2012年重慶物理高考題及答案解析

2012·重慶卷(理綜物理)14． [2012·重慶卷]裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖所示．將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開始計(jì)時，在一定時間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運(yùn)動．若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振動的圖象中可能正確的是()15．[2012·重慶卷]如圖所示，理想變壓器的原線圈接u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6Ω的導(dǎo)線對“220V/880W”的電器RL供電，該電器正常工作．由此可知()A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1B．交變電壓的頻率為100HzC．副線圈中電流的有效值為4AD．變壓器的輸入功率為880W16．[2012·重慶卷]圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣．若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是()A．溫度降低，壓強(qiáng)增大B．溫度升高，壓強(qiáng)不變C．溫度升高，壓強(qiáng)減小D．溫度不變，壓強(qiáng)減小17．[2012·重慶卷]質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為2m的平板小車上，以共同的速度在水平地面上沿直線前行，車所受地面阻力的大小與車對地面壓力的大小成正比．當(dāng)車速為v0時，人從車上以相對于地面大小為v0的速度水平向后跳下．跳離瞬間地面阻力的沖量忽略不計(jì)，則能正確表示車運(yùn)動的v－t圖象為()ABCD18．[2012·重慶卷]冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為7∶1，同時繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動．由此可知，冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)動的()A．軌道半徑約為卡戎的eq\f(1,7)B．角速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)C．線速度大小約為卡戎的7倍D．向心力大小約為卡戎的7倍20．[2012·重慶卷]空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的4個點(diǎn)，則()A．P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．c點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢D．負(fù)電荷從a到c，電勢能減少21．[2012·重慶卷]如圖所示，正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動，t＝0時刻，其四個頂點(diǎn)M′、N′、P′、Q′恰好在磁場邊界中點(diǎn)．下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是()ABCD22．[2012·重慶卷](1)如圖所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長方體玻璃磚，它的________面不能用手直接接觸．在用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個針孔的位置不同，分別為d、e兩點(diǎn)，如圖所示，計(jì)算折射率時，用________(填“d”或“e”)得到的值較小，用________(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較?。?2)某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響，實(shí)驗(yàn)器材如圖所示．①測量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式______，利用測量數(shù)據(jù)作出U－I圖象，得出E和r.②將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，請?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路．③實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U－I圖象如圖中(a)(b)(c)(d)所示，由此可知：在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動勢________(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻________(填“增大”、“減小”或“不變”)．曲線(c)對應(yīng)的電源電動勢E＝__________V，內(nèi)阻r＝________Ω，當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時，該電源的輸出功率P＝________mW.(均保留三位有效數(shù)字)23．[2012·重慶卷]圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測量儀，可測量輪胎與地面間動摩擦因數(shù)，其主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿．?dāng)[錘的質(zhì)量為m，細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，擺錘重心到O點(diǎn)距離為L.測量時，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放．?dāng)[錘到最低點(diǎn)附近時，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(s＜L)，之后繼續(xù)擺至與豎直方向成θ角的最高位置．若擺錘對地面的壓力可視為大小為F的恒力，重力加速度為g，求：(1)擺錘在上述過程中損失的機(jī)械能；(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數(shù)．24．[2011·重慶卷]有人設(shè)計(jì)了一種帶電顆粒的速率分選裝置，其原理如圖所示，兩帶電金屬板間有勻強(qiáng)電場，方向豎直向上，其中PQNM矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為eq\f(1,k)的帶正電顆粒，以不同的速率沿著磁場區(qū)域的水平中心線為O′O進(jìn)入兩金屬板之間，其中速率為v0的顆粒剛好從Q點(diǎn)處離開磁場，然后做勻速直線運(yùn)動到達(dá)收集板．重力加速度為g，PQ＝3d，NQ＝2d，收集板與NQ的距離為l，不計(jì)顆粒間相互作用．求：(1)電場強(qiáng)度E的大??；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?3)速率為λv0(λ＞1)的顆粒打在收集板上的位置到O點(diǎn)的距離．25． [2012·重慶卷]某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽距離為s.比賽時．某同學(xué)將球置于球拍中心，以大小為a的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到v0時，再以v0做勻速直線運(yùn)動跑至終點(diǎn)．整個過程中球一直保持在球拍中心不動．比賽中，該同學(xué)在勻速直線運(yùn)動階段保持球拍的傾角為θ0，如圖所示，設(shè)球在運(yùn)動中受到的空氣阻力大小與其速度大小成正比，方向與運(yùn)動方向相反，不計(jì)球與球拍之間的摩擦，球的質(zhì)量為m，重力加速度為g.(1)求空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù)k；(2)求在加速跑階段球拍傾角θ隨速度v變化的關(guān)系式；(3)整個勻速跑階段，若該同學(xué)速度仍為v0，而球拍的傾角比θ0大了β并保持不變，不計(jì)球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化，為保證到達(dá)終點(diǎn)前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落，求β應(yīng)滿足的條件．參考答案14．D[解析]根據(jù)\o"全品高考網(wǎng)歡迎您"題中規(guī)定的正方向，開始計(jì)時時刻位移為正的最大值，由于簡諧運(yùn)動的圖象是正弦或余弦曲線，可知D正確．15．C[解析]輸入電壓的有效值為11000V，用電器的額定電壓為220V，所以變壓器的輸出電壓大于220V，原副線圈的匝數(shù)比小于eq\f(50,1)，A錯誤；由輸入電壓的表達(dá)式知，f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，B錯誤；副線圈中的電流與用電器中的電流相同，I＝eq\f(P,U)＝4A，C正確；變壓器的輸出功率為用電器的功率和導(dǎo)線電阻損耗的功率之和，大于880W，所以變壓器的輸入功率大于880W，D錯誤．16.A[解析]設(shè)玻璃泡中氣體壓強(qiáng)為p，外界大氣壓強(qiáng)為p′，則p′＝p＋ρgh，且玻璃泡中氣體與外界大氣溫度相同．液柱上升，氣體體積減小，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，eq\f(p,T)變大，即eq\f(p′,T)變大，BCD均不符合要求，A正確．17．B[解析]人跳車前，人和車以大于v0的初速度做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小為a＝eq\f(μ×3mg,3m)＝μg；人跳車瞬間，人和車組成的系統(tǒng)動量守恒，規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颍瑒t3mv0＝－mv0＋2mv，得v＝2v0，此后車做減速運(yùn)動的加速度a′＝eq\f(μ×2mg,2m)＝μg＝a，B項(xiàng)正確．18．A[解析]雙星系統(tǒng)內(nèi)的兩顆星運(yùn)動的角速度相同，B錯誤；雙星的向心力為二者間的萬有引力，所以向心力大小也相同，D錯誤；根據(jù)m1ω2r1＝m2ω2r2，得eq\f(r1,r2)＝eq\f(m2,m1)＝eq\f(1,7)，A正確；根據(jù)v＝ωr，得eq\f(v1,v2)＝eq\f(r1,r2)＝eq\f(1,7)，C錯誤．19．C[解析]將上述三個方程相加，整理后得37Li＋714N＋49Be→817O＋612C＋z，根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，z的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，C正確．20．D[解析]由圖中等勢面的對稱性知，P、Q兩處為等量異種電荷，A錯誤；由于電場線與等勢面垂直，所以ab兩處的電場強(qiáng)度方向不同，B錯誤；P處為正電荷，c在離P更近的等勢面上，c點(diǎn)的電勢高于d點(diǎn)的電勢，C錯誤；從a到c，電勢升高，負(fù)電荷電勢能減少，D正確．21．B[解析]第一段時間從初位置到M′N′離開磁場，圖甲表示該過程的任意一個位置，切割磁感線的有效長度為M1A與N1B之和，即為M1M′長度的2倍，此時電動勢E＝2Bvtv，線框受的安培力f＝2BIvt＝eq\f(4B2v3t2,R)，圖象是開口向上的拋物線，CD錯誤；如圖乙所示，線框的右端M2N2剛好出磁場時，左端Q2P2恰與MP共線，此后一段時間內(nèi)有效長度不變，一直到線框的左端與M′N′重合，這段時間內(nèi)電流不變，安培力大小不變；最后一段時間如圖丙所示，從勻速運(yùn)動至M2N2開始計(jì)時，有效長度為A′C′＝l－2vt′，電動勢E′＝B(l－2vt′)v，線框受的安培力F′＝eq\f(B2l－2vt′2v,R)，圖象是開口向上的拋物線，A錯誤，B正確．甲乙丙22．[答案](1)光學(xué)de(2)①U＝E－Ir②如圖所示③不變增大0.9754780.268[解析](1) 玻璃磚的光學(xué)面不能用手直接接觸，接觸面的污漬會影響接觸面的平整，進(jìn)而影響折射率的測定．連接dc、ec并延長至玻璃磚的光學(xué)面與白紙的交線，交點(diǎn)為出射點(diǎn)，入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的連線即為折射光線，入射角一定，用d點(diǎn)時，折射角大，折射率??；對于兩光學(xué)面平行的玻璃磚，入射光線和出射光線平行，ec連線與入射光線平行，誤差?。?2)①根據(jù)閉合電路的歐姆定律，U＝E－Ir.②如圖所示．③圖線與縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為電動勢，交點(diǎn)縱坐標(biāo)不變，所以電動勢不變，為0.975V；圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻，斜率的絕對值變大，內(nèi)阻變大．(c)對應(yīng)圖線斜率絕對值約為478(從線上選取兩點(diǎn)即可求斜率)，電源的輸出功率P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.975,2500＋478)))2×2500W＝2.68×10－4W＝0.268mW.23.[答案](1)損失的機(jī)械能ΔE＝mgLcosθ(2)摩擦力做功Wf＝－mgLcosθ(3)動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(mgLcosθ,Fs)24.[解析](1)設(shè)帶電顆粒的電荷量為q，質(zhì)量為m.有Eq＝mg將eq\f(q,m)＝eq\f(1,k)代入，得E＝kg(2)如圖，有qv0B＝meq\f(v02,R)R2＝(3d)2＋(R－d)2得B＝eq\f(kv0,5d)(3)如圖所示，有qλv0B＝meq\f(λv02,R1)tanθ＝eq\f(3d,\r(R12－3d2))y1＝R1－eq\r(R12－3d2)y2＝ltanθy＝y(tǒng)1＋y2得y＝d(5λ－eq\r(25λ2－9))＋eq\f(3l,\r(25λ2－9))25．[解析](1)在勻速運(yùn)動階段，有mgtanθ0＝kv0得k＝eq\f(mgtanθ0,v0)(2)加速階段，設(shè)球拍對球的支持力為N′，有N′sinθ－kv＝