2012年物理高考试题答案及解析-江苏 15页

‎2012年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)‎ 物理 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.【答案】C ‎ ‎【考点】点电荷的场强公式 ‎【解析】由点电荷的场强公式可知，A、B 两点的电场强度大小之比9 :1，C项正确。‎ ‎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.【答案】B ‎ ‎【考点】电容公式 ‎【解析】由可知，插入电解质时，电容C变大，由，可知电量不变，电压U减小，B项正确。‎ ‎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.【答案】A - 15 -‎ ‎【考点】考查受力分析、功率公式 ‎【解析】小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点，小球处在动态平衡中，对小球 受力分析如图，，由，，可得，，逐渐变大，功率P逐渐变大，A项正确。‎ 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 ‎4.【答案】C ‎ ‎【考点】受力分析、牛顿定律 ‎【解析】皮球竖直向上抛出过程受力分析如图，由牛顿第二定律可知：皮球的加速度为，皮球的速度逐渐减小，加速度逐渐减小，当皮球的速度为零时，加速度为g，C项正确。‎ ‎ 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 - 15 -‎ ‎(A) (B) ‎ ‎(C) (D) ‎ ‎5.【答案】 A ‎【考点】物体受力分析、牛顿第二定律 ‎【解析】夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f，则木块向上运动的最大加速度为，对整体受力分析可知，若保证木块不滑动,力F的最大值由：，整理可得：，A选正确。‎ 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 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,此后就不会相碰 ‎(C) A、B 不可能运动到最高处相碰 ‎(D) A、B 一定能相碰 ‎6.【答案】AD ‎ ‎【考点】平抛运动 ‎【解析】A、B在竖直方向的运动情况相同，始终处于相同的高度，小球在空中运动的时间由 - 15 -‎ ‎，当时，两球相遇，h一定，所以A、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度，A项正确，A、B 与地面碰撞后,竖直分速度大小不变、方向相反，因此A、B竖直方向的运动情况仍然相同，始终处于相同的高度，水平速度不变，A会继续向右做抛体运动，当时，AB相碰，可能发生在最高处，C项错，A、B 一定能相碰，D项正确。‎ ‎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) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 ‎(C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起 ‎(D) 地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起 ‎7.【答案】ABD ‎【考点】电磁感应 ‎【解析】家庭电路正常工作时,零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反，在L1 中产生的磁场方向始终相反，磁场相互叠加，L1 、L2 中的磁通量为零，A项对，家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时, 零线和火线中的电流变大但大小仍然相等，电流方向始终相反，L1 、L2 中的磁通量仍为零，不变，B项正确，C项错，地面上的人接触火线发生触电时, 零线和火线中的电流大小不相等，L1 中的磁通量不为零，发生变化，L2 中的磁通量不为零发生变化，线圈L2 中产生电流,此时开关K 将被电磁铁吸起D项对。‎ ‎8. 2011 年8 月,“嫦娥二号冶成功进入了环绕“日地拉格朗日点冶的轨道,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 - 15 -‎ ‎8.【答案】AB ‎ ‎【考点】万有引力、天体的运动 ‎【解析】嫦娥二号与地球同步绕太阳做圆周运动,两者角速度相等，由可知，A项对，由可知，B项对，嫦娥二号的向心力由太阳和地球共同提供，CD项错。‎ ‎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 ‎ ‎(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v0 -qBd/2m ‎(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v0 +qBd/2m ‎9.【答案】BC ‎ ‎【考点】带电粒子在磁场中的运动 ‎【解析】粒子速度v0垂直MN边界进入磁场时到边界上的的落点最远，距离为，若粒子速度不与MN垂直，落点在A点左侧，如图示A项错， ‎ 若粒子落在A 点的右侧,其半径一定大于，速度一定大于v0， B项对，若粒子落在A 点左侧d 处，设粒子的最小速度为，则，得，若粒子落在A 点左侧d 的范围内,其速度不可能小于v0 -qBd/2m。，若粒子落在A 点右侧d 处，设粒子的最小速度为，则，得，若粒子落在A 点左侧d 的范围内,其速度不可能小于v0 +qBd/2m，D项错。‎ - 15 -‎ 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,小明使用多用电表对其进行探测.‎ ‎ (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“×1”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. ‎ ‎【考点】电学实验黑箱问题 ‎【解析】(1)A为机械调零旋钮、B为电阻调零旋钮、C为档位旋钮，在使用多用电表前,发现指针不在左边应进行机械调零，调节A旋钮。‎ ‎(2)为防止电流过大烧坏电表，表笔应短暂接b。‎ ‎ (3) 电表的示数为，电阻分布可能如图示。‎ - 15 -‎ ‎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.‎ ‎(3)实验测得A、B 的质量分别为m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A 块与桌面间的动摩擦因数= _________. (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“偏大冶或“偏小冶).‎ ‎11.【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)(见 图) (3)0. 4 (4)偏大 ‎【考点】力学实验、测定动摩擦因数 ‎【解析】(1)B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A 释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小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)解决。‎ ‎(3)由能的转化和守恒定律可得：，又A、B 的质量分别为m = 0.40kg、M =0.50kg，可知，在s -h - 15 -‎ ‎ 图象上任取一组数据代入可以求得。‎ ‎(4)若考虑滑轮轴的摩擦，有一部分机械能转化成滑轮轴的内能，实际计算时忽略了这部分能量，由于摩擦产生是内能比实际变大，所以测量结果偏大。‎ ‎12. 选做题铱本题包括A、B、C 三小题,请选定其中踿踿踿踿踿两小题踿踿踿,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 =1.0×105 Pa,吸收的热量Q =7.0×102J,求此过程中气体内能的增量.‎ ‎12.A【答案】(1)AB ‎(2)平均动能;小于 - 15 -‎ 等压变化 ,对外做的功W =p(VB -VA )‎ 根据热力学第一定律△U=Q-W，解得 ‎【考点】热学、理想气体状态方程、热力学第一定律 ‎【解析】(1) AB说明液体存在表面张力，C是扩散现象，D是布朗运动说明水分子做热运动。‎ ‎ (2)温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子的平均动能变大，由分子速率分布图像可知，T2态的分子平均速率大于T1态的分子的平均速率，分子的平均动能大，温度高。‎ ‎（3）状态A 经等压过程到状态B，由，得，对外做的功W =p(VB -VA )‎ 根据热力学第一定律△U=Q-W，解得。‎ ‎ 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________ . ‎ ‎(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 - 15 -‎ ‎(2)“测定玻璃的折射率”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. 5 km/ s 的S 波,另一种是传播速度约为7. 0 km/ 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3 min. 假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1. 2 s, 求震源与监测点之间的距离x 和S 波的波长.‎ ‎12.B【答案】（1）C （2）挡住C及A、B的像；1.8（1.8—1.9都算对）（3），。‎ ‎【考点】光学 ‎【解析】（1）偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽，旋转偏振片P，PQ放置的方向不同，通过P的光线有一部分不能通过Q，A、B 两点光的强度A不变,B有变化。‎ ‎（2）‎ 如图所示，连接AB延长交a于E点，连接CD反向延长交与G点，连接EG，以E为圆心以EG长为半径画圆， 交AB与I，分别过I、G做过E点的法线的垂线IH、GF，用刻度尺测量IH、GF，折射率 ‎（3）设P波的传播时间为t，则，解得，代入数据得：，由，解得。‎ 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 _____________.‎ - 15 -‎ ‎ (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.‎ ‎12.C【答案】（1）C （2）； （3）动量之比,逸出功 ‎【考点】原子物理、动量 ‎【解析】（1），为光的频率，波长，可知C项对。‎ ‎（2）；‎ ‎（3）光子的能量，动量，得，则 A照射时，光电子的最大初动能,同理，解得。‎ 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.‎ ‎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为,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =‎ - 15 -‎ ‎、bc =ad =2. 线圈以角速度ω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) (2) (3) ‎ ‎【考点】电磁感应、交流电 ‎【解析】(1)bc、ad 边的运动速度 感应电动势 解得 ‎ ‎(2)电流 安培力 解得 ‎ ‎(3)一个周期内,通电时间 ‎ R 上消耗的电能 且 解得 ‎ ‎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l4. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.‎ 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. ‎ - 15 -‎ ‎14.【答案】(1) x = f/k （2） （3）当时，，当时，‎ ‎【考点】动能定理 ‎【解析】(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 ③‎ 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 ④ ‎ ‎ 同理,小车以vm 撞击弹簧时 ⑤ ‎ ‎ 解得 ⑥ ‎ ‎(3)设轻杆恰好移动时,小车撞击速度为 ⑦ ‎ ‎ 由④⑦解得 当时，，‎ 当时，‎ ‎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.‎ - 15 -‎ ‎ 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.‎ ‎ ‎ ‎ 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) (2) ‎ ‎（3）E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°，‎ 若B 沿-x 轴方向，E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为-30°或-150°。‎ ‎【考点】带电粒子在电场中的运动 ‎【解析】(1)设粒子射出加速器的速度为 动能定理 ‎ 由题意得 ，即 ‎ ‎(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 - 15 -‎ 竖直位移 ‎ 水平位移 ‎ 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 ‎ 由题意知,粒子竖直总位移 解得 ‎ 则当加速电压为时,‎ ‎（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 ‎(b)由沿轴方向射入时的受力情况可知:E 与Oxy 平面平行.‎ ‎,则 且 ‎ 解得 ‎ ‎(c)设电场方向与x 轴方向夹角为.‎ 若B 沿x 轴方向,由沿z 轴方向射入时的受力情况得 ‎ 解得 =30°,或=150°‎ 即E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°.‎ 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-30°或-150°.‎ ‎ ‎ - 15 -‎