2012年天津高考理綜物理試題解析

2012年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（天津卷）一、單項(xiàng)選擇題（每小題6分，共30分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1. 下列說(shuō)法正確的是 A. 采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B. 由波爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子 C. 從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力 D. 原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量2. 如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為，如果僅改變下列某一個(gè)條件，角的相應(yīng)變化情況是 A. 棒中的電流變大，角變大 B. 兩懸線等長(zhǎng)變短，角變小 C . 金屬棒質(zhì)量變大，角變大D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，角變小3. 一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加入該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小為原來(lái)的，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的（ ）A向心加速度大小之比為4:1 B角速度大小之比為2:1C周期之比為1:8 D軌道半徑之比為1:24. 通過(guò)一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為，則P2和分別為（）A B C D5. 兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中A做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大 B做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大 D做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小二、不定項(xiàng)選擇題（每小題6分，共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分）6. 半圓形玻璃磚橫截面如圖，AB為直徑，O點(diǎn)為圓心，在該截面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到O的距離相等，兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，則a、b兩束光A在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大B以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大C若a光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，b光也一定能D分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大7. 沿x軸正向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為40m/s，則時(shí)A質(zhì)點(diǎn)M對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值B質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同C質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同D質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相反8. 如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則A0 t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大Bt2時(shí)刻物塊A的加速度最大Ct2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)Dt3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大第卷9.（18分）（1）質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向彈回，取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前后的動(dòng)量變化為 kg. m/s，若小球與地面的作用時(shí)間為0.2s，則小球受到地面的平均作用力大小為 N（取g=10m/s2）（2）某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素。他組裝單擺是，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示，這樣做的目的是 （填字母代號(hào)）A保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變B可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度L=0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則擺球的直徑為 mm，單擺擺長(zhǎng)為 m下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過(guò)程，圖中橫坐標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始，A、B、C均為30次全振動(dòng)的圖像，已知sin5=0.087，sin15=0.26，這四種操作過(guò)程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是 （填字母代號(hào)）（3）某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻，他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來(lái)校對(duì)待測(cè)電流表G2的滿偏電流和測(cè)定G2內(nèi)阻的電路，如圖所示，已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱，該同學(xué)順利完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程包含以下步驟，其合理的順序依次為 （填步驟的字母代號(hào)）A合上開關(guān)S2B分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大C記下R2的最終讀數(shù)D反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2的阻值，使G1的示數(shù)仍為I1，使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，此時(shí)R2的最終讀數(shù)為rE合上開關(guān)S1F調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，此時(shí)G1的示數(shù)仍為I1，記下此時(shí)G1的示數(shù)僅從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看，用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）解析：由于G1測(cè)量了干路電流，G2測(cè)量了支路電流，另一直流電流是兩表示數(shù)之差，然后根據(jù)并聯(lián)電路電流電阻成反比準(zhǔn)確計(jì)算。答案”相等”。若要將G2的量程擴(kuò)大為I，并結(jié)合前述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量的結(jié)果，寫出須在G2上并聯(lián)的分流電阻Rs的表達(dá)式，Rs= 10（16分）如圖所示，水平地面上固定有高為h的平臺(tái)，臺(tái)面上有固定的光滑坡道，坡道頂端距臺(tái)面高也為h，坡道底端與臺(tái)面相切。小球A從坡道頂端由靜止開始滑下，到達(dá)水平光滑的臺(tái)面后與靜止在臺(tái)面上的小球B發(fā)生碰撞，并粘連在一起，共同沿臺(tái)面滑行并從臺(tái)面邊緣飛出，落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的水平距離恰好為臺(tái)高的一半，兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度為g，求（1）小球A剛滑至水平臺(tái)面的速度vA；（2）A、B兩球的質(zhì)量之比mA：mB11（18分）如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，左端接有阻值R=0.3的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求（1）棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2（3）外力做的功WF12.(20分)對(duì)鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義，如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場(chǎng)，其初速度可視為零，然后經(jīng)過(guò)小孔S2垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離子行進(jìn)半個(gè)圓周后離開磁場(chǎng)并被收集，離開磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電流為I，不考慮離子重力及離子間的相互作用。（1）求加速電場(chǎng)的電壓U（2）求出在離子被收集的過(guò)程中任意時(shí)間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M（3）實(shí)際上加速電壓的大小會(huì)在UU范圍內(nèi)微小變化，若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊，應(yīng)小于多少？（結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位有效數(shù)字）1解析：半衰期是原子的物理屬性，不能采用物理或化學(xué)方法改變；高空遙感是用紅外線的；由于核子結(jié)合為原子核時(shí)能量增加必然存在質(zhì)量虧損；氫原子從高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到低能量的基態(tài)時(shí)放出能量，所以放出光子。答案B。2解析：水平的直線電流在豎直磁場(chǎng)中受到水平的安培力而偏轉(zhuǎn)，與豎直方向形成夾角，此時(shí)它受拉力、重力和安培力而達(dá)到平衡，根據(jù)平衡條件有，所以棒子中的電流增大角度變大；兩懸線變短，不影響平衡狀態(tài)，角度不變；金屬質(zhì)量變大角度變??；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大角度變大。答案A。3解析：根據(jù)向心加速度表達(dá)式知在動(dòng)能減小時(shí)勢(shì)能增大，地球衛(wèi)星的軌道半徑增大，則向心加速度之比大于4；根據(jù)萬(wàn)有引力和牛頓第二定律有化簡(jiǎn)為，知在動(dòng)能減小速度減小則軌道半徑增大到原來(lái)的4倍；同理有化簡(jiǎn)為，則周期的平方增大到8倍；根據(jù)角速度關(guān)系式，角速度減小為。答案C。4解析：根據(jù)理想變壓器的變壓比有 ， 線路的輸送功率不變有 根據(jù)焦耳定律有 ，。答案D。5解析：兩個(gè)固定的的等量異號(hào)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，且沿電場(chǎng)線電勢(shì)減小，所以等量異號(hào)點(diǎn)電荷和它們間的直線電場(chǎng)線如圖所示。當(dāng)帶負(fù)電的粒子進(jìn)入電場(chǎng)受到與其速度垂直的電場(chǎng)力而偏轉(zhuǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)。 電子在斜向左的電場(chǎng)力作用下向左偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功粒子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小。答案C。6解析：當(dāng)光由光密介質(zhì)玻璃進(jìn)入光疏介質(zhì)空氣時(shí)發(fā)生折射或全反射，b發(fā)生全反射說(shuō)明b的入射角大于或等于臨界角，a發(fā)生折射說(shuō)明a的入射角小于臨界角，比較可知在玻璃中a的臨界角大于b的臨界角；根據(jù)臨界角定義有玻璃對(duì)a的折射率小；根據(jù)在玻璃中a光的速度大，A正確；通過(guò)色散現(xiàn)象分析比較a的折射率小，a光的頻率小波長(zhǎng)大；雙縫干涉相鄰亮條紋間距大小與波長(zhǎng)成正比，a光的相鄰亮條紋間距大，D正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，頻率小的a光能發(fā)生光電效應(yīng)，則頻率大的b光一定能，C正確；根據(jù)折射定律，在入射角i相同時(shí)b的折射率大則折射角r小，B錯(cuò)誤。答案ACD。7解析：由波的圖像知波長(zhǎng)是1m，所以波源的振動(dòng)周期是s，則；波是沿x軸正方向傳播，可判斷質(zhì)點(diǎn)M在0時(shí)刻沿y軸正方向振動(dòng)，t時(shí)刻在x軸上方向下運(yùn)動(dòng)位移為正，速度為負(fù)，加速度為負(fù)，A B錯(cuò)誤，C D正確。答案C D。8解析：由F與t的關(guān)系圖像0t1拉力小于最大靜摩擦力物塊靜止F的功率為0，A錯(cuò)誤；在t1t2階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，在t2t3階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在t2時(shí)刻加速度最大，B正確，C錯(cuò)誤；在t1t3物塊一直做加速運(yùn)動(dòng)，在t3t4拉力小于最大靜摩擦力物塊開始減速，在時(shí)刻速度最大，動(dòng)能最大，D正確。答案BD。9解析：取豎直向上為正方向則初動(dòng)量為負(fù)末動(dòng)量為正，動(dòng)量變化為kgm/sN解析：用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線增加了線與懸掛處的摩擦保證擺長(zhǎng)不變；改變擺長(zhǎng)時(shí)用力拉不會(huì)將擺線拉斷，方便調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)；AC正確。解析：用10分度游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為12mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0，則擺球的直徑為12mm+00.1mm=12.0mm。單擺擺長(zhǎng)為mm解析：?jiǎn)螖[的振動(dòng)在擺角小于5度才能看作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在測(cè)量周期時(shí)計(jì)時(shí)起點(diǎn)應(yīng)該選擇在平衡位置（速度大誤差?。８鶕?jù)擺角估算振幅m=8.6cm，A B振幅合理。 m=25cm，C D振幅不合理錯(cuò)誤。A中振動(dòng)圖像的計(jì)時(shí)起點(diǎn)在平衡位置是合理的，B中振動(dòng)圖像的計(jì)時(shí)起點(diǎn)在正的最大位置是不合理的。答案A。解析：在組裝實(shí)驗(yàn)時(shí)正確操作是將所有開關(guān)斷開，將滑動(dòng)變阻器和電阻箱的電阻調(diào)到最大，然后閉合電源控制開關(guān)S1，就可以校對(duì)待測(cè)表G2，由于標(biāo)準(zhǔn)表和待測(cè)表串聯(lián)流過(guò)的電流相等，這時(shí)就可以調(diào)節(jié)R1由小到大改變電流對(duì)待測(cè)表的刻度逐個(gè)校對(duì)，直到待測(cè)表滿偏。校對(duì)完成后閉合開關(guān)S2構(gòu)成半偏法測(cè)量表頭G2內(nèi)阻的電路，在沒(méi)有G1的情況下只調(diào)節(jié)R2使待測(cè)表半偏，則表頭內(nèi)阻等于R2此時(shí)的讀數(shù)，這種做法會(huì)造成G1的示數(shù)增大（原理上是不變），誤差大。由于有G1可以方便觀察干路電流的變化，所以操作為閉合開關(guān)S2反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2使標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)到待測(cè)表滿偏時(shí)的電流值，同時(shí)使待測(cè)表半偏，則表頭內(nèi)阻等于R2此時(shí)的讀數(shù)。正確順序?yàn)锽、E、F、A、D、C。解析：擴(kuò)大電流表的量程需要并聯(lián)一個(gè)電阻根據(jù)并聯(lián)關(guān)系有，則10 解析：（1）小球A在坡道上只有重力做功機(jī)械能守恒，有 解得 （2）小球A、B在光滑臺(tái)面上發(fā)生碰撞粘在一起速度為v，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒得 離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向有 在水平方向有 聯(lián)立化簡(jiǎn)得 11 解析：（1）棒勻加速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為t，有 s 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律求電路中產(chǎn)生的平均電流為 A 根據(jù)電流定義式有 C（2）撤去外力前棒做勻加速運(yùn)動(dòng)根據(jù)速度公式末速為 m/s撤去外力后棒在安培力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，安培力做負(fù)功先將棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以焦耳熱等于棒的動(dòng)能減少。有 J（3）根據(jù)題意在撤去外力前的焦耳熱為J 撤去外力前