V ,如图可知在框匀速转动时,磁场区域张角 θ =π /6,所以有电磁感应的切割时间与
无电磁感应切割时间之比为 1:2, T ?

2?

?

=1S,得图如下
?2

(4) .小灯泡不能正常工作,因为感应电动势为 E ? 4.9 ? 10 V 远小于灯泡的额定电压,因此闪烁装置不可能工作。 B 增大,E 增大,但有限度; r 增大,E 增大,但有限度; ? 增大,E 增大,但有限度; θ 增大,E 不增大。

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2012 年普通高等学校招生全国统一考试(重庆卷) 理综物理(详细解析)
14.装有砂粒的试管竖直静立于小面,如题 14 图所示,将管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计 时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图 象中可能正确的是 ( )

15.如题 15 图所示,理想变压器的原线圈接入 u

? 11000 2 sin 100 ?t (V)的交变电压,副线圈通过

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