2012年物理高考试题答案及解析-山东 13页

‎2012年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷）‎ 理科综合 物理部分 本试卷分第I卷和第II卷两部分，共12页。满分240分。考试用时150分钟。答题前，考生务必用0．5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在试卷和答题卡规定的位置。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。‎ 第I卷（必做，共87分）‎ 注意事项：‎ ‎1．第I卷共20小题。‎ ‎2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分。‎ 二、选择题（本题包括7小题，每小题给出的四个选项中，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、。则等于（ ）‎ - 13 -‎ A． B． C． D． ‎ ‎15．B解析：万有引力提供向心力有，得，所以，选项B正确。‎ ‎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，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，受重力和拉力作用，选项B错误；根据匀变速直线运动平均速度公式，前3s内与最后2s内货物的平均速度相同，都为，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、可绕其两端垂直纸面的水平轴、、转动，在点悬挂一重物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。表示木块与挡板间摩擦力的大小，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、始终等高，则（ ）‎ A．变小 B．不变 C．变小 D．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，选项A错误B正确；挡板间的距离稍许增大后 - 13 -‎ ‎，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、。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（ ）‎ A．电压表的示数等于5V B．电压表的示数等于 C．实现点火的条件是 D．实现点火的条件是 ‎18．BC解析：电压表的示数为有效值，所以等于，选项A错误B正确；实现点火的条件是，所以，选项C正确D错误。‎ ‎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 - 13 -‎ 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．‎ B．‎ C．当导体棒速度达到时加速度为 D．在速度达到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：当速度达到时开始匀速运动，受力分析可得，导体棒最终以的速度匀速运动时，拉力为，所以拉力的功率为，选项A正确B错误。当导体棒速度达到时安培力，加速度为，选项C正确。在速度达到以后匀速运动的过程中，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。‎ - 13 -‎ ‎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）。‎ ‎③物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎21．（1）①6；7【或7；6】‎ ‎ ②1.00；1.20‎ ‎ ③2.00；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，可知开始位移之差为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，计数点6对应的速度大小为。③物块减速运动过程中加速度的大小为，由于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：（阻值约，额定电流约）；‎ 电压表：（量程，内阻约）；‎ 电流表：（量程，内阻约）；‎ ‎（量程，内阻约）；‎ 电源：（电动势3V，内阻不计）‎ ‎（电动势12V，内阻不计）‎ 滑动变阻器：（最大阻值约）‎ 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。‎ - 13 -‎ ‎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，所以电流表应选A1。‎ ‎22．（15分）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径的光滑圆弧轨道，BC段为一长度的粗糙水平轨道，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，与BC 间的动摩擦因数。工件质，与地面间的动摩擦因数。（取 ‎（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h。‎ ‎（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物体在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动 ‎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 ‎ ①‎ 代入数据得 ‎ ②‎ ‎（2）①设物块的加速度大小为，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 - 13 -‎ ‎ ③‎ 根据牛顿第二定律，对物体有 ‎ ④‎ 对工件和物体整体有 ‎ ⑤‎ 联立②③④⑤式，代入数据得 ‎ ⑥‎ ‎ ②设物体平抛运动的时间为，水平位移为，物块落点与B间的距离为 ， 由运动学公式可得 ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ ‎ ⑨‎ 联立②③⑦⑧⑨式，代入数据得 ‎ ⑩‎ ‎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、，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，周期为。在时刻将一个质量为、电量为（）的粒子由静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在时刻通过垂直于边界进入右侧磁场区。（不计粒子重力，不考虑极板外的电场）‎ ‎（1）求粒子到达时的速度大小和极板距离（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。‎ - 13 -‎ ‎（3）若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在时刻再次到达，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）粒子由至的过程中，根据动能定理得 ‎ ①‎ 由①式得 ‎ ②‎ 设粒子的加速度大小为，由牛顿第二定律得 ‎ ③‎ 由运动学公式得 ‎ ④‎ 联立③④式得 ‎ ⑤‎ ‎(2)设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得 ‎ ⑥‎ 要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，须满足 ‎ ⑦‎ 联立②⑥⑦式得 ‎ ⑧‎ ‎（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，有 ‎ ⑨‎ - 13 -‎ 联立②⑤⑨式得 ‎ ⑩‎ 若粒子再次达到时速度恰好为零，粒子回到极板间应做匀减速运动，设匀减速运动的时间为，根据运动学公式得 ‎ ⑾‎ 联立式得 ‎ ⑿‎ 设粒子在磁场中运动的时间为 ‎ ⒀‎ 联立⑩⑿⒀式得 ‎ ⒁‎ 设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由式结合运动学公式得 ‎ ⒂‎ 由题意得 ‎ ⒃‎ 联立⒁⒂⒃式得 ‎ ⒄‎ ‎【选做题】‎ ‎36．（8分）【物理—物理3-3】‎ ‎（1）以下说法正确的是 。‎ - 13 -‎ 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（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（环境温度不变，大气压强）‎ ‎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，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为，气柱长度为，稳定后低压舱内的压强为。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ 由几何关系得 ‎ ⑥‎ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得 ‎ ⑦‎ ‎②做正功；吸热 - 13 -‎ ‎37．（8分）【物理—物理3-4】‎ ‎（1）一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点、分别位于、处。从时刻开始计时，当时质点刚好第4次到达波峰。‎ ‎①求波速。‎ ‎②写出质点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，为球心，为直径。来自 点的光线在点射出。出射光线平行于，另一光线恰好在点发生全反射。已知，求 玻璃的折射率。‎ 球心O到BN的距离 。‎ ‎37．解：（1）①设简谐横波的波速为，波长为，周期为，有图像知，。由题意得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 联立①②式，代入数据得 ‎ ③‎ ‎②质点P做简谐运动的表达式为 ‎ ④‎ ‎（2）设光线BM在M点的入射角为，折射角为，由几何关系可知，，，根据折射定律得 ‎ ⑤‎ 代入数据得 ‎ ⑥‎ - 13 -‎ 光线BN恰好在N点发生全反射，则为临界角C ‎ ⑦‎ 设球心到BN的距离为d，由几何关系可知 ‎ ⑧‎ 联立⑥⑦⑧式得 ‎ ⑨‎ ‎38．（8分）【物理—物理3-5】‎ ‎（1）氢原子第能级的能量为，其中为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则 。‎ ‎（2）光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为、，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）解析：根据跃迁公式即可解得。‎ ‎（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： ①‎ 对B、C木块： ②‎ 由A与B间的距离保持不变可知 - 13 -‎ ‎ ③‎ 联立①②③式，代入数据得 ‎ ④‎ ‎ ‎ - 13 -‎