2012届高考物理预测题和解析

2012届高考物理预测题
第Ⅰ卷（选择题）
1．据2011年3月14日法新社报道，日本核泄漏事故正在加剧！福岛第一核电站3号机组不排除像1号机组一样发生爆炸。

而2号反应堆可能正发生泄漏，两个反应堆可能
已经出现“熔毁”现象。

福岛第一核电站3号机组所用核燃料为铀U 238
92和钚Pu 23994，下
列关于该核泄漏事件的分析正确的是 （ ）
A ．铀238俘获中子后形成铀239，再经一次β衰变，可成为原子反应堆中的燃料钚239，由于二者都是反应堆的核燃料，所以这样的反应堆称之为增值反应堆
B ．钚的半衰期为24100年，则大约7.2万年以后泄露的物质中钚原子的总数将降低为原来的
8
1 C ．239Pu 衰变，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄
D ．原子反应堆中Pu 裂变的方程可以写为n Ba Sr n Pu 10137568738102399415++→+ 【答案】BC
【解析】由铀U 23892和钚Pu 23994质子数差距可知铀238俘获中子后形成铀239，需要经
两次β衰变，可成为原子反应堆中的燃料钚239， 7.2万年以后泄露的物质中钚原子的总数为原来的3)21(=
81，α射线比β射线的贯穿本领弱，所需
的屏蔽材料较薄，原子反应堆中P u 的反应方程为：n Ba Sr n Pu 10137
56873810239
9416++→+
2．将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定
在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧
面间所夹的圆心角为30°。

假设石块间的摩擦力可以忽略不计，
则第1、2块石块间的作用力与第1、3块石块间的作用力的大小
之比值为 （ ）
A ．21
B ．23
C ．33
D ．3
【答案】B
【解析】解法一：①选择石块1为研究对象，受到重力G 、弹力
F 21和F 31，重力方向竖直向下，弹力方向均垂直于接触面，如图
所示。

以下可以按照4种方法作图。

解法1（合成法），把弹力
F 21和F 31合成得到合力应该与重力二力平衡，这样就把力的示意
图转化为以重力为标度的力的图示，有向线段的长度表示了力的大小，如图所示。

在有阴影的直角三角形中，力的大小之比等于
三角形边长之比，即F 21: F 31=3:2=2
3； 或者根据正弦定理得，力的大小之比等于三角形边所对角的正弦值之比，即F21:
F31=sin60°:sin90°=2
3。

解法二：（分解法），把重力分解得到的两个分力与弹力F21和F31组成两对平衡力，
这样也把力的示意图转化为以重力为标度的力的图示，有向线段的长度表示了力的大
小。

以下解法同上。

解法三：（三角形法），根据3力合力为0，则表示3力的有向线段构成封闭三角形，
通过平移表示力的有向线段，以重力为标度，转化为力的图示，有向线段的长度表示
了力的大小。

以下解法同上。

解法四：（正交分解法），以表示研究对象的质点即各力共点的位置为坐标原点，让尽
可能多的力的作用线落在坐标轴上，建立如图所示坐标系。

因为F21 =F31x ，所以F21:
F31=F31x: F31=sin60°=2
3。

3．春天在广场上有许多人放风筝。

风从风筝上下表面经过，由于风筝下表面对流动的空气有阻挡作用，导致上下表面之间有压力差，这相当于风筝受到一个支持力。

会放风
筝的人，可根据这一点使风筝静止在空中。

如图所示的四种情况中，MN 表示风筝截
面，OL 表示风筝线，风向水平，风筝可能处于静止状态的是 （ ）
【答案】C
【解析】提供规范完整的解答过程，凡是题目有多种解法的，请提供全部解法，以解
法1、解法2、解法3……列出； 选择风筝为研究对象，受到重力G 、绳的拉力F1和
空气的支持力F2，重力方向竖直向下，拉力方向沿着绳，空气的支持力垂直风筝面，
如图所示。

由于风筝静止，则受到的3个力合力为0。

观察A 、B 、C 、D 四个选项的
受力示意图，A 、B 、D 三个选项的受力图中均出现两个力共线，还有一个力不共线，
合力不可能为0，所以A 、B 、D 错。

只有C 一个选项的受力图中三个力的合力可能为
0，所以选C 。

4．“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏，游戏规则是，站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得。

如图所示，小孩站立抛出圈圈
并套取前方一物体，若大人也抛出圈圈并套取前方这样的物体，则 （ ）
A ．大人站在孩子同样的位置，以相同的速度抛出圈圈
B ．大人站在孩子同样的位置，以小点的速度抛出圈圈
C ．大人退后并下蹲至与孩子等高，以相同的速度抛出圈圈
D ．大人退后并下蹲至与孩子等高，以小点的速度抛出圈圈
【答案】B
【解析】①圈圈抛出后，做平抛运动。

分解为，水平方向做匀速直线运动，则水平位
移vt x =；竖直方向做自由落体运动，则竖直位移22
1gt y =。

根据等时性，可得
g y v x 2=或2
21⎪⎭
⎫ ⎝⎛=v x g y 。

据g y v x 2=可知，水平位移大小x 与圈圈抛出的初速度v 和抛出时离物体顶部高度y 有关，控制变量法， v 一定，x 随y 增大而增大；据221⎪⎭
⎫ ⎝⎛=v x g y 可知，竖直位移大小与圈圈抛出的初速度v 和抛出时与物体水平距离x 有关，控制变量法，v 一定，x 不变则y 不变，故A 选项错误。

据221⎪⎭
⎫ ⎝⎛=v x g y 可知， x 一定，v 减小则y 增大，故B 选项正确。

据g y v
x 2=可知， v 一定，y 不变则x 不变；据221⎪⎭
⎫ ⎝⎛=v x g y 可知，v 一定，x 增大则y 增大，故C 选项错误。

据g y v x 2=可知，y 一定，v 减小则x 减小，故D 选项错误。

5．如图所示，蜡块在装着水的玻璃管中匀速上浮的同时，随着玻璃管向右水平运动。

A 、B 两图表示的是随着玻璃管向右水平匀速运动及其运动轨迹，C 、D 两图表示的是随着
玻璃管向右水平匀加速运动及其运动轨迹，则正确的是 （ ）
【答案】C
【解析】解法一：（解析法），以蜡块出发位置为坐标原点，根据题意，上浮的运动是匀速直线运动，则位置坐标t v y y =；若水平方向运动也是匀速直线运动，则位置坐标t v x x =。

根据等时性和控制变量法（消去参量t ），得到轨迹方程x v v y x y =，说明因变
量y 是自变量x 的正比例函数，则轨迹是过坐标原点的一条直线，故A 、B 选项错误。

若水平方向运动是匀加速直线运动，为简单起见，假设其初速度为0，则位置坐标
22
1at x =。

根据等时性和控制变量法（消去参量t ），得到轨迹方程x a v y y 2=，说明因变量y 是自变量x 的2
1次幂函数，则轨迹是过坐标原点的一条抛物线，故C 选项正确，故D 选项错误。

解法二：（条件法），以蜡块出发位置为坐标原点，根据题意，上浮的运动是匀速直线运动，速度y v ，加速度0=y a ；若水平方向运动也是匀速直线运动，则速度V x ，加速度0=x a ；则合速度22
y x v v v +=，方向x y v v =αtan ，合加速度022=+=y x a a a ，
说明合运动是速度不变沿与x 轴成α角的直线运动，即匀速直线运动。

若水平方向运
动是匀加速直线运动，为简单起见，假设其初速度为0，则加速度为x a ；则合初速度
y y x v v v v =+=22，方向沿y 轴方向，合加速度x y x a a a a =+=22方向沿x 轴方向，
说明合运动的速度与加速度不在一条直线上，是曲线运动，考虑在初位置速度与加速
度垂直，可进一步判断轨迹是过坐标原点的一条抛物线，故C 选项
正确， 故D 选项错误。

6．真空中有两个带等量正电的点电荷，在它们所在平面内的中央任
意取一个矩形路径，如图所示，则 （ ）
A ．边ab 上各位置，从a 到b ，电场强度一定先减小后增大
B ．边ab 上各位置，从a 到b ，电势一定先降低后升高
C ．带负电的试探电荷，沿边ab ，电势能可能先减小后增大
D ．沿边ab 和边bc ，从a 到b 再到c ，a 、c 间电势差一定为0
【答案】C 、D
【解析】如果此题用电场叠加和数学解析的方法解答，涉及的数学过程太复杂。

在学
习电场时，有意识地记住几个特殊电场的的电场线和等势面的分布图是一个想象和理
解电场性质的好办法。

本题中两个等量正点电荷（场源电荷）周围的电场线和等势面
的分布图如图所示，在两个点电荷连线的垂直平分线上有三个临界点，其一是垂足，
电场强度为0，电势为极大；其二是关于连线对称存在两个点，电场强度为极大；另
外，等势面由近及远呈现三种形态。

由于矩形路径所经过多区域不同，观察电场线的
分布，边ab 上各位置，从a 到b ，电场强度不一定是先减小后增大，电势也不一定是
先减小后增大，故A 、B 选项错误。

在距离场源电荷较远的空间，可以把两个场源电
荷等效为一个点电荷，较远空间里电场线和等势面的分布类似正点电荷周围的电场线
和等势面的分布，沿边ab 电势先升后降，而负试探电荷的电势能先减小后增大，故C
选项正确。

电场中a 与b 、b 与c 、c 与d 具有几何对称性，a 、b 、c 、d 位置的电场强
度和电势具有对称性，任意两点的电场强度大小和电势相等，因此任意两点间的电势
差为0，故D 选项正确。

7．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢便叫动车.而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就
是动车组.有一位乘客在合肥至武汉的静止动车车厢内用手垂直车厢壁将一个木块压
在车厢的后壁上，车厢壁可以看成竖直平面，列车运行时沿平直轨道.则以下说法正确
的是 （ ）
A ．动车的车厢壁一定是粗糙的
B ．当列车匀加速启动的同时释放木块，木块一定沿车厢后壁下滑
C ．当列车匀速行驶时，释放木块，车厢壁给木块有弹力
D ．当列车匀速行驶时，释放木块，木块会与车一起匀速行驶
【答案】A
【解析】当列车静止时，木块被压在车厢壁上静止受力分析可得，静摩擦力平衡了木
块的重力，所以车厢壁粗糙，A 选项正确；当列车匀加速启动时如果加速度达到一定
值，则车厢壁给木块一定的压力，木块此时仍然受到静摩擦力，若
该静摩擦力平衡重力，则木块与车一起加速，不沿车厢后壁下滑，
B 选项错误；当车匀速行驶时，车厢壁与木块之间无挤压，在竖直
方向木块仅受重力，合外力不为零，所以木块不可能与车一起匀速运动，C 、D 选项
错误.
8．已知某种介质的折射率为2n =，在这种介质与空气的交界面上MN 上有光线入射，
在如下图所示的光路中，哪个是正确的（MN 上部分是空气，MN 下部是介质） （ ）
【答案】C
【解析】当发生全反射时由：01sin 452
C C n ==⇒=，当光从光密介质向光疏介质，且入射角i C ≥时发生全反射，故A 、B 错误，再由折射定律，sin sin i n r
=可推知，只有C 光路图是正确的，本题源于选修3-4第46面图13.1.1结合全反射进行拓展.
9．一个质子以7100.1⨯ｍ/ｓ的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为
硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则
下列判断中正确的是 （ ）
A ．核反应方程为27
13Al ＋11H →28
14Si
B ．核反应方程为27
13Al ＋10n →2814Si C ．硅原子核速度的数量级为7
10ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致
D ．硅原子核速度的数量级为510ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致
【答案】AD
【解析】根据核反应方程的电荷数，质量数守恒，所以B 错而A 项正确
根据相互作用过程动量守恒，则C 项错而D 项正确，所以，答案为AD
10．一列简谐横波，某时刻的图象如下图甲所示，从该时刻开始计时，波上A 质点的振动图象如图乙所示，则 （ ）
A ．这列波沿x 轴正向传播
B ．这列波的波速是25m/s
C ．经过Δt=0.4s ，A 质点通过的路程是2m
D ．质点P 将比质点Q 先第一次回到平衡位置
【答案】B
【解析】因质点A 此时的运动方向向上，所以波是向左传播，故A 错误
由甲图可知波的波长为20米，由乙图可知波的周期为0.8秒，所以波速为25m/s ，故
B 正确；
因Δt=0.4s 是半个周期，所以A 通过的路程为4m ，故C 错误；
因此时P 质点的振动方向向下，所以Q 点先到平衡位置，故D 错误。

第Ⅱ卷 （非选择题）
1．如图甲所示，在xoy 平面内加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律如图乙所示（规定竖直向上为电场强度的正方向，垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。

在t=0时刻，质量m 、电荷量为q 的带电粒子自坐标原点O 处，以v 0=2m/s 的速度沿x 轴正向水平射出。

已知电场强度E 0=2m q 、磁感应强度B 0=2m q
π，不计粒子
重力。

求：
（1）t=1s 末粒子速度的大小和方向；
（2）1s —2s 内，粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期；
（3）画出0—4s 内粒子的运动轨迹示意图（要求：体现粒子的运动特点）；
（4）（2n-1）s —2ns （n=1，2，3，，……）内粒子运动至最高点的位置坐标。

【解析】（1）在0~1s 内，粒子在电场力作用下，
带电粒子在x 方向上做匀速运动0v v x =
Y 方向做匀加速运动10t m
qE v y = 1s 末粒子的速度221y x v v v += V 1与水平方向的夹角α，则x
y v v =αtan 代入数据解得s m v /221= 0
45=α
在1s~2s 内，粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律 1
2101R mv B qv = 得π2011==qB mv R m 粒子做圆周运动的周期s qB m T 120
==π （3）粒子运动轨迹如图所示
（4）（2n-1）s 末粒子的坐标为nm n v x 20== m n n m qE y 22021=⨯⨯=
此时粒子的速度为s m n n m
qE v v n /12)(22020-=⨯+=
n v n m qE v v y =⨯==0
00tan θ 带电粒子在（2n-1）s~2ns （n=1，2，3…）
内做圆周运动的轨迹如图所示
半径π120+==n qB mv R n n m
最高点G 的位置坐标为)2(sin πθn
n R x X n -=-= m
)]11(1
[)cos 1(22+++=++=n n R y Y n πθm
2．如图所示，光滑竖直圆环轨道，O 为圆心，半径为R ，B 点与O 点
等高，在最底点固定一点电荷A ，B 点恰能静止一质量为m ，电荷量
为q 的带孔小球，现将点电荷A 的电量增加为原来的两倍，，小球沿
圆环轨道向上运动到最高点C 时的速度为gR 2，求：
（1）小球在B 点刚开始运动时的加速度；
（2）小球在C 点时，对轨道的压力
（3）点电荷A 的电量增加为原来的两倍后，B 、C 两点间的电势差
【解析】（1）设点电荷A 的电量为Q ，受力分析图如图所示
小球在B 点静止，则有：mg R Qq
k 2)2(2=
当A 的电量增加为原来的两倍时，则有ma mg R Qq
k
=-ο45cos )2(22 所以，g a =，方向竖直向上
（2）在C 点时，设轨道对球的压力方向向下，大小为N ，根据圆周运动知识可得R v m R Qq k N mg c 22)
2(2=-+ 所以，mg N )12(+=， 所以，球对轨道的压力大小为mg )12(+，方向为竖直向上
（3）设B 、C 两点间电势差为U ，
则由动能定理可得221c mv mgR qU =- 则，q
mgR U 2= 3．如图所示，A 、B 两物体的质量均分别为2m 和m ，两物体与水平面间的动摩擦因数都为μ，A 、B 间连着劲度系数为k 的轻质弹簧，开始时A 、B 均静止，弹簧处于原长，若物体A 获得水平向右的冲量I ，恰好能使B 发生滑动，且认为物体与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）B 刚滑动时，A 的加速度
（2）从A 获得冲量到B 刚滑动，弹簧对A 所做的功
【解析】（1）由题意可知，当B 刚滑动时，A 的速度也恰好为零，设此时弹簧的弹力为F ，，则有对B 物体有：F mg =μ
对A 物体有： ma F mg 22=+μ，所以，g a μ23=
，方向是水平向左 （2）当B 刚滑动时，A 向右移动的距离为x
则有：kx F =且F mg =μ，所以k mg
x μ=
对A 物体可得：02mv I = 由动能定理：2022
102mv W mgx -=+-弹μ 所以，m
I k mg W 4)(22
2-=μ弹 4．如图所示，水平导轨间距为d ，电阻不计，左端接有一定值电阻R ，其间有直径为d 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B ，方向垂直导轨平面，正方形金属框abcd 质量为m ，边长为d ，每边电阻均为R ，与导轨间的动摩擦因数为μ，已知金属框cd 边刚进入磁场时的速度为v ，，ab 边出磁场时的速度恰好为零，运动过程中ad 、bc 边与导轨接触良好，求：
（1）通过定值电阻R 的电量
（2）全过程中定值电阻R 中产生的热量
【解析】（1）当cd 边在磁场中运动时，因ad 、bc 边被导轨短路，等效电路如图（1）
回路中的总电阻为R R R R 2
3211=+=
回路中的平均感应电动势为11t E ∆∆Φ=- 通过回路的总电量为111t R E ∆-
通过R 的电量为R
B d R t R E q 1232121111π=∆Φ=∆=- 当ab 边在磁场中运动时，等效电路如图（2）
同理可得通过R 的电量为12q q = 所以总电量为：R B
d q q q q 622121π==+=
（2）当cd 边和ab 边在磁场中运动时，两等效电路相同. 设回路中的电流有效值为1I ，则电路中的总焦耳热为t R I Q ∆=12
定值电阻R 中的热量为t R I Q R ∆=2)
21( 所以Q Q R 6
1= 又对金属棒在运动过程中能量守恒可得
02
122-=
+mv d mg Q μ 所以，mgd mv Q R 311212-= 5．如图所示，某滑雪运动员从雪坡经A 点滑到B 点冲向空中落到C 点接着沿水平路面滑到D 点停止，滑雪运动员的质量为M=70kg ，下表记录了他滑雪过程中的有关数据，不计空气阻力，请根据表中数据求：
（1）运动员在C 点着地时损失的机械能；
（2）运动员在CD 段所受的阻力；
（3）整个过程克服摩擦力所做的功。

【解析】（1机械能损失是在着地瞬间，所以有
J mv mgh mv E
C B B 91352
12122=-+=∆ （2）在CD 段运动员作匀减速运动，由动量定理可得：
C C
D mv t t f =-)(，所以N f 50=
（3）由题意可知整个过程克服摩擦力所做的功是在AB
和CD 段，则
J mv mv mgh mv mgh W C B B A A f 50052
1)21(21222=++-+= 6．如图所示在平面直角坐标系xOy 中，，第Ⅰ、II 象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ，第III 、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上距原点O 为d 的P 点以速度v 0
垂直于y 轴射入第Ⅰ象限的电场，经x 轴射入磁场，已知qd
mv E 220=，qd mv B 20=．不计粒子重力，求：
（1）粒子在磁场中运动的半径，画出带电粒子运动的轨迹。

（2）从粒子射入电场开始，求粒子经过x 轴时间的可能值。

【答案】（1）d r 22=，轨迹如下图所示。

（2）故带电粒子经过x 轴正半轴时间的可能值为
013212)43()(v d v d n t t t t n t ++=+++=π（n =0、1、2、3…）. 带电粒子经过x 轴负半轴时间的可能值为0021321)32()43()(v d v d n t t t t t n t ππ+++=
++++=（n =0、1、2、3…）. 【解析】（1）带电粒子射入电场中作类平抛运动，
由牛顿第二定律d
v m qE a 220== 由类平抛运动的特点，竖直方向上作初速为零的匀加速运动
22
1at d =，at v y = 水平方向上作匀速运动t v x 0=
设合速度与水平方向的夹角为θ， 由合速度与分速度的关系得0tan v v y =
θ
22y x v v v +=合 以上六式联立可得d x 2=，02v v =合，4π
θ=.
带电粒子在磁场中作匀速圆周运动， 洛伦兹力提供向心力r
mv qvB 2
=，代入可得d r 22= 由几何关系可确定出带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心在y 轴下方d 2处，根据圆的对称性，粒子出磁场时的速度和距离与入时对称，带电粒子进入第II 象限作斜抛运动，运动情况跟在第一像限对称，
故可画出带电粒子运动的轨迹。

（2）由上问知粒子在第Ⅰ象限的电场中运动的时间0
12v d t =， 在磁场中运动的周期由qB
m T π2=， 带电粒子在磁场中运动的时间为0
232343v d qB m T t ππ===
， 带电粒子在第第II 象限的电场中运动的时间032v d t =， 故带电粒子经过x 轴正半轴时间的可能值为0
013212)43()(v d v d n t t t t n t ++=+++=π（n =0、1、2、3…）. 带电粒子经过x 轴负半轴时间的可能值为0021321)32()43()(v d v d n t t t t t n t ππ+++=++++=（n =0、1、2、3…）.。