浙江省高考物理试卷答案与解析

浙江省高考物理试卷答案与解析

‎2012年浙江省高考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一．单项选择部分（每题6分）‎ ‎1．（6分）（2012•浙江）如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体．细绳的一端与物体相连．另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N．关于物体受力的判断（取g=9.8m/s2）．下列说法正确的是（　　）‎ A．斜面对物体的摩擦力大小为零 B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向沿斜面向上 C．斜面对物体的支持力大小为4.9N，方向竖直向上 D．斜面对物体的支持力大小为4.9N，方向垂直斜面向上 ‎【考点】摩擦力的判断与计算．菁优网版权所有 ‎【专题】摩擦力专题．‎ ‎【分析】对物体受力分析，求出物体重力与斜面方向上的分力大小，与弹簧的拉力比较判断出摩擦力的大小和方向．根据共点力平衡求出支持力的大小．‎ ‎【解答】解：A、物体重力沿斜面方向下的分力Gx=mgsin30°=4.9N，与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡，知物体不受摩擦力作用．故A正确，B错误．‎ C、根据共点力平衡得，N=mgcos30°=N，方向垂直于斜面向上．故C、D错误．‎ 故选A．‎ ‎【点评】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．‎ ‎　‎ ‎2．（6分）（2012•浙江）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是（　　）‎ A．太阳对各小行星的引力相同 B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度值 D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 ‎【考点】万有引力定律及其应用．菁优网版权所有 ‎【专题】万有引力定律的应用专题．‎ ‎【分析】研究卫星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期、加速度、向心力等物理量．‎ 根据轨道半径的关系判断各物理量的大小关系．‎ ‎【解答】解：A、由于各小行星的质量不同，所以太阳对各小行星的引力可能不同，故A错误；‎ B、根据万有引力提供向心力得：‎ ‎=‎ T=2π 离太阳越远，周期越大，所以各小行星绕太阳运动的周期大于地球的公转周期，故B错误；‎ C、根据万有引力提供向心力得：‎ ‎=ma a=，所以小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度值，故C正确；‎ D、根据万有引力提供向心力得：‎ ‎=m v=‎ 所以小行星带内各小行星圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎【点评】比较一个物理量，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行比较．‎ 向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．‎ ‎　‎ ‎3．（6分）（2012•浙江）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动．形成一列简谐横波．某一时刻的波形如图所示．绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是（　　）‎ A．a、b两点之间的距离为半个波长 B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期 C．b点完成全振动次数比a点多一次 D．b点完成全振动次数比a点少一次 ‎【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．菁优网版权所有 ‎【专题】压轴题．‎ ‎【分析】解答本题应抓住：相邻两个波峰间的距离等于一个波长；振动在一个周期内传播一个波长的距离，a、b两点振动开始时刻相差一个周期；b点完成全振动次数比a点少一次．‎ ‎【解答】解：A、a、b两点之间的距离为一个波长．故A错误．‎ B、根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离，可知a、b两点振动开始时刻相差一个周期．故B错误．‎ C、D简谐横波向右传播，b点完成全振动次数比a点少一次．故C错误，D正确．‎ 故选：D ‎【点评】本题关键要掌握波长的定义及简谐波的特点：振动在一个周期内传播一个波长的距离，即可进行选择．‎ ‎　‎ ‎4．（6分）（2012•浙江）功率为10w的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代．估算出全国一年节省的电能最接近（　　）‎ A．8×108KW•h B．8×1010KW•h C．8×1011KW•h D．8×1013KW•h ‎【考点】电功、电功率．菁优网版权所有 ‎【专题】压轴题；恒定电流专题．‎ ‎【分析】全国大约有5.5亿户人家，每天亮灯时间大约4h，已知白炽灯和节能灯的额定功率和各自的工作时间，根据公式W=Pt可求节能灯少消耗的电能．‎ ‎【解答】解：全国一年节省的电能最接近W=Pt=2（0.06kW﹣0.01kW）×5.5×108×4h×365=8.03×1010kW•h．‎ 故选B．‎ ‎【点评】本题考查的功率的计算，关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯时间．解题过程中要注意单位的换算，同时养成节能的好习惯．‎ ‎　‎ 二、选择题（至少有一个选项是符合题意的）‎ ‎5．（6分）（2012•浙江）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从距离水平地面为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是（　　）‎ A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为 B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为 C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2R D．小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=R ‎【考点】机械能守恒定律；平抛运动．菁优网版权所有 ‎【专题】机械能守恒定律应用专题．‎ ‎【分析】从A到D运动过程中只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律求出A点速度，从A点抛出后做平抛运动，根据平抛运动规律求出水平位移，细管可以提供支持力，所以到达A点的速度大于零即可．‎ ‎【解答】解：A、从A到D运动过程中只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律得：‎ 解得：‎ 从A点抛出后做平抛运动，则 由2R=gt2得t=‎ 则x=‎ 故A错误，B正确；‎ C、细管可以提供支持力，所以到达A点的速度大于零即可，‎ 即 解得：H＞2R，故C正确，D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎【点评】本题涉及的知识点较多，有机械能守恒定律、平抛运动基本公式及圆周运动达到最高点的条件，难度适中．‎ ‎　‎ ‎6．（6分）（2012•浙江）用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套，将笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是（　　）‎ A．摩擦使笔套带电 B．笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出异号电荷 C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 ‎【考点】元电荷、点电荷．菁优网版权所有 ‎【专题】压轴题．‎ ‎【分析】摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同，能力强的得电子带负电，能力弱的失电子带正电，实质是电子的转移．感应起电是电荷从物体的一个部分转移到另一个部分．‎ ‎【解答】解：A、笔套与头发摩擦后，摩擦使笔套带电，故A正确；‎ B、带电的笔套靠近圆环时，圆环感应出异号电荷，故B正确；‎ C、当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，产生了加速度，故C正确；‎ D、笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有被中和，还带电，故D错误．‎ 故选：ABC ‎【点评】此题考查的是物体带电的本质和电荷间的相互作用规律，是一道基础题．‎ ‎　‎ ‎7．（6分）（2012•浙江）题为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生的周期T=2π的振荡电流．当罐中液面上升时（　　）‎ A．电容器的电容减小 B．电容器的电容增大 C．LC回路的振荡频率减小 D．LC回路的振荡频率增大 ‎【考点】电磁场．菁优网版权所有 ‎【专题】压轴题．‎ ‎【分析】两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，故电容器的电容C的大小与液体的高度有关（电介质）：高度越高，相当于插入的电介质越多，电容越大．之后根据，即可得出LC回路的振荡频率变化．‎ ‎【解答】解：AB：两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容越大．故A错误，B正确；‎ CD：根据，电容C增大时，震荡的周期T增大，由可以判定，LC回路的振荡频率f减小．故C正确，D错误．‎ 故选BC ‎【点评】本题要注意两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，液体的高度越高，相当于插入的电介质越多，电容越大．属于简单题．‎ ‎　‎ 二、非选择题部分 ‎8．（10分）（2012•浙江）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示．‎ 在答题纸上相应的图中画出完整的光路图；（请画到右图上）‎ ‎（1）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=　1.51　（保留3为有效数字）‎ ‎（2）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和　A　（填“A”或“B”）．‎ ‎【考点】光的折射定律．菁优网版权所有 ‎【专题】实验题；光的折射专题．‎ ‎【分析】作图应注意使用铅笔直尺，并作出法线．‎ ‎（1）光的折射率公式为，其中α、γ分别表示光由光疏质进入光密质时的入射角和折射角．‎ ‎（2）由P1P3射入后，两折射面不平行，所以最后出射光线与原光线不平行，但要保证第一次折射时入射角大于折射角，第二次折射时折射角大于入射角．‎ ‎【解答】解：作图如下，注意 ‎（1）假设每小格边长为1，得 ‎（2）由P1P3射入后，第一次折射时入射角大于折射角，第二次折射时折射角大于入射角，经过A点，光路如下图红线，若从B点射出，如下图蓝线，则不能保证上述条件 故答案为：‎ ‎（1）1.51（±0.03）‎ ‎（2）A ‎【点评】本题考查光路图和光的折射定律公式，需注意对物理量的估算，也是高考考点之一，本题难度不大，为基础题．‎ ‎　‎ ‎9．（10分）（2012•浙江）在“探究求合力的方法”实验中，先有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．‎ ‎（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到实验数据如下表：‎ 弹力F（N）‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ ‎3.50‎ 伸长量x（10﹣2m）‎ ‎0.74‎ ‎1.80‎ ‎2.80‎ ‎3.72‎ ‎4.68‎ ‎5.58‎ ‎6.42‎ 用作图法求得该弹簧的劲度系数k=　55　N/m；‎ ‎（2）某次试验中，弹簧秤的指针位置所示，其读数为　2.20　N，同时利用（1）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合；‎ ‎（3）由图得到F合=　3.3　N．‎ ‎【考点】验证力的平行四边形定则．菁优网版权所有 ‎【专题】实验题；平行四边形法则图解法专题．‎ ‎【分析】（1）通过描点法作出图象，图象的斜率表示k；‎ ‎（2）读数时要估读一位，画出力的图示，作出平行四边形，对角线表示合力；‎ ‎（3）量出对角线的长度，根据比例尺得出合力的大小．‎ ‎【解答】解：（1）根据描点法作出图象如图所示：‎ 根据图象得：k==55N/m ‎ （2）弹簧秤的读数为：F=2+0.20N=2.20N 根据力的图示法，作出两个分力，2.20N和2.50N，以这两个边为邻边，作出平行四边形，对角线即为合力．‎ ‎（3）根据图象及比例尺得出合力的大小F合=3.3N 故答案为：55；2.20；3.3‎ ‎【点评】在“探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系”的实验中进行数据处理时，注意将物理问题与数学知识有机结合起来，会用作图法求合力．‎ ‎　‎ ‎10．（16分）（2012•浙江）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示．在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减小为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减小为零．“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受到浮力和水的阻力．已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 倍，重力加速度为g，“鱼”运动位移值远大于“鱼”的长度．假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计．求：‎ ‎（1）“A鱼”入水瞬间的速度VA ‎（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA ‎（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA：fB．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；自由落体运动；动能定理的应用．菁优网版权所有 ‎【专题】牛顿运动定律综合专题．‎ ‎【分析】（1）A鱼入水前做自由落体运动，根据速度位移公式列式求解；‎ ‎（2）对A鱼入水过程运用动能定理列式求解；‎ ‎（3）对B鱼从释放到停止整个过程运用动能定理列式求解阻力，然后求解“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比．‎ ‎【解答】解：（1）A鱼入水前做自由落体运动，根据速度位移公式，有：‎ 解得：‎ ‎（2）A鱼入水后，受重力、浮力和阻力，根据动能定理，有：‎ mghA﹣fAhA﹣F浮hA=0﹣‎ 其中：‎ 解得：‎ ‎（3）同理 解得 答：（1）“A鱼”入水瞬间的速度为；‎ ‎（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力为；‎ ‎（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比．‎ ‎【点评】本题关键是明确鱼的运动，然后根据动能定理多次列式求解；也可以根据运动学规律和牛顿第二定律列式求解，会使问题复杂化．‎ ‎　‎ ‎11．（20分）（2012•浙江）如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．‎ ‎（1）判读墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；‎ ‎（2）求磁感应强度B的值；‎ ‎（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B′，则B′的大小为多少？‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动．菁优网版权所有 ‎【专题】压轴题；带电粒子在复合场中的运动专题．‎ ‎【分析】（1）根据电场力和重力平衡求出电荷量的大小，通过电场力的方向确定电荷的正负．‎ ‎（2）墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，粒子做匀速圆周运动，根据粒子垂直打在M点，通过几何关系得出粒子的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小．‎ ‎（3）根据几何关系得出粒子做圆周运动的轨道半径，结合带电粒子在磁场中运动的半径公式求出磁感应强度的大小．‎ ‎【解答】解：（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有： ①‎ 由①式得，q=． ②‎ 由于电场方向向下，电荷所受的电场力方向向上，可知墨滴带负电荷． ③‎ ‎（2）墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有：‎ ‎ ④‎ 考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系，可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动，则半径R=d ⑤‎ 由②④⑤式得，B=．⑥‎ ‎（3）根据题设，墨滴的运动轨迹如图，设圆周运动的半径为R′，有：‎ ‎ ⑦‎ 由图示可得， ⑧‎ 得， ⑨‎ 联立②⑦⑨式可得，．‎ 答：（1）墨滴带负电，电量为．‎ ‎（2）磁感应强度B=．‎ ‎（3）B’的大小为．‎ ‎【点评】本题考查粒子在复合场中的运动，知道粒子在电场和重力场区域做匀速直线运动，进入电场、磁场和重力场区域，做匀速圆周运动．结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解．‎ ‎　‎ ‎12．（22分）（2012•浙江）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置．如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10﹣2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘幅条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4跟金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡．在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=．后轮以角速度ω=2π rad/s，相对转轴转动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应．‎ ‎（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；‎ ‎（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；‎ ‎（3）从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab﹣t图象；‎ ‎（4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价．‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．菁优网版权所有 ‎【专题】压轴题；电磁感应与电路结合．‎ ‎【分析】（1）根据右手定则可以判断出感应电流的方向，根据公式E=可以求电动势；‎ ‎（2）ab边切割充当电源，其他为外电路就可以画出电路图；‎ ‎（3）不论那条边切割，ab端电压均为路端电压，因此当产生感应电动势时，ab端电压均相等；‎ ‎（4）小灯泡的正常工作电压为1.5V，电磁感应产生电压比此值小，所以不正常发光；根据公式E=，优化方案可从改变 B、r、ω入手．‎ ‎【解答】解：（1）金属条ab在匀强磁场中转动切割，由E=得：感应电动势为 ‎ E=﹣‎ ‎=‎ ‎=4.9×10﹣2V 根据右手定则判断可知电流方向由b到a；‎ ‎（2）ab边切割充当电源，其余为外电路，且并联，其等效电路如图所示 ‎（3）设电路的总电阻为R总，根据电路图可知，‎ ab两端电势差： ①‎ 设ab离开磁场区域的时刻t1，下一根金属条进入磁场的时刻t2‎ ‎ t1==s ②‎ ‎ t2==s ③‎ 设轮子转一圈的时间为T，‎ ‎ T==1s ④‎ 在T=1s内，金属条有四次进出，后三次与第一次相同．‎ 由①→④可画出如下Uab﹣t图象 ‎（4）小灯泡不能正常工作，因为感应电动势E=4.9×10﹣2V远小于灯泡的额定电压，因此闪烁装置不可能工作． ‎ B增大，E增大，但有限度；‎ r增大，E增大，但有限度；‎ ω增大，E增大，但有限度；‎ θ增大，E不变．‎ 答：（1）感应电动势大小为4.9×10﹣2V，电流方向由b到a；‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎（4）不能正常发光，‎ ‎ B增大，E增大，但有限度；‎ ‎ r增大，E增大，但有限度；‎ ω增大，E增大，但有限度；‎ ‎ θ增大，E不变．‎ ‎【点评】本题考查了电磁感应和恒定电路的知识，设计问题从容易入手，层层递进，较好地把握了试题的难度和区分度．‎