高考物理真题Word版——天津卷试题答案解析1 9页

‎2012年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）‎ 物理试题 第Ⅰ卷 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．由玻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 ‎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θ．如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是（　　）‎ A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小 ‎3．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的，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 ‎4．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率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，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为（　　）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎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 二、不定项选择题（每小题6分，共18分．每小题给出的四个选项中，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，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射入玻璃砖，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 ‎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‎40 m/s，则时（　　）‎ A．质点M对平衡位置的位移一定为负值 B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同 D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 ‎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 第Ⅱ卷 ‎9．（18分）（1）质量为‎0.2 kg的小球竖直向下以‎6 m/s的速度落至水平地面，再以‎4 m/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．若小球与地面的作用时间为0.2 s，则小球受到地面的平均作用力大小为______ N（取g＝‎10 m/s2）．‎ ‎（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=0.999 ‎0m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为___________mm，单摆摆长为__________m．‎ ‎③下列振动图象真实地描述了对摆长约为‎1 m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次全振动的图象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，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）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的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝______．‎ ‎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．‎ ‎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＝‎0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝‎0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω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＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝‎2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝‎9 m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．‎ ‎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垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，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为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时间t内收集到离子的质量M；‎ ‎（3）实际上加速电压的大小会在U±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会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，应小于多少？（结果用百分数表示，保留两位有效数字）‎ 答案解析 ‎1．B　半衰期由原子核内部因素决定，不受原子所处物理、化学条件的影响，A项错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，要放出光子，B项正确；从高空对地面进行遥感摄影是利用的红外线的穿透能力，C项错误；由于轻核聚变要释放能量，根据质能方程可知D项说法错误．‎ ‎2．A　以导体棒为研究对象，从M端向N端看，导体棒受重力G、安培力F和绳子拉力T三个共点力而处于平衡状态，三力首尾相连可构成闭合矢量三角形，如图．其中安培力和重力方向始终保持不变，据此可知棒中电流变大，则安培力变大，使得θ角变大，A项正确；两悬线长度变短，θ角不变，B项错误；金属棒质量变大，θ角变小，C项错误；磁感应强度变大，安培力变大，θ角变大，D项错误．‎ ‎3．C　卫星变轨后动能减小为原来的，则其速度变为原来的，由可得：知半径变为原来的4倍，D项错误；知加速度变为原来的，A项错误；由知ω变为原来的，B项错；由，知周期变为原来的8倍，C项正确．‎ ‎4．D　设副线圈与原线圈匝数比为k时，副线圈输出电压为U1，输出电流为I1，电路损耗功率为P1，设副线圈与原线圈匝数比为nk时，副线圈输出电压为U2，输出电流为I2，电路损耗功率为P2，根据理想变压器原副线圈电压与匝数成正比可得；；且P＝U1I1＝U2I2；线路损耗功率分别为P1＝I12R；P2＝I22R．由①④联立解得，据此排除A、C两项；联立解得，所以B项错误、D项正确．‎ ‎5．C　根据图示可画出电场线，判断出粒子将受向上的电场力而做曲线运动，电场力对其先做正功后做负功，所以其电势能先减小后变大，故C项正确．‎ ‎6．ACD　根据题意，a、b两束光在圆弧玻璃界面以相同入射角入射时b光发生了全反射而a光没有发生全反射，根据可知b光折射率大，根据折射率定义式可知B项错误；又根据可知b光在同一均匀介质中传播速度小于a光，A项正确；b光折射率大，其频率也大，则a光若能使某种金属发生光电效应，b光也一定能使该金属发生光电效应，C项正确；a光频率低则波长长，根据可知a光双缝干涉条纹间距大，D项正确．‎ ‎7．CD　根据波的图象可知波长为λ＝‎4 m，可得该波周期为，则由题中图示状态再经过即后质点M 相对平衡位置的位移仍为正值，但正在向下振动，可知其在时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反，而与加速度方向相同，A、B两项错误、C、D两项正确．‎ ‎8．BD　根据图乙可知：在0～t1时间内拉力F没有达到最大静摩擦力fm，物块A处于静止状态，则拉力F的功率为零，A项错误；对物块A由牛顿第二定律有F－fm＝ma，由于t2时刻拉力F最大，则t2时刻物块A加速度a最大，B项正确；t2到t3这段时间内拉力F大于fm，所以物块A做加速运动，t3时刻速度达到最大，C项错误、D正确．‎ ‎9．答案：（1）2　12 （2）①AC　②12.0　0.993 0　③A ‎（3）①BEFADC　②相等　③‎ 解析：（1）①取反弹速度方向为正方向，动量变化为p＝mv－mv0＝0.2×‎4 kg·m/s－（－0.2×6）kg·m/s＝‎2 kg·m/s；②由动量定理有（FN－mg）t＝p，代入数据解得FN＝12 N．‎ ‎（2）①橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变，从而保证摆长不变，同时又便于调节摆长，A、C两项正确；②根据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d＝‎12 mm＋‎0.1 mm×0＝‎12.0 mm，则单摆摆长为L0＝L－d/2＝0.993 ‎0 m（注意统一单位）；③单摆摆角不超过5°，且计时位置应从最低点（即速度最大位置）开始，故A项的操作符合要求．‎ ‎（3）①根据实验原理确定操作步骤顺序应为BEFADC；②该设计原理没有系统误差；③分流电阻RS与电流表G2并联，满偏时二者两端电压相等，即有（I－I1）RS＝I1r，解得．‎ ‎10．答案：（1）　（2）1∶3‎ 解析：（1）小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，由机械能守恒定律得mAgh＝mAVA2‎ 解得．‎ ‎（2）设两球碰撞后共同的速度为v，由动量守恒定律得 mAvA＝（mA＋mB）v 粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动，设运动时间为t，由运动学公式，在竖直方向上有 在水平方向上有 联立上述各式得mA∶mB＝1∶3．‎ ‎11．答案：（1）‎4.5 C　（2）1.8 J　（3）5.4 J 解析：（1）设棒匀加速运动的时间为t，回路的磁通量变化量为Φ，回路中的平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得①‎ 其中Φ＝Blx②‎ 设回路中的平均电流为，由闭合电路的欧姆定律得 ‎③‎ 则通过电阻R的电荷量为④‎ 联立①②③④式，代入数据得q＝‎4.5 C⑤‎ ‎（2）设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v2＝2ax⑥‎ 设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W，由动能定理得W＝0－mv2⑦‎ 撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2＝－W⑧‎ 联立⑥⑦⑧式，代入数据得 Q2＝1.8 J⑨‎ ‎（3）由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1，可得Q1＝3.6 J⑩‎ 在棒运动的整个过程中，由功能关系可知WF＝Q1＋Q2⑪‎ 由⑨⑩⑪式得WF＝5.4 J．‎ ‎12．答案：（1）　（2）　（3）0.63%‎ 解析：（1）设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得qU＝mv2①‎ 离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力充当向心力，即 ②‎ 由①②式解得③‎ ‎（2）设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量为Q，则Q＝It ④‎ ‎ ⑤‎ M＝Nm⑥‎ 由④⑤⑥式解得．‎ ‎（3）由①②式有 设m′为铀238离子质量，由于电压在U±U之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为 铀238离子在磁场中最小半径为 这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为 Rmax＜Rmin′‎ 即 则有m（U＋U）＜m′（U－U）‎ 其中铀235离子的质量m＝235 u（u为原子质量单位），铀238离子的质量m′＝238 u，故 解得．‎