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2012高考新课标理综全国卷艺体班


2012 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试
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.(多选)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 15.(多选)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 C.a 的水平速度比 b 的小 D.b 的初速度比 c 的大

y b c O a x

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
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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 2.0 kW。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 18.(多选)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 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,磁感应强度随时间的变化率

?B 的大小应为 ?t

A.

4?B0

?

B.

2?B0

?

C.

?B0 ?

D.

?B0 2?

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
2

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

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。

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;○ 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。 A

3

(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, D________; 使 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。 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。 (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。

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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 。现将磁场 换为平等于纸面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。 33.[物理——选修 3-3](15 分) (1) 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 (6 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 (2) 分)如图,由 U 形管和细管连接的玻璃泡 A、B (9 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, 形管内左右水银柱高度 U 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。
5

34.[物理——选修 3-4](15 分) (1) 分)一简谐横 (6 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。 (2) 分)一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分 (9 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 表面积之比的最小值。 35.[物理——选修 3-5](15 分) 2 3 4 (1) 分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该反应方程为:1H+1H→2He+x , (6 2 3 4 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) (2) 分)如图,小球 a、b 用等长细线悬挂于同一固定点 O。让球 a (9 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。

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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、AD;15、BD;16、B; 17、B;18、BD;19、C;20、A;21、A;

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)0.010;6.870;6.860 23.(10 分) (1)在图中画线连接成实验电路图。 (2)重新处于平衡状态;电流表的示数 I;此时细沙 的质量 m2;D 的底边长度 l;①按图接线。 (3)

m2 ? m1 g Il

(4)m2>m1 24.(14 分) 解: (1)设该同学沿拖杆方向用大小为 F 的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解, 按平衡条件有 Fcosθ+mg=N ① Fsinθ=f ②

式中 N 和 f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有 f=μN③ 联立①②③式得 F ?

? mg ④ 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 Fsinθ≤λN⑤ 这时①式仍满足。联立①⑤式得 sin ? ? ? cos ? ? ?

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
7

为零,有 sin? ? ? cos? ? 0



使上式成立的 θ 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) 解: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 ① r

式中 v 为粒子在 a 点的速度。 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

bc 关系知,线段 ac、 和过 a、b 两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)
围成一正方形。因此 ac ? bc ? r ② 设 cd ? x , 有几何关系得 ac ?

4 R? x③ 5

bc ?

3 R ? R2 ? x 2 ④ 5

联立②③④式得 r ?

7 R 5

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=ma ⑥ 粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为 r,有运动学公式得

r?

1 2 at 2



r=vt ⑧

14 qRB 2 式中 t 是粒子在电场中运动的时间。联立①⑤⑥⑦⑧式得 E ? ⑨ 5 m
(二)选考题: 33.[物理——选修 3-3](15 分) (1) 、ACE;
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(2) 解: (i)在打开阀门 S 前,两水槽水温均为 T0=273K。设玻璃泡 B 中气体的压强为 p1,体积为 VB,玻璃泡 C 中气体的压强为 pC,依题意有 p1=pC+Δp① 式中 Δp=60mmHg。打开阀门 S 后,两水槽水温仍为 T0,设玻璃泡 B 中气体的压强为 pB。 依题意,有 pA=pC ② 玻璃泡 A 和 B 中气体的体积为 根据玻意耳定律得 p1 VB =pBV2 ④ V2=VA+VB ③

联立①②③④式,并代入题给数据得 pC ?

VB ?p ? 180mmHg VA



(ii)当右侧水槽的水温加热至 T′时,U 形管左右水银柱高度差为 Δp。玻璃泡 C 中气体的压 强为 pc′=pa+Δp⑥ 玻璃泡 C 的气体体积不变,根据查理定理得

pC p ? ? C T0 T?




联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得 T′=364 K 34.[物理——选修 3-4](15 分) (1)正向;0.8;

(2)解:如图,考虑从玻璃立方体中心 O 点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表 面发生折射。根据折射定律有 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 ?

?
2



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 =

RA a RA ? ( ) 2 2
2



式中 a 为玻璃立方体的边长,有①②③式得 RA ?

a 2 n2 ? 1



9

由题给数据得 RA ?

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′

S ? 6? RA S? ? ? 与玻璃立方体的表面积 S 之比为 ⑥由⑤⑥式得 ? ⑦ 2 S 6a S 4
2

35.[物理——选修 3-5](15 分) 1 (1)0n(或中子) ,17.6 (2) 解: (i)设球 b 的质量为 m2,细线长为 L,球 b 下落至最低点,但未与球 a 相碰时的速度为 v, 由机械能守恒定律得 m2 gL ?

1 m2 v 2 2



式中 g 是重力加速度的大小。设球 a 的质量为 m1;在两球碰后的瞬间,两球共同速度为 v′, 以向左为正。有动量守恒定律得 m2v ? ( m1 ? m2 )v ? ② 设两球共同向左运动到最高处,细线与竖直方向的夹角为 θ,由机械能守恒定律得

1 ( m1 ? m2 )v ? 2 ? ( m1 ? m2 ) gL(1 ? cos ? ) ③ 2
联立①②③式得

m1 m 1 ? ? 1 代入数据得 1 ? 2 ? 1 m2 m2 1 ? cos ?
Q ? m g L ( m? m ? 1 ) 2 2 g 1 ? c? s ) (L o

(ii)两球在碰撞过程中的机械能损失是

联立①⑥式,Q 与碰前球 b 的最大动能 Ek(Ek=

1 m2v 2 )之比为 2

m ? m2 Q ? 1? 1 (1 ? cos ? ) ⑦ Ek m2
联立⑤⑦式,并代入题给数据得

Q 2 ? 1? Ek 2



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