上海市2012年高考物理压轴卷试题

绝密★启用前
2012年普通高等学校招生全国统一考试
上海物理试卷
本试卷分第I卷(1—4页)和第II卷(4—10页)两部分。

全卷共10页。

满分150分。

考试时间120分钟。

第I卷(共56分)
考生注意：
1.答第1卷前，考生务必在试卷和答题卡上用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔清楚填写姓
名、准考证号、校验码，并用2B铅笔在答题卡上正确涂写准考证号和校验码。

2.第I卷（1—20题)由机器阅卷，答案必须全部涂写在答题卡上。

考生应将代表正确答
案的小方格用2B铅笔涂黑。

注意试题题号和答题卡编号一一对应，不能错位。

答案
需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。

答案不能涂写在试卷上，涂写
在试卷上一律不给分。

一．单项选择题（共16分，每小题2分。

每小题只有一个正确选项。

）
1．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，得到的实验结果有（）
（A）所有α粒子几乎无偏转地穿过金箔
（B）大多数α粒子发生较大角度的偏转
（C）向各个方向运动的α粒子数目基本相等
（D）极少数α粒子产生超过90︒的大角度偏转
2．如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，来推动衣橱，这里主要利用了
（A）力的平衡（B）力的相互作用
（C）力的分解（D）力的合成
3．如图是一个有光照或温度升高时排气风扇都能起动的自动控制
装置，则图中的电风扇是模块机器人中的
（A）传感器（B）执行器
（C）控制器（D）敏感元件
4．在任何相等的两段时间内物体速度的变化量不同的运动是
（A）自由落体运动（B）平抛运动[
（C）匀速圆周运动（D）匀减速直线运动
5．2、用绿光照射一光电管，能产生光电效应。

欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，下例措施可行的是
（A）．改用红光照射（B）．改用紫光照射
（C）．增大光电管上的加速电压（D）．增大绿光的强度
6．如图为三个门电路符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”。

则
(A)甲为“非”门，输出为“1”
(B)乙为“与”门，输出为“0” (C)乙为“或”门，输出为“1” (D)丙为“与”门，输出为“1”
7．图中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束，则
（A ）a 为β射线、b 为γ射线 （B ）a 为α射线、b 为β射线 （C ）b 为β射线、c 为γ射线
（D ）b 为α射线、c 为γ射线
8．根据分子动理论，物质分子之间的距离为某一个值r 0时，分子所受的斥力和引力相等，则此时
(A)分子具有最大势能 (B)分子具有最小势能 (C)引力和斥力都是最大值 (D)引力和斥力都是最小值
二．单项选择题(共24分，每小题3分。

每小题只有一个正确选项。

)
9．关于我国现已建成的核电站，下列说法中正确说法是 （ ） （A ）发电的能量来自于天然放射性元素衰变放出的能量 （B ）发电的能量来自于重核裂变放出的能量
（C ）当控制棒插入反应堆的深度增大时链式反应速度加快 （D ）当控制棒插入反应堆的深度减小时链式反应速度减慢
10．用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05mm 的窄缝，进行光的衍射实验，如图甲所示，则在光屏上看到的条纹是图乙中的
激光器
（A ）
（
B ） （
C ） （
D ） 甲 乙
11．如图所示是一定质量的理想气体的三个不同变化过程。

则下列叙述正确的是 (A)．a→d 过程气体的温度降低 (B)．b→d 过程气体的温度降低 (C)．c→d 过程气体的温度降低 (D)．b→d 过程气体对外界做功
12．一弹簧振子振幅为A ，从最大位移处经过时间t 0第一次到达平衡位置，若振子从平衡位置处经过t 03时的加速度大小和动能分别为a 1和E 1，而振子位移为A
3时加速度大小和动能分别为
a
2
和E 2，则a 1、a 2和E 1、E 2的大小关系为
（A ）a 1＞a 2，E 1＜E 2 （B ）a 1＞a 2，E 1＞E 2 （C ）a 1＜a 2，E 1＜E 2 （D ）a 1＜a 2，E 1＞E 2
13．有一个消毒用电器P ，电阻为20k Ω，它只有在电压高于24V 时才能工作。

今用一个光敏电阻R 1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100Ω，黑暗时为1000Ω。

电源电动势E 为36V ，内阻不计，另有一个定值电阻R 2 ，电阻为1000Ω。

下列电路电键闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是（ ）
14．通电直导线a 与圆形金属环b 共面放置，相互绝缘，如图所示放置，当a 通了电流，b 中产生顺时针方向的感应电流，且b 受到的合力向下，由此可知，直导线a 中电流 (A) 向右减小 (B)向右增大 (C) 向左减小 (D) 向左增大
15．一粒子从A 点射入电场，从B 点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力。

则正确的是 （A ）A 点的场强小于B 点的场强 （B ）粒子的加速度先不变后变小 （C ）粒子的速度不断增大 （D ）粒子的电势能先减小后增大
16．“蹦极”是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。

某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示。

将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g 。

据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为
（A ）0.8g （B ）g （C ）2g （ D ）3g
三．多项选择题(共16分，每小题4分。

每小题有二
个或三个正确选项。

全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。

) 17.
利用发波水槽观察波的衍射现象时，如图所示，虚线表示波谷，实线表示波峰，则下列说
E （A ）
（B ）
（C ）
（D ）
法正确的是
(A) 能在挡板后面观察到明显的衍射现象 (B) 缩小挡板间距可以使衍射现象更明显 （C ）增大波源频率可以使衍射现象更明显
(D) 衍射现象是以原来波的中心为中心继续延伸到挡板后面的“阴影”里
18．如图所示，把一个带正电的小球a 放在光滑的绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，现在直线MN 上放一个带电小球b ，则b 可能
（A ）带正电，放在A 点 （B ）带正电，放在B 点 (C) 带负电，放在C 点 (D) 带负电，放在D 点
19．如图所示的装置，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动。

缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，起初在小活塞上的杯子里放有大量钢球。

能使两活塞相对气缸向下移动是 （A ）给气缸内气体缓慢加热 （B ）取走几个钢球 （C ）让整个装置自由下落 （D ）大气压变小
20．如图所示，一个矩形金属框MNPQ 置于光滑的水平面xOy 内，一磁场方向垂直于金属框平面，磁感应强度B 沿x 轴方向按图所示的曲线规律分布，
关于x 0对称，平行于x 轴的线框边NP 的长为d （d 与x 0的大小关系未定）。

现给金属框一个大小为v 0的初速度，让线框边MN 从原点0开始沿x 轴正方向滑动，则 （A ）当d =x 0时，线框中感应电流方向一定保持不变
（B ）无论d 为多大，线框中的感应电流方向都有可能保持不变 （C ）当d >x 0时，d 越大，线框中最初的感应电流越小
（D ）无论d 为多大，运动过程中线框的加速度一定一直在减小
第Ⅱ卷(共94分) 考生注意：
1．第II 卷(21-33题)由人工阅卷。

考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将第ll 卷所有试题的答案写在试卷上，用铅笔答题或将答案涂写在答题卡上一律不给分(作图可用铅笔)。

B -B
2．第30、31、32、33题要求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，而未写出主要演算过程的，不能得分。

有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。

四．填空题(共20分，每小题4分。

答案写在题中横线上的空白处或指定位置。

)
本大题中第22为分叉题，分A 、B 两类，考生可任选一类答题。

若两类试题均做，一律按A 类题计分。

21．用微波炉的高火加热一袋体积20mL 、温度为10℃的牛奶约1min ，牛奶可被加热至30℃。

微波炉的部分技术数据如表所示，则微波的波长为 m ，加热10袋这样的牛奶约要消耗的电能为 J 。

22A ．质量为m ＝100kg 的小船静止在水面上，水的阻力不计，船上左、右两端各站着质量分别为m 甲＝40kg ，m 乙＝60kg 的游泳者，当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s 的速率跃入水中时，小船运动方向为___________；运动速率为___________m/s 。

22B ．已知万有引力常量为G ，地球半径为R ，同步卫星距地面的高度为h ，地球的自转周期为T ，地球表面的重力加速度为g 。

则地球质量可表达为_____________或_____________。

23．两列简谐波沿工轴相向而行，波速均为0.4/v m s =，两波源分别位于A 、B 处，0t =时的波形如图所示。

当 2.5t s =时，M 点的位移为 cm ，N 点的位移为 cm 。

24．如图，两长度均为5m 的轻杆AB 、BC ，处在同一竖直平面内，A 、B 、C 三处均用铰链连接，其中A 、C 两点在同一水平面上且相距5m 。

现在BC 杆的中点处施加一水平作用力F ＝36N ，整个装置仍保持静止不动，则AB 杆对BC 杆的作用力大小为________N 。

若持续增大力F ，整个装置仍保持静止，则在此过程中，BC 杆对C 处铰链的作用力方向将_____________（选填“顺时针转动”、“保持不变”或“逆时针转动”）。

25．如图所示，重铜棒MN 长a ，质量未知，两端由两根长都是l 的轻软铜线悬挂起来，铜棒MN 保持水平，整个装置静止于竖直平面内，装置所在处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度
B 。

现给铜棒MN 中通入某一恒定电流，铜棒发生摆动，测得最大偏角θ=600，最大动能为E K
（不计感应电流影响和空气阻力）。

则铜棒中通的电流强度为__________，从最低点运动到最
高点的过程中安培力做的功是_______________。

（请用题中已知的字母来表示，角度θ的三角函数值请代入数据）
五．实验题(共24分。

答案写在题中横线上的空白处或括号内。

)
26．(4分)（多选）某同学用“用DIS研究气体的压强与体积的
关系”，做了两次实验，操作完全正确，在同一p－1/V图上得到
了两条不同的直线，造成这种情况的可能原因是（）
（A）两次实验中温度不同
（B）两次实验中空气质量不同
（C）两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
（D）两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
27．(4分)在“研究电磁感应现象”实验中，给出了下面的实验器材。

（1）上述不必要的器材有：。

（请填器材前的数字号）
（2）正确连接好实验电路后，将原线圈插入副线圈中，闭合电键瞬间，副线圈中感应电流方
向与原线圈中的电流方向（填“相同”或“相反”）。

28．(8分)某同学利用单摆测定重力加速度时，用秒表测量单摆的周
期，当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0，单摆每经
过最低点记一次数，当数到n=60时秒表的示数如图所示。

（1）该单摆的周期是T=_______________s 。

（2）（多选）测量结果与当地的重力加速度的真实值比较，发现偏大，
可能原因是( )
(A)振幅偏小 (B) 开始计时误记为n=1
(C)将摆线加上球直径当成了摆长 (D) 在单摆未悬挂之前先测定其摆线的长度
（3）“重力勘探”是应用地球表面某处重力加速度的异常来寻找矿床。

假设A处的正下方有一均匀分布且体积为V的球形矿床，如图所示，矿床的密度为nρ(n>1，ρ为地球的平均密
度)，万有引力常量为G 。

由于矿床的存在，某同学在地球表面A 处利用单摆装置测得的重力加速度为g ，明显大于该区域正常情况下地球表面的重力加速度理论值g 0。

则根据上述数据可以推断出此矿床球心离A 的距离r 为_____________________。

（请用题中已知的字母表示）。

29．(8分)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A ．待测的干电池（电动势约为1.5V ，内电阻1.0Ω左右） B ．电流表A 1（量程0—3m A ，最小刻度0.1mA ，内阻忽略不计） C ．电流表A 2（量程0—0.6A ，最小刻度0.02A ，内阻忽略不计）
D ．滑动变阻器R 1（0—20Ω，10 A ）
E ．滑动变阻器R 2（0—200Ω，l A ）
F ．定值电阻R 0（990Ω）
G ．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a ）、（b ）两个实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。

（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，移动滑动变阻器，电流表A 1和电流表A 2分别测得多组I 1和I 2，并画出I 1-I 2图线，则由图线可得被测电池的电动势E ＝______V ，内阻r ＝______Ω。

（3）若同学根据（1）中选出的合理电路和器材连接实物电路时，把电流表A 2接在了干路上，但误认为电流表A 2仍接在支路上，其他步骤按（2）中的操作，这样由实验得出的内阻将______（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

六．计算题(共50分)
30．（10分）如图所示，一端封闭的均匀玻璃管长H ＝60cm ，开口端竖直向上，用水银封住一定量的空气，水银柱长h ＝19 cm ，空气柱长L 1＝20 cm ，初始温度为t 1＝27℃。

（已知大气压强为76cmHg ）求：
（1）初始玻璃管内封闭气体压强p 1。

（2）将玻璃管缓缓顺时针转90 ，直至玻璃管水平时，空气柱长度L 2。

（3）保持玻璃管水平，对气体缓慢加热，则温度至少升高至多少摄氏度时水银全部从管中溢出。

乙
甲
31．（12分）某兴趣小组研究在高空下落鸡蛋。

若鸡蛋直接撞击地面，鸡蛋不被摔坏的最大高度为0.18m。

如图所示，设计了一个保护鸡蛋的装置，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，当鸡蛋离夹板下端某个距离时，多次实验发现，若将该装置从距地面H=4.5m高处从静止开始下落，鸡蛋恰好没有被摔坏，且鸡蛋整个下落时间为1.2s。

设鸡蛋、夹板所受的空气阻力都为自身重力的0.1倍，装置碰地后速度立即变为零且保持竖直方向，不计装置与地面作用时间。

取g=10m/s2。

则
（1）没有装置保护，鸡蛋不被摔坏时鸡蛋着地的最大速度；
(2) 夹板与鸡蛋之间的摩擦力是鸡蛋重力的几倍；
（3）当装置从H=4.5m高处下落，为了让鸡蛋能够落到地面，则鸡蛋在夹板
中下落的最长距离s。

32.(14分) 如图所示，光滑足够长导轨倾斜放置，导轨间距为L =1m ，导轨平面与水平面夹角为θ=30o
，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为R =2Ω，导体棒ab 垂直于导轨放置，除灯泡外其它电阻不计。

两导轨间的匀强磁场的磁感应强度为B =0.5T ，方向垂直于导轨所在平面向上。

将导体棒从静止释放，在导体棒的速度
v 达到2m/s 的过程中通过灯泡的电量q =2C 。

随着导体棒的下滑，其
位移x 随时间t 的变化关系趋近于x =4t －2（m ）。

取g =10m/s 2
，求： ⑴导体棒的质量m ；
⑵当导体棒速度为v =2m/s 时，灯泡产生的热量Q ；
⑶辨析题：为了提高ab 棒下滑过程中小灯泡的最大功率，试通过计算提出两条可行的措施。

某同学解答如下：小灯泡的最大功率为R
BLv P m 2)（ （其中v m 为下滑的最大速度），因此提
高ab 棒下滑过程中小灯泡的最大功率的措施有：增大磁感应强度B 、……。

由此所得结果是否正确？若正确，请写出其他两条可行的措施；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。

33.(14分)如图所示，一质量m =0.1kg 、电量q =1.0×10-5
C 的带正电小球（可视作点电荷），它在一高度和水平位置都可以调节的平台上滑行一段距离后平抛，并沿圆弧轨道下滑。

A 、B 为圆弧两端点，其连线水平，已知圆弧半径R =1.0m ，平台距AB 连线的高度h 可以在0.2m-0.8m.之间调节。

有一平行半径OA 方向的匀强电场E ，只存在圆弧区域内。

为保证小球从不同高度h 平抛，都
恰能无碰撞地沿圆弧切线从A 点进入光滑竖直圆弧轨道，小球平抛初速度v 0和h 满足如图所示的抛物线，同时调节平台离开A 点的距离合适。

不计空气阻力，取g =10m/s 2
，求：
（1）小球在空中飞行的最短时间t ； （2）平台离开A 的水平距离x 范围；
（3）当h =0.2m 且E =2.5×104
N/C 时，小球滑到最低点C 点的速度v ；
（4）为了保证小球在圆轨道内滑动到C 点的速度都是（3）中的v ，则电场力F =qE 的大小应与平台高度h 满足的关系。

（通过列式运算说明）
2012年全国普通高等学校招生统一考试
上海物理试卷答案要点 第I 卷(共56分)
一、单项选择题1（每小题2分）
第II 卷(共9 4分)
四．填空题（每小题4分）
21、___0.122______、_7.8×105
______ 22（A ）．向左；0.6
22（B ）．232)(4GT
h R M +=π； M ＝R 2g G
23 2 0
24、__18_______、____不变_________25、
K E alB
)32(+、
K E 2)
332(+ 五．实验题
26、（4分）AB 27、（4分） （1）（2分）② ⑦ （2） （2分）相反 28、（1）(2分)2.25s （2）（4分） B C （3）（2分）
)1(g g V
n G --ρ
29、（1）（2分）（b ） D （2）（4分）1.48（士0.04）V 、0.85（士0.03）Ω （3）（2分） 不变 六．计算题 30．（10分） （1）p 1＝（76＋19）cmHg ＝95cmHg （2分） （2）等温过程 p 1V 1＝p 2V 2（2分） 95⨯20＝76 ⨯L 2（1分） L 2＝25cm （1分）
（3）等压过程V 2/T 2＝V 3/T 3（2分） 25/300＝60/T 3（1分）
T 3＝720K t 3＝447°C （1分）
31、 (1) （3分） mg-f=ma （1分）0.1mg=ma a =9m/s 2
（1分）
v 2=2as=2×9×0.18 v =1.8m/s （1分）
(2) （7分）设装置落地时的速度为v 1
v 12=2aH=2×9×4.5=81 （1分） v 1=9m/s （1分） t 1= v 1/a=9/9=1s （1分） 所以鸡蛋继续下落时间为0.2s,落地速度为1.8m/s
a 蛋= (v 1-v)/t 2=(9-1.8)/0.2=36m/s 2（2分）
对蛋分析，由牛顿第二定律得F+0.1mg-mg=ma 蛋=3.6mg F =4.5mg （2分）
(3) （2分）s = v 12/2a 蛋=81/72=1.125m （2分）
32、 (1) （4分）根据x=4t －2（m ）得，最后匀速运动的速度为v m =4m/s
匀速运动时,F 安=mg sin30
0 （2分） B 2L 2v m /R = mg sin300 解得m =0.1kg （2分）
(2) （5分） 通过灯泡的电量q=It =
R ∆Φ=R
Bls =2c （1分） 解得 s =8m （1分） 由动能定理得 mgs sin300-W 安=mv 2/2 (2分) 灯泡产生的热量Q= W 安= mgs sin300- mv 2/2=3.8J （1分）
（3）（5分）不正确，（1分）式中v m ，根据安培力等于重力的下滑力，可以求出它与B 的平方成反比，所以增大B 的同时，最大速度在减小，并不能提高小灯泡的最大功率。

（1分） 因为P=I 2R ，所以提高ab 棒下滑过程中小灯泡的最大功率，须增大电流I 或电阻R 匀速运动时,F 安=BIL =mg sin θ I = mg sin θ/BL , （2分）
所以可以减小B 、L ，或增大m 、R 、θ。

（1分）
33、（1）（2分）当平台高度为0.2m 时，空中飞行的最短时间t=g
h 2=0.2s （2）（4分）因为小球从不同高度h 平抛，都恰能无碰撞地沿圆弧切线从A 点进入光滑竖直圆弧轨道，所以小球进入圆弧轨道时时的速度方向不变，设此速度与竖直方向成α角。

tg α=y v v 0=gh
v 20 v 02=2ghtan 2α
由图像中当h =0.8m 时，v 0=3m/s 代入上式得
9=2×10×0.8×tg 2α
tg α=0.75 α=370 则θ=1060
所以v 02=11.25h
当h =0.2m 时, v 0=1.5m/s
平台离开A 的最小距离为s 1= v 0t =1.5×0.2=0.3m
同理得平台离开A 的最大距离为s 2= v 0g
h 2=3×108.02⨯=1.2m （3）（4分）小球到达A 点时的速度v A =
αsin 0v =6.05.1=2.5m/s 从A 点到C 点，由动能定理得
mgR (1-cos530)-qE R (1-cos530)=
21mv C 2- 2
1mv A 2 代入数据，解得v C =3.5m/s （4）（4分）从A 点到C 点，由动能定理得
mgR (1-cos530)-FR (1-cos530)=21mv C 2- 2
1mv A 2 =21mv C 2- 21m 2cos ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛αy v =21mv C 2- 21m α2cos 2gh 代入数据得32F =125h -17 或53.09.3-=h F。