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1、2012年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）理科综合能力测试物理部分试题解析二、选择题【本题共8小题。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项是正确的-有的有多个 选项正确，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物体由大量分子组成，下列说法正确的是A分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C物体的内能跟物体的温度和体积有关D只有外界对物体做功才能增加物体的内能【答案】：C【分析点拨】本题定性考查了分子动理论的相关概念以及热力学第一定律。【解析】：分子运动越剧烈，分子的平均动能越大，但不一定每个分子的动能都越大，A错误；分子间
2、引力总是随着分子间的距离增大而减小，B错误；物体的内能跟物体的温度和何种有关，C正确；做功和热传递都能改变物体的内能，D错误。【考点定位】本题考查分子运动论的基本内容。分子热运动，分子间作用力，物体的内能。15今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8l07m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2l07m）相比A向心力较小 B动能较大C发射速度都是第一宇宙速度 D角速度较小【答案】：B【分析点拨】本题是针对天体运动的常见考法，熟记以下公式并作适当挑选，即可应对：。【解析】：由万有引力定律可知，轨道半径越小则力越大。A错误。由万有引力定律及向心力公式，得，
3、可知轨道半径越小则环绕速度越大，因此动能也越大。B正确。第一宇宙速度是最小发射速度，对应的是近地卫星，此处的两颗卫星都是高于近地轨道，而轨道越高，所需的发射速度也越大，只是相应的环绕速度会越小。C错误。由万有引力定律及向心力公式，得，可知轨道半径越小则角速度越大。D错误。 【考点定位】本题考查人造地球卫星的发射，卫星绕地球做圆周运动的线速度、角速度、周期、加速度和向心力。16如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则A线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流B线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零C线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场
4、【答案】：D【分析点拨】本题考查变压器的基本原理，涉及磁通量、电磁感应、互感现象等细节知识。【解析】：正弦交变电流所产生的磁场是非均匀变化的，因此线圈b不会输出恒定电流，只会输出同频率的正弦交变电流。A错误。输入恒定电流后，穿过线圈b的磁通量一定不为零，为零的是。B错误。线圈之间实现变压是一种互感现象。C错误。线圈a、b中的磁场变化情况是一致的，而变化的磁场会产生电场。D正确。【考点定位】本题考查电磁感应现象、互感现象和麦克斯韦电磁场理论。17如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B从n=5能级跃迁到n=l能级比
5、从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量【答案】：A【分析点拨】本题考查了能级、电子云、频率、波长、波速等基本概念，强调其间的关联，考查方式较为细致，尤以C、D两项为甚。【解析】：由再根据，所以，A正确。所有电磁波的速度都相同，B错误。处于不同能级时，核外电子在各自出现的概率不一样，出现不同开关的电子云，C错误。从高能级向低能级跃迁时，氢原子向外放出能量，D错误。【考点定位】本是考查玻尔氢原子模型，能级跃迁，电子云，波长、频率、波速的关系。18a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，
6、其折射光束如图所示。用a、b两束光A先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子C从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大【答案】：C【分析点拨】考查“红光紫光”模型。首先应由图识别出a是紫光，b是红光。【解析】：由折射图像知a光比b光的偏折大，介质对a光的折射率比b光的大，对比色散实验则a光的频率比b光的大。干涉实验只能验证光的波动性，不能验证光是横波。光是横波的依据是光的偏振现象，
7、可由两块偏振片来验证。A错误。同一金属的极限频率一定，由于紫光频率大于红光，可知若紫光a恰能发生光电效应，红光b则不能。B错误。由临界角公式可知，若b光已经发生全反射，则a光也一定发生全反射。C正确。由反射定律可知，若入射角一样大则反射角也应该一样大。D错误。【考点定位】本题考查光的反射、折射、全反射、干涉光电效应和波动性。19在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横渡，波速为2m/s，振幅为A。M、N、是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则A该波的周期为sB在t=s时，N的速度一定为
8、2m/sC从t=0到t=1s，M向右移动了2mD从t=s到t=s，M的动能逐渐增大【答案】：D【分析点拨】此题宜先画出一个正弦波形图，再根据题意，结合周期性标明合适的M、N点，如下图所示：然后代入相应的数值求解即可。【解析】：做出波形图可知，再结合可得，由于周期大于1 s，即令可知n=0，且。A错误。即，波形应该右移，N将处于平衡位置，其振动速度达到最大，但大小未知，此振动速度与传播速度2 m/s无关。B错误。机械波传播的是振动的形式和能量，质点本身并不会随波右移。C错误。和分别对应和，则M从正向最大位移处向平衡位置运动，其速度从零逐渐增至最大，动能也是如此。D正确。【考点定位】本题考查机械波
9、。20半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示。则A=0时，杆产生的电动势为2BavB=时，杆产生的电动势为C=0时，杆受的安培力大小为D=时，杆受的安培力大小为【答案】：AD【分析点拨】本题考查电磁感应，抓住有效阻值、有效杆长是关键。分析电路可知，杆的左侧圆环及圆环内的杆为有效电阻，杆的右侧圆环无效。另外，切割磁感线以及受到安培力的有效部分也是圆环内的杆长。【解析】：由
10、公式可知。A正确。切割边为a由公式可知。B错误。由公式、及可知。C错误。同理可知。D正确。【考点定位】本题考查电磁感应，法拉第电磁感应定律、安培力、欧姆定律和电阻定律。21如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接 触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则A撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为C物体做匀减速运动的时间为2D物体开始向左运动到速度最
11、大的过程中克服摩擦力做的功为【答案】：BD【分析点拨】本题考查牛顿运动定律、胡克定律以及运动学公式。重点在于做好受力分析，识别运动过程以及找准平衡位置。【解析】：由受力分析可知，物体先做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力减小到与滑动摩擦力相等时，速度达到最大，然后做加速度反向增大的减速运动，随即离开弹簧再做匀减速运动直至停止。也即经历了变加速、变减速、匀减速三种运动情况。A错误。由牛顿第二定律可知。B正确。做匀减速运动是从弹簧恢复原长开始的，由位移公式，得。C错误。设速度最大时，弹簧的形变量为x，则有，再由功的定义可知。D正确。【考点定位】本是考查胡克定律，摩擦力，牛顿第二定律，功的计算。第二部
12、分（非选择题 共174分】22（17分） (1)某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04 kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是_s，A球落地时的动能是_J。（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）【答案】：（1）0.5 0.66【分析点拨】考查自由落体运动以及机械能守恒。【解析】：由自由落体运动公式
13、，代入数据可知时间；根据和机械能守恒联立可得：。【考点定位】本题考查自由落体、平抛和机械能守恒。 (2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1;电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2;电压表V，量程3V，内阻rV=9k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3 k;滑动变阻器R，阻值范围O 10,；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干。甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_。乙同学又设计了如图3所示的电路
14、来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_V。 学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。【答案】： 5 4 见下图中的答图1或答图2。【分析点拨】先分析图1、图3的弊端，在扩充量程的同时，还要尽可能做到排除电流表的分压以及电压表的分流。【解析】：电压表示数2.3V，。V。准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要将电流电压调节达到小灯泡的额定值。测量准确3A电流表不能使用，3V电压表和0.6A电流表量程不够必须改装；将电压表和串联，刚好满足4 V量程（小灯
15、泡额定）；电流的与并联即可将电流量程扩至0.72 A（额定为0.7 A）。两表改装完毕之后，再考虑内、外接的问题。由于改装后的电压表量程刚好等于小灯泡额定电压，也就不适于将改装后的安培表内接了，否则电压表会超量程的。这里最好采用外接法，即答图1。 【考点定位】本是考查电学实验：“探究小灯泡L的伏安特性曲线”。考查了电压表读数，欧姆定律，电压表、电流表的改装，电流设计。23（16分）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水
16、泵工作。工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4。已知水的密度为1l03kg/m3，重力加速度取10m/s2。求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。【答案】：（1） （2）【解析】：（1）设电动机的电功率为P，则。设电动机内阻r上消耗热功率为，则，代入数据解得。（2）设蓄水总质量，根据能量守恒定律得代入数据解得。【考点定位】本题以当地生活为背景，考查电功率、热功率和能量守恒定律。24（19分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角= 370，
17、半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5l0-2kg、电荷量q=+110-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2sin370=0.6，cos370=0.8。(1)求弹簧枪对小物体所做的功；(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。【答案】：（1） （2）【解析】：（1
18、）设弹簧枪对小物体做功为，由动能定理得代入数据得。（2）由牛顿第二定律经过0.1 s其速度为，则，联立两式并代入数据得，其运动的位移电场力反向后，由牛顿第二定律得可考虑为反向匀加速运动，其位移则CP的长度为，联立相关方程，代入数据得。【考点定位】本题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律和动能定理。25（20分）如图所示，水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，整个空间存在匀强电场（图中未画出）。质量为m，电荷量为+q的小球P静止于虚线X上方A点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I的冲量作用而做匀速直线运动。在A点右下方的磁场中有定点O，长为l的绝缘轻绳一端固
19、定于O点，另一端连接不带电的质量同为m的小球Q，自然下垂。保持轻绳伸直，向右拉起Q，直到绳与竖直方向有一小于50的夹角，在P开始运动的同时自由释放Q，Q到达O点正下方W点时速率为v0。P、Q两小球在W点发生正碰，碰后电场、磁场消失，两小球粘在一起运动。P、Q两小球均视为质点，P小球的电荷量保持不变，绳不可伸长，不计空气阻力，重力加速度为g。(1)求匀强电场场强E的大小和P进入磁场时的速率v；(2)若绳能承受的最大拉力为F，要使绳不断，F至少为多大？(3)求A点距虚线X的距离s。【答案】：（1） （2）（3） 【式中n为大于的整数】以及 【式中n为大于的整数】【分析点拨】情景分析：竖直平面、整个
20、空间有电场、虚线X下方有匀强电场、小球在复合场中运动、单摆等 过程分析：小球P匀速直线运动；小球P在复合场中作匀速圆周运动；单摆Q的往复运动；P与Q在W点发生完全非弹性碰撞；碰后粘合体在重力场中往复运动。 模型分析：匀速直线运动、带电体在复合场中匀速圆周运动、单摆、完全非弹性碰撞、竖直面内圆周运动与牛顿定律等。 关键点：抓住小球P和小球Q从开始到碰撞所经历的时间相等；单摆的运动具有周期性！【解析】：（1）由平衡条件,得电场强度：由动量定理得：,得速率：（2）设P、Q同向相碰后在W点的最大速度为，由动量守恒定律得：此刻轻绳的张力也为最大，由牛顿运动定律得：解得：(3)设P在X上方匀速运动时间为，
21、则设P在X下方匀速圆周运动时间为，则设小球Q从开始运动到与P球反向相碰的运动时间为，再考虑到单摆的周期性，则且由题意知联立相关方程，得 【式中n为大于的整数】设小球Q从开始运动到与P球反向相碰的运动时间为，考虑到单摆的周期性，则同理可得 【式中n为大于的整数】附域代码在习题中的应用：24.解：(1)设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理得Wf-mgr(l-cos)=mv02代人数据得Wf=0.475J说明：式4分，式2分。(2)取沿平直斜轨向上为正方向。设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1，由牛顿第二定律得mgsin(mgcos+qE)=ma1小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1s后，速
22、度达到v1，有v1=v0+a1t1由可知v1=2.1m/s，设运动的位移为s1，有sl-v0t1+a1t12电场力反向后，设小物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得mgsin(mgcos-qE)=ma2设小物体以此加速度运动到速度为0，运动的时间为t2，位移为s2，有0=v1+a2t2s2=v1t2+a2t22设CP的长度为s，有s=s1+s2联立相关方程，代人数据解得s=0.57m说明：式各3分，式各1分，式2分。25解：(1)设小球P所受电场力为F1，则F1=qE在整个空间重力和电场力平衡，有Fl=mg联立相关方程得E=mg/q设小球P受到冲量后获得速度为v，由动量定理得I=mv得v=I/m
23、说明：式各1分。(2)设P、Q同向相碰后在W点的最大速度为vm，由动量守恒定律得mv+mv0=(m+m)vm此刻轻绳的张力也为最大，由牛顿运动定律得F-(m+m)g=vm2联立相关方程，得F=()2+2mg说明：式各2分，式1分。(3)设P在肖上方做匀速直线运动的时间为h，则tP1= 设P在X下方做匀速圆周运动的时间为tP2，则 tP2= 设小球Q从开始运动到与P球反向相碰的运动时间为tQ，由单摆周期性，有 11由题意，有 tQ=tP1+ tP2 12 联立相关方程，得 n为大于的整数13设小球Q从开始运动到与P球同向相碰的运动时间为tQ,由单摆周期性，有 14 同理可得 n为大于的整数15 说明：11 12 14式各1分，1315式各2分。