2012年高考物理(江苏卷)真题及详细答案(word版)

2021年1月12日发(作者：常乾坤)

2012年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）
物 理
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意。
1．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为
（A）3 : l （B） 1 : 3 （C）9 : l （D） l : 9
【答案】C
【解析】根据点电荷周围的电场强度表达式
E?
kQ
，可知点电荷周围的电场强度的大小与距离的二次方
r
2
成反比，A、B 两点与点电荷Q的距离之比为1∶3，所以电场强度大小之比为9∶1，C项正确

2．一充 电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其
电容C和 两极板间的电势差U的变化情况是
（A）C和U均增大 （B）C增大，U减小
（C）C减小，U增大 （D）C和U均减小
【答案】B
【解析】由平行板电容器的电容的表达式
C?
由
U?
?
S
，当两极板之间插入一电介质，ε变大，则C变大，
4
?
kd
Q
可知，在电荷量Q不变的情况下，两极板间的电势差U将减小，B项正确。
C

3．如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小 球以恒定速率在竖直平
O
面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
（A）逐渐增大
B
（B）逐渐减小
（C）先增大，后减小
A
F
（D）先减小，后增大

【答案】A
【解析】 设F与速度
v
的夹角为
?
，则
P?Fvcos
?
。 小球以恒定速率运动，在切线上（速度方向上）合
力为0，即
mgsin
?
? Fcos
?
，所以
P?mgsin
?
，随
?
增大， P增大。


4．一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大 小成正比．下列描绘将皮球在上
升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是
a
a
a
a
t
O
t
O
A
B

t
O
C
t
O
D

【答案】C
【解析】由牛顿第二定律：
?(mg?kv)?ma
，加速度
a??(g?
kv
)
，皮球在上升过程中做减速运动，随
m
着
v
的减小，
a
减小，但最后不等于0.加速度越小，速度减小得越 慢，所以选C。
5．如图所示，一夹子夹住木块，在力 F 作用下向上提升。夹子和木块的质量分别 为m、M，夹子与木块

两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动，力F的最大值是
F
2f(m?M)2f(m?M)
（B）
Mm
2f(m?M)2f(m?M)
（C）
?(m?M)g
（D）
?(m?M)g

Mm
（A）
【答案】A
【解析】 当木块所受的摩擦力最大时加速度最大，整体法
F
m
?(M?m)g?ma
m
，隔
离法，对木块，
2f?Mg?Ma
m
，解得
F
m
?
f
f
m
M
2f(m?M)
。
M
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对 的得
4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6．如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h (l , h均为定值）。将A向B水平抛出的 同时，B自由
下落．A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．不计空 气阻力及小
l
球与地面碰撞的时间，则
A
（A）A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度
v
B
（B）A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰
h
（C）A、B不可能运动到最高处相碰
（D）A、B一定能相碰

【答案】A、D
1
【解析】A做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，满足 关系式h＝gt
2
，水平方向上为匀速直线
2
运动，满足关系式x＝vt，B 做自由落体运动，因为A、B从同一高度开始运动，因此两者在空中同一时刻
处于同一高度，即使两者与 地面撞击，反弹后在空中也是同一时刻处于同一高度，而A在水平方向一直向
右运动，因此A、B肯定会 相碰，D项正确；当A的水平速度v足够大时，有可能在B未落地前二者相碰，
因此A、B在第一次落地 前能否相碰，取决于A的初速度，A项正确。

7．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示， 铁芯左侧线圈L
1
由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L
2
中产生电流时，电 流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，
零线 铁芯
电流放大器
从而切断家庭电路．仅考虑L
1
，在铁芯中产生的磁场，下列说法
电磁铁
正确的有
L
1

火线
L
2

（A）家庭电路正常工作时， L
2
中的磁通量为零
家庭
（B）家庭电路中使用的电器增多时，L
2
中的磁通量不变
K
电路
（C）家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
（D）地面上的人接触火线发生触电时，开关 K 将被电磁铁吸起
【答案】A、B、D < br>【解析】由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反， 因
此合磁通量为零，L
2
中的磁通量为零，A项正确；当家庭电路中使用的电器增多时 ，火线和零线的电流仍然大
小相等，方向相反，L
2
中的磁通量不变，B项正确；家庭 电路发生短路时，火线和零线的电流同时增大，合磁
通量仍然为零，因此开关K不会被电磁铁吸起，C项 错误；当地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流突
然变大，即L
1
中的磁场发生 变化，导致L
2
中的磁通量变化，L
2
中产生感应电流，电磁铁将开关K吸起 ，D项
正确。
拉格朗日点
8．2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成
地球
为世界上第三个造访该点的国家。如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线
的延长线上，一 飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳
做圆周运动．则此飞行器的
太阳
（A）线速度大于地球的线速度

（B）向心加速度大于地球的向心加速度
（C）向心力仅有太阳的引力提供
（D）向心力仅由地球的引力提供
【答案】A、B
2
【解析】飞行器与地 球绕太阳同步做圆周运动，它们的周期相同，角速度也相同，由
v?
?
r
，< br>a?
?
r
，
可知半径越大，线速度越大，向心加速度也越大，A、B正 确；飞行器的向心力由太阳和地球的合力来提
供，C、D错误。
9．如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷
d
d
m, q
量为 q 的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v
0
，最远能落在
M N
O
边界上的A点。下列说法正确的有
A
（A）若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v
0

（B）若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v
0

qBd
< br>2m
qBd
（D）若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于
v< br>0
?

2m
（C）若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能 小于
v
0
?
【答案】B、C
【解析】带电粒子沿垂直边界的方向射 入磁场时，落在边界上的点离出发点最远，当入射方向不是垂直边
界的方向时，落在边界上的点与出发点 的距离将小于这个距离，即速度大于或等于v
0
，但入射方向不是90°
时，粒子有可 能落在A点的左侧，A项错误；但粒子要落在A点的右侧，其速度一定要大于临界速度v
0
，< br>B项正确；设OA之间距离为L，若粒子落在A点两侧d范围内，则以最小速度v入射的粒子做圆周运动< br>mv
2
mv
0
2
qBd
的直径应为L－d，由洛伦兹 力提供向心力，qvB＝，qv
0
B＝，解得v＝v
0
－，C项正确；由于< br>L2m
L－d
2
2
题中没有强调粒子的入射方向，因此无法确定速度的 最大值，D项错误．

三、简答题：本题分必做题（第l0、11题）和选做题（第12题） 两部分，共计42分．请将解答填写在答
题卡相应的位置。
【必做题】
10．( 8分）如题10－l图所示的黑箱中有二只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。

（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整题10—2图中多用电表的 （选
填“A”、“B”或“C 。
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应 （选
填“短暂”或“持续”）接b，同时观察指针偏转情况。
（3）在判定黑箱中无电源后， 将选择开关旋至“×l”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量

中发现，每对 接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如
题10－2图所 示。
请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路．
两表笔接的接点
a，b
a，c
b，c
多用电表的示数
Ω
10.0Ω
15.0Ω
【答案】（1）A （2）短暂 （3）5.0（见右图）
【解析】(1)在使用多用电表时发现指针不在左边“0”刻度线处，则需要进行机械调零，即调节A；
(2)在用直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否有电源
a
a
时，一个表笔接a，另一个表笔应短暂接b，防止电流
过大烧毁电表；
(3)每对接点间正反向电阻相等，说明黑箱中只有电
或
阻，由于选择开关选择的是“×1”挡，因此两表笔分别
c
b
b c
接a、b时，多用电表的示数从表盘中读出为5.0 Ω；
根据表格中数据，可知各接点间的电阻连接如图所示。
11．(10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图
h
m
s
所示的装置进行实验。实验中，当木块A位于水平桌面上的O
A
点时，重物B刚好接触地面。将A拉到P 点，待B稳定后静止
Q
P
O
释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s．改
B
M
变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据。
（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．请提出两个解决
方法。
scm
（2）请根据下表的实验数据作出s
－
h关系的图象.
h(cm)
s(cm)
20.0
19.5
30.0
28.5
40.0
39.0
50.0
48.0
60.0
56.5
（3）实验测得A、B的质量分别为m=0.4kg、M=0.50kg．根据s< br>－
h图
象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ＝ ．（结果保留
一位有效数字）
（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果 （选填“偏
大”或“偏小” ) .
O
【答案】（1）减小B的质量；增加细线的长度
（或增大A的质量；降低B的起始高度）
（2）见右下图
（3）0.4
scm
70
（4）偏大
【解析】(1)实验开始时发现A释放后会撞到滑轮，主要是加速度过
60
大或加速时间过长，可以通过减小B的质量或增大A的质量来减小
50
加速度，通过增加细线的长度或降低B的起始高度来缩短加速时间。
40
(2)s－h图象如图所示。
1
(3)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理，即由 Mgh－μmgh＝(M
2
M－μm
1
＋m)v
2
，－μm gs＝－mv
2
，求得s＝h，图象的斜率k＝
2
μM＋m
M－μm 0.5－0.4μ
56
，即＝，解得μ＝0.4。
60
μM＋mμ0.5＋0.4
30
20
hcm
10
10
20
30 40
50 60 70
hcm

< p>
1
(4)本实验测动摩擦因数的原理是动能定理，如果考虑克服滑轮摩擦做功W，则Mgh －μmgh－W＝(M＋
2
Mgh－W
1
m)v
2
，－μm gs＝－mv
2
，求得μ＝
2
mgh＋M＋m
，如果忽略克服滑轮摩 擦做功，则动摩擦因数偏大。
gs
12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中 两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则
按A、B两小题评分。
A．［选修3－3］( 12 分）
（1）下列现象中，能说明液体存在表面张力的有
（A）水黾可以停在水面上 （B）叶面上的露珠呈球形
（C）滴入水中的红墨水很快散开 （D）悬浮在水中的花粉做无规则运动
（2）密闭在 钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运
动的 增大了。该气体在温度T
1
、T
2
时的分子速率分布图象如图所示，则T1
（选填“大
于”或“小于”）T
2
。
（3）如图 所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p=1.0×10
5Pa，
吸收的热量Q=7.0×10
2
J，求此过程中气体内能的增量。
各速率区间的分子数
占总分子数的百分比
V

×10
-3
m
3

B

6.0
A

T

×10
2
K

3.0 4.0
T
1

T
2

O
分子的速率
O

【答案】(1)AB (2)平均动能 小于 (3)5.0×10
2
J
【解析】（1）滴入水中 的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉的运动是布朗运动，它说明水分
子永不停息地做无规则 运动。
（2）温度升高，气体分子的平均动能增加，随着温度的升高，分子速率随时间分布的峰值向 分子
速率增大的方向移动，因此T
1
小于T
2
。
（3）等压变化
V
A
V
B
?
，对外做功
W?p(V
B
?V
A
)

T
A
T
B
根据热力学第一定律
?U?Q?W

解得
?U?5.0?10J

B．［选修3－4］( 12分）
（1）如图所示，自炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q ，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋
转偏振片P ，A、B两点光的强度变化情况是
（A）A、B均不变 （B）A、B均有变化
（C）A不变，B有变化 （D）A有变化，B不变
（2） “测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个
大头针 C、D。在插人第四个大头针D时，要使它 。如图是在自纸上留下的实验痕迹，其中
直线a、a' 是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝ 。（计算结果保
留两位有效数字）
（3）地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约 为3.5kms的S波，另一种是传播速度约为
7.0kms的P波。一次地震发生时，某地震监测点记 录到首次到达的 P 波比首次到达的S波早3min。
2

假定地震波沿直线传 播，震源的振动周期为1.2s，求震源与监测点之间的距离x和S 波的波长λ。
P Q
A
B
B
a
a’
C
D
白纸灯光
A

【答案】（1）C （2）挡住C及A、B的像； 1. 8 ( 1. 6 一1. 9都算对）（3）4.2 km
【解析】（1）旋转偏振片P，A 处得到的是始终强度相同的偏振光，偏振光再经过偏振片，在B处的光
强随着P转动而变化，当Q的透振 方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为0。
（2）插在D点的大头针 必须挡住C及A、B的像，这样才保证沿A、B的光线经过C、D；作
出光路图如图所示，以入射点O为 圆心作圆，交入射光线与折射光线于E、F，从E、F作法线的垂线
EG
sini
EO
EG
交法线于G、H，用刻度尺量出EG、FH的长，由公式n＝＝＝求出折射率。
sinrFHFH
FO
（3）设P波的传播时间为t，则
x? v
P
t
，
x?v
S
(t??t)

解得
x?
v
P
v
S
?t
。代入数据得x=1260 km
v
P
?v
S
由
?
?v
S
T
。解得
?
?4.2km

C．［选修3－5］（12分）
（1）如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所 发出的二种波长的光．在下列该原子光谱的各
选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是 。
3 E
3

b
2 E
2

a
c
b
b
c
a
a
b
c
c
b
a
a
c
A B C D

（2）一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为 。该反应放出
的能量为Q，则氘核的比结合能为 。
（3）A、B两种光子的能量之比为2 : l，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动
能分别为 E
A
、E
B
。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
112
【答案】（1）C （2）
0
n?
1
H?
1
H
；
1 E
1

Q
（3）2:1
E
A
?2E
B

2
【解析】（1）从能级图上可以 看出，a光子的能量最大，a光的波长最短，b光子的能量最小，b光的波长
最长，因此C选项正确
112
（2）核反应过程遵循质量数、电荷数守恒，因此
0
n ?
1
H?
1
H
；比结合能即平均每个核子释放
的能量，两个 核子结合放出Q的能量，比结合能为
Q
；
2

（3）光子能量
?
?h
?
，动量
p?
得
p?
h
?
，且
?
?
c
?

?
c
，则
p
A
:p
B
?2:1

A照射时，光电子的最大初动能
E
A
?
?
A
?W
0
。同理，
E
B
?
?
B
?W
0

解得
W
0
?E
A
?2E
B

四、计算题：本题 共3小题，共计47分。解答时请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．（15分）某兴趣小组设计了一种 发电装置，如图所示。在磁
极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
?
， 磁
场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、
bc=ad=2l。 线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进
入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强 度大小均为B、
方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为
R。求：
（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E
m
；
（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；
（3）外接电阻上电流的有效值I。
4
9
磁极
c
铁芯
B
a
α
ω
R
磁极
b
4N
2
B
2
l
2
?
4N
2
B
2
l
2
?
【答案】（1）
2NBlv
（2） （3）
r?R
3(r? R)
2
【解析】（1）bc、ad边的运动速度
v?
?
2
解得
E
m
?2NBlv

l
感应电动势
E
m
?4NBlv

2
（2）电流
I
m
?
E
m
安培力
F?2NBI
m
l

r?R
4N
2
B
2
l
2
?
解得
F?

r?R
（3）一个周期内，通电时间
t?
4
T

9
22
R上消耗的电能
W?I
m
Rt
且
W?IRt

4N
2
B
2
l
2
?
解得
I?

3(r?R)

14．(16分）某缓冲装置的理想 模型如图所示，劲度系数足够大
的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的
滑 动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。
一质量为m的小车若以速度v
0
撞击弹簧，将导致轻杆向右移动
m
v
l


轻杆

l
。轻杆与槽间的最大静擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。
4
（1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；
（2）求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度v
m
；
（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v'和撞击速度v的关系。
【答案】（1）
f
3fl
2
（2）
v
0
（3）见解析
?
k
2m
【解析】（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力
F?kx
①
且 F=f ②
解得
x?
f
③
k
（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中
l1
2
④
?W?0?mv
0
42
1
2
同理，小车以v
m
撞击弹簧时
?fl?W?0?mv
m
⑤
2
动能定理
?f?
解得
v
m
?
2
v
0
?
3fl
⑥
2m
（3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v
1


1
2
mv
1
?W
⑦
2
2
v
0
?
由④⑦解得
v
1
?
fl

2m
当
v?2
v
0
?
fl
时，
v
?
?v

2m
当
v
0
?
2
fl3flfl
22
?v?v
0
?
时
v
?
?v
0
?

2m2m2m

15．(16分）如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场，根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场。图中装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成，< br>极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反．质量为m、电荷量为＋q的粒子
经加速电压U
m
加速后，水平射入偏转电压为U
1
的平移器，最终从 A点水平射入待测区域。不考虑粒子受
到的重力。
（1）求粒子射出平移器时的速度大小v
1
；
（2）当加速电压变为4U< br>0
时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U；
（3）已知粒子以不同 速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为F。现取水平向右为x轴正方
向，建立如图所示的 直角坐标系Oxyz。保持加速电压为U
0
不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射
入待测区域，粒子刚射入时的受力大小如下表所示。
射入方向
受力大小
y
－
y
5F

z
－
z
3F

5F

7F

请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向。
y
l
m +q
-U
1

+
-
U
0



【答案】（1）
l
U
1

l
z
A
O
待测区域
x
2qU
0
（2）4U
1
（3）见解析
m
1
2
mv
0

2
2qU
0

m
【解析】（1）设粒子射出加速器的速度为v
0

动能定理
qU
0
?
由题意得 v
1
=v
0
，即
v
1
?
（2）在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为t
加速度的大小
a?
qU
1

md
在离开时，竖直分速度 v
y
=at
竖直位移
y
1
?
1
2
at

2
水平位移
l?v
1
t

粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为t
竖直位移
y
2
?v
y
t

由题意知，粒子竖直总位移
y?2y
1
?y
2

U
1
l
2
解得
y?

U
0
d
则当加速电压为4U
0
时，U=4U
1

（3）（a）由沿x轴方向射入时的受力情况可知：B平行于x轴。 且
E?
（b）由沿±y轴方向射入时的受力情况可知：E与Oxy平面平行。
222

F?f?(5F)
，则f=F 且 f=qv
1
B
F

q
解得
B?
F
q
2m

qU
0

（c）设电场方向与x轴方向夹角为α
若B沿x轴方向，由沿z轴方向射入时的受力情况得
222

(f?Fsin
?
)?(Fcos
?
)?(7F)

解得
?
?30
，或
?
?150

即 E 与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为30
0
或150
0
。
同理，若B沿－x轴方向
E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为－30
0
或－150
0
。
00