2012新教材高考物理模拟题精编详解第十二套试题

新教材高考物理模拟试题精编详解第十二套试题说明：本套试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分120分．考试时间：90分钟．第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，选对得4分，有选错或不答的得0分 1．美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（Ni 6328）和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β 裂变时释放电子给铜片，把镍63和铜片做电池两极外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是（ ）A ．镍63的裂变方程是Ni 6328→e 01-＋Cu 6327 B ．镍63的裂变方程是Ni 6328→e 01-＋Cu 6429 C ．外接负载时镍63的电势比铜片高 D ．该电池内电流方向是从镍到铜片2．科学家们公认，太阳能是未来人类最合适，最安全、最绿色、最理想的替代能源，太阳能利用的一种方案是在距地球表面约36000公里的同步轨道上，建立太阳能发电厂，然后利用微波将电能传回地球，据推算，到2020年全世界能源消费总量大约需要25万亿立升原油，如果用太阳能替代，只需要一块面积约1.5万平方公里，半径约70公里的圆形转化太阳能的“光板”就可实现．已知太阳距地球1.5×1110m ，地球半径为6400km ，太阳半径是地球半径的109倍．关于该方案，下面说法中正确的是（ ） A ．该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成日全食B ．该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成日全食和日偏食C ．该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成日环食和日偏食D ．该圆形吸太阳能的“光板”可以不自转．3．如图1所示，A 、B 两条直线是在A 、B 两地分别用竖直向上的F 拉质量分别为A m 和B m 的两个物体得出的加速度a 与力F 之间的关系图线，分析图线可知（ ）①比较两地的重力加速度，有A g ＞B g ； ②比较两物体的质量，有A m ＜B m ； ③比较两地的重力加速度，有A g ＝B g ；④比较两物体的质量，有A m ＞B m图1A ．②③B ．①②C ．①④D ．③④4．最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广泛的应用前景．已知1nm （纳米）＝910-m ，边长为1nm 的立方体可容纳的液态氢分子（其直径约为0110-m ）的个数最接近下面的哪一个数值（ ）A ．210 B ．310 C ．610 D ．9105．一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的三束光，分别照射到相同的金属板a 、b 、c 上，如图2所示，已知金属板b 有光电子放出，则可知（ ）图2A ．板a 一定有光电子放出B ．板a 一定不放出光电子C ．板c 一定不放出光电子D ．板c 一定有光电子放出6．2003年2月1日美国哥伦比亚号航天飞机在返回途中解体，造成人类航天史上又一悲剧．若哥伦比亚号航天飞机是在赤道上空飞行，轨道半径为r ，飞行方向与地球的自转方向相同．设地球的自转角速度为0ω，地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ．在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方，则到它下次通过该建筑上方所需时间为（ ）A ．)/(π2032ω-r gRB ．)1(π2023ω+gR r C ．23π2gRrD ．)π2032ω+rgR 7．如图3所示，在矩形ABCD 的AD 边和BC 边的中点M 和N 各放一个点电荷，它们分别带等量的正、负电荷E 、F 是AB 边和CD 边的中点，P 、Q 两点在MN 的连线上，MP ＝QN ．对于E 、F 、P 、Q 四点，其中电场强度相同、电势相等的两点是（ ）图3A ．E 和FB ．P 和QC ．A 和BD ．C 和D8．如图4所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k ，开始时，振子被拉到平衡位置O 的右侧A 处，此时拉力大小为F ，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t 后第一次到达平衡位置O 处，此时振子的速度为v ，在这个过程中振子的平均速度为（ ）图4A ．0B ．2v C ．ktFD ．不为零的某值，但由题设条件无法求出9．如图5所示，荷质比为e /m 的电子，以速度0v 沿AB 边射入边长为a 的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子从BC 边穿出，磁感应强度B 的取值为（ ）图5A ．aemv B 03=B ．ae mv B 02=C ．aemv B 03<D ．ae mv B 02<10．传统电脑的各个配件都能产生电磁辐射，并对人体造成伤害．废弃的电脑设备变成“电脑垃圾”时，将对环境造成新的污染，因此生产厂商推出绿色电脑．这里的“绿色电脑”是指（ ）A ．绿颜色的电脑B ．价格低的电脑C ．木壳的电脑D ．低辐射、低噪声、健康环保的电脑第Ⅱ卷（非选择题，共80分）二、本题共2小题，共13分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作图 11．（6分）如图6所示，为验证动量守恒实验装置示意图．图6（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是1m ________2m ． （2）为了保证小球作平抛运动，必须调整斜槽使________． （3）继续实验步骤如下：A ．在地面上依次铺白纸和复写纸．B ．确定重锤对应点O ．C ．不放球2，让球1从槽M 点滚下，确定它的落地点P ．D ．把球2放在立柱上，让球1从斜槽M 点滚下，与球2正碰后，确定它们的落地位置1L 、2L ．E ．量出1OL 、OP 、2OL 的长度．F ．看2211OL m OL m +与OP m 1是否相等，以验证动量守恒． 上述步骤不完善及错误之处有：①____________________________________________________________________． ②____________________________________________________________________． 12．（7分）有一根粗细均匀的金属电阻线．（1）用螺旋测微器测直径时，示数如图7所示，读数为________mm ．图7（2）其电阻x R 可用如图8甲所示的电路测量．所给器材中电流表上只有刻度但未标明电流值；1R 是电阻箱，其阻值是准确的；2S 是单刀双掷电键（当掷刀扳向1时与1相通，当掷刀扳向2时与2相通）．图8 ①将图乙中的实验按图甲连成电路，并用箭头标明滑动变阻器的滑动触头在实验开始的位置．②写出主要的实验步骤及测量的结果．三、本题共6小题，共67分，解答应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．（10分）侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h ，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少?设地球半径为R ，地面处的重力加速度为g ，地球自转周期为T ．14．（10分）如图9所示，由板长l ＝20cm ，板间距离d ＝2cm 的平行板电容器Fπ1028-=C 和线圈L ＝4×410-H 组成一振荡电路，电源电动势E ＝10V ．设有一荷质比为510∶1的带电粒子（不计重力），沿电容器的中心轴线飞入，当开关S 在位置1时，粒子恰好从电容器的下极板的边缘飞出．若开关S 接到位置2的同时，飞入电容器的粒子能否飞出?若不能，粒子将打在极板何处?若能，求粒子飞出时的速度．图915．（11分）质量为m的金属滑块，电量＋q，以某一初速度沿水平放置的绝缘板进入电磁场空间，匀强磁场方向如图10所示，匀强电场方向水平（且与地板平行），滑块与绝缘地板间的摩擦因数为μ ，已知滑块自A点沿绝缘板匀速直线运动，到B点与电路开关相碰，使形成电场的电路断开，电场立即消失，磁场依然存在，设碰撞时，滑块无电量损失，而动能变为碰撞前的1/4，滑块碰撞后，做匀速直线运动返回A点，往返总时间为T，AB长为L，求：图10（1）匀强电场场强大小及方向?（2）磁感应强度B为多少?（3）全过程摩擦力做的功为多少?16．（12分）如图11所示一个盛有折射率为n的液体的槽，槽的中部扣着一个对称屋脊形的薄壁透明罩ADB，顶角为2ϕ，罩内为空气，整个罩子浸没在液体中．槽底AB的中点处有一亮点C．试求出：位于液面上方图示平面内的眼睛从侧面观察可看到亮点的条件．（液槽有足够的宽度，罩壁极薄，可不计它对光线产生折射的影响）．图1117．（11分）根据量子理论，光子的能量E和动量p之间的关系式为E＝pC，其中C表示光速，由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”，用I表示．P，射出的光束的横截面积为S．当（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时，激光对物体表面的压力F＝2p·N．其中pP和S表示该束激光对物表示光子的动量，N表示单位时间内激光器射出的光子数．试用体产生的光压I ；（2）有人设想在宇宙探测中用光为动力推动探测器加速，探测器上安装有面积极大，反射率极高的薄膜，并让它正对太阳，已知太阳光照射薄膜对每平方米面积上的辐射功率为1.35kW ，探测器和薄膜的总质量为m ＝100kg ，薄膜面积为4×24m 10，求此时探测器的加速度大小?（不考虑万有引力等其它的力）18．（13分）在一次实战训练中，有一炮弹被以初速度为0v 从地面竖直向上射出．当炮弹到达最高点h ＝80m 处时，突然炸裂为二块，其质量分别为1m ＝1kg 、2m ＝0.8kg ，且在炸裂过程中分别带上了q ＝0.2C 等量异种电荷，其中1m 带负电．设在炸裂处，有一水平宽度L ＝20m 的正交匀强电磁场，如图12，匀强磁场方向垂直于纸面向里，大小为B ＝1.0T ，匀强电场方向竖直．设炸裂时，炮弹正处在正交电磁场中心，炸裂后，1m 在正交电磁场中向左做直线运动，2m 在正交电磁场中向右做直线运动．（g ＝10m/2s ）图12求：（1）炮弹被射出时的初速度0v ；（2）电场强度的大小和方向；（3）爆炸时1m 、2m 做的功各为多少；（4）二者落地点的距离．1．C 由电荷数守恒和质量数守恒可知A 、B 错，由于镍63放出电子，故带正电，电势比铜片电势高，C 正确，电流方向从铜片到镍，D 错 2．C 3．A 由g mFm mg F a -=-=可知，A 正确 4．B 将分子粗略地看成一个小立体，则33027101010==--n 个5．D 照射到a 、b 、c 上三种光的频率关系，为a b c v v v >>，由光电效应的规律可知板b 有电子射出，板c 一定有光电子放出，正确答案为D 6．A 航天飞机的运行周期 2π21π2π2gR rr rGmr v r T ===设经过时间t 航天飞机又通过建筑物上方，则1π20==ωt T t ，所以)/(π2032ω-=rgR t 7．A 沿着电场线的方向电势降低，q p ϕϕ>，B 错；E 、F 两点在同一等势面上F E ϕϕ=，且F E E E =，A 正确由等量异种电荷的等势面特点可知．B A ϕϕ>，C 错，C D ϕϕ>D 错 8．C tAv =① F ＝kA ② 由①②可知，C 正确．9．C 先根据题意画出电子所走的弧，因为弧上任意一点的速度方向必然与该点所在的半径垂直，故可以过A 点做与0v 方向（即AB 方向）垂直的直线，此即为带电粒子做匀速圆周运动的半径方向．同理过C 点作垂直于BC 的直线，也为该点的半径方向，两半径相交点即为带电粒子做匀速圆周运动的圆心．如答图1所示．由图示情况可以看出当3232sin 2aaa r ===θ时电子刚好不能从BC 边射出．要使电子可以从BC 边射出，必满足r ＞3，而r ＝Bemv 0， ∴ B ＜aemv 03时，电子可以从BC 边射出 10．D 11．（1）大于 （2）轨道末端出口水平 （3）P 、1L 、2L 为落地的平均位置，F 一步中的2OL 应为2OL -2r ， 12．（1）1.000 （2）①略②A ．将滑动变阻器调至输出电压为零的位置，再合上1S ．B ．将2S 扳向2，调滑动变阻器使电流表指针在某一电流刻度，并记下该位置．C ．使1R 阻值最大后，将2S 扳向1，调电阻箱，使电流表指针回到所记的位置，记下电阻箱阻值1R ．D ．被测电阻x R ＝1R ．13．侦察卫星环绕地球一周，通过有日照的赤道一次，在卫星一个周期时间（设为1T ）地球自转的角度为θ ，只要θ 角所对应的赤道弧长能被拍摄下来，则一天时间内，地面上赤道处全部在有日照条件下就能被拍摄下来．设侦察卫量的周期为1T ，地球对卫星的万有引力为卫星做圆周运动的向心力，卫星的轨道半径r ＝R ＋h ，根据牛顿第二定律，则21220π4)()(T h R m h R m m G +=+ 在地球表面的物体重力近似等于地球的万有引力，即 mg ＝20Rmm G解得侦察卫星的周期为 gh R RT 31)(π2+=已知地球自转周期为T ，则卫星绕行一周，地球自转的角度为θ ＝2π·TT 1摄像机应拍摄赤道圆周的弧长为θ 角所对应的圆周弧长应为gh R Tgh R RT R R T T R s 3231)(π4)(π2π2π2+=+===⋅⋅⋅θ14．当开关S 在位置1时，粒子在电容器中做类平抛运动，即水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有 l ＝vt ，2221212t dmEq at d == 得s 102s 10101102552--⨯=⨯⨯==Eq m dt 则带电粒子的初速度452101.01021020⨯=⨯⨯==--t l v （m/s ） 当S 接到2位置时，电容器内形成按余弦规律变化的振荡电场，周期为s 104s π10104π2π26284---⨯=⨯⨯==LC T ．接到位置2时，电容器内电场仍竖直向上，设粒子在第一个4T内加速向下运动，在第二个4T内减速向下运动，在半个周期结束时，粒子的速度为零，平均加速度a ＜a ，运动时间2T ＜t ，故粒子半个周期内竖直方向位移2ds <'，粒子不会打到下极板上．在第三个4T 内，粒子加速向上运动，在第四个4T内减速向上运动，在后半个周期结束时，粒子的速度为零．从对称性角度考虑，经过一个周期，粒子又回到两板中央，竖直方向速度为零．不论电容器内电场如何作用周期性的变化，粒子在水平方向不受电场力的作用，水平速度不变，所以粒子在电场中运动的时间仍为2×510-s ，在这一时间内，电场做周期性变化的次数5s104s10265=⨯⨯==--T t n ． 所以当粒子离开电容器时，竖直速度为零，水平速度不变，仍为v ＝1.0×410m/s ，从两板中央飞出．所以粒子能飞出电容器，从两板中央水平飞出，v ＝1.00×410m/s ． 15．（1）滑块速度向右，根据匀速运动条件)(1B q v mg Eq +=μ ① 可知E 的方向必水平向右．由返回速度向左且作匀速运动可知2B q v ＝mg ② 而题中有：4121212122⨯=mv mv ③ ②③联立得知 212v v =，即1Bqv ＝2mg ，代入①式 所以 E ＝μ （mg ＋2mg ）/q ＝3μ mg /q（2）设往返总时间为T 有： 22212232v Lv l v L v L v L T =+=+=即：T L v 232=，代入②式可得 qLmgT qv mg B 322== （3）返回时不受摩擦力，所以全过程摩擦力做功 W ＝-fL ＝-μ （mg ＋1Bqv ）L ＝-3μ mgL16．用答图2示平面内的光线进行分析，并只讨论从右侧观察的情形，如图所示，由亮点发出的任一光线CP 线经过两次折射而从液面射出．由折射定律，按图上标记的各相关角度．有sin α ＝n sin β ① sin γ ＝（1/n ）sin δ ② 其中 δ ≤π /2 γ ＝（π /2）-（β ＋ϕ ） ③答图2注意到，若液体内光线入射到液面上时发生全反射，就没有从液面射出的折射光线．全反射临界角C γ满足条件sin C γ＝1/n可知光线CP 经折射后能从液面射出从而可被观察到的条件为 γ ＜C γ ④ 或 sin γ ＜1/n ⑤ 现在计算sin γ ．利用③式可得sin γ ＝cos （β ＋ϕ ）＝cos β cos ϕ -sin β sin ϕ由①式可得 cos β ＝ sin 1/) /sin (1222αα-=-n n n因此，n sin γ ＝cos ϕ sin 22α-n -n sin β sin ϕ 又由①式 n sin γ＝cos ϕ sin 22α-n -sin α sin ϕ ⑥ 由图及①、②式，或由⑥式均可看出α 越大则γ 越小，因此，如果与α 值最大的光线相应的γ 设为m γ，若m γ＞C γ，则任何光线都不能射出液面．反之，只要m γ＜C γ，这部分光线就能射出液面，从液面上方可以观察到亮点．由此极端情况即可求出本题要求的条件． 自C 点发出的α 值最大的光线是极靠近CD 的光线，它被DB 面折射后进入液体，由⑥式可知与之相应的m γ α ＝（π /2）-ϕn sin m γ＝cos ϕ cos 22ϕ-n -cos ϕ sin ϕ能观察到亮点的条件为n sin m γ＜1即cos ϕ cos 22ϕ-n -cos ϕ sin ϕ ＜1上式可写成cos ϕ cos 22ϕ-n ＜1＋cos ϕ sin ϕ取平方 )c o s 1(c o s s i n 2c o s 1)c o s ( c o s 22222ϕϕϕϕϕϕ-++<-n 化简ϕϕϕϕϕϕϕsin cos 2sin cos sin 2cos 11)cos (2222++=+<-n 故222)sin cos (1)cos (ϕϕϕ+<-n 开方并化简可得11 tan 2-->n ϕ这就是在液面上方从侧面适当的方向能看到亮点时n 与ϕ 之间应满足的条件． 17．（1）激光器的功率为0P ＝NE ① 已知激光对物体表面的压力为F ＝2N ·p ②由光压的定义S FI =③ 联立以上各式得CSPI 02= ④（2）太阳光对薄膜产生的光压Pa 109Pa 1031035.12683-⨯=⨯⨯⨯=I ⑤ 探测器受到的总光压力F ＝I ·S ⑥ 以探测器为研究对象，根据牛顿第二定律F ＝m ·a ⑦∴ 2346m/s 106.3100104109--⨯=⨯⨯⨯==⋅m S I a ⑧18．（1）由竖直上抛运动得炮弹被射出时的初速度 m/s 4020==gh v ① （2）由动量守恒定律得：02211=-v m v m ② 带电物体在洛仑兹力作用下的直线运动是匀速直线运动，假设电场强度方向竖直向上，根据受力有：g m Eq Bqv 11=+ ③ g m Eq Bqv 22=- ④ 联立②③④得：两物体匀速运动的速度 ∴ =⨯⨯==2.01108.021Bq g m v 40m/s ⑤ =⨯⨯==2.01100.112Bq g m v 50m/s ⑥ 所加电场为v /m102.010)8.00.1(2111=⨯-=-=-=qgm g m q Bqv g m E⑦ 因为E 为正，所以场强方向竖直向上（3）由动能定理得：爆炸对两物体做的功J 800J 4012121221111=⨯⨯==∆=v m E W⑧J 1000J 5012121222122=⨯⨯==∆=v m E W⑨（4）由平抛运动规律得落地时间： s 4108022=⨯==g h t ⑩ 两物体的水平位移1s ＝t v 1＝40×4m ＝160m2s ＝t v 2＝50×4m ＝200m两物体落地点间的距离s ＝1s ＋2s ＋L ＝360＋20＝380m。