2012年江苏省南京市高考物理二模试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（ ）
A．开普勒发现万有引力定律
B．卡文迪许测出静电力常量
C．法拉第发现电磁感应定律
D．牛顿发现落体运动规律

2. 难度：中等

如图是一火警报警电路的示意图．其中R₃为高分子材料制成的PTC热敏电阻，其阻值随着温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，P点接地．当R₃处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U和Q点电势的变化情况是（ ）

A．I变大，U变小
B．I变大，U变大
C．Q点电势变小
D．Q点电势不变

3. 难度：中等

如图所示，高空滑索是一项勇敢者的运动，一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在倾角θ=30°的钢索上运动，在下滑过程中轻绳始终保持竖直，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．人做匀变速运动
B．人做匀速运动
C．钢索对轻环无摩擦力
D．钢索对轻环的作用力小于人的重力

4. 难度：中等

在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正．当磁感应强度B随时间t按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（ ）

A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

一个质量为0.2kg的小球从空中静止下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，假设小球在空中运动时所受阻力大小不变，小球与地面碰撞时间可忽略不计，重力加速度g=10m/s²，则下列说法中错误的是（ ）

A．在0～t₁时间内，小球的位移为2.2m
B．在0～t₁时间内，小球的路程为2.8m
C．在0～t₁时间内，小球在空气阻力作用下损失机械能2.2J
D．小球在碰撞过程中损失机械能1.6J

6. 难度：中等

2011年11月3日凌晨，“神舟八号”与“天宫一号”空间站成功对接．对接后，空间站在离地面三百多公里的轨道上绕地球做匀速圆周运动．现已测出其绕地球球心作匀速圆周运动的周期为T，已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g、万有引力常量为G，则根据以上数据，以下能够计算的物理量是（ ）
A．地球的平均密度
B．空间站所在处的重力加速度大小
C．空间站绕行的速度大小
D．空间站所受的万有引力大小

7. 难度：中等

如图所示，理想变压器原线圈匝数m₁=1210匝，副线圈匝数m₂=121匝，原线圈电压u=311sin100πtV，负载电阻R=44Ω，I 不计电表对电路的影响，各电表的读数应为（ ）

A．读数为0.05A
B．读数为311V
C．读数为0.5A
D．读数为31.1V

8. 难度：中等

如图所示，圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一轻绳两端系着质量为m₁和m₂的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，m₁位于c点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦．则（ ）

A．在m₁由c下滑到a的过程中下滑到a点的过程中，两球速度大小始终相等
B．m₁在由c下滑到a的过程中重力的功率先增大后减少
C．若m₁恰好能沿圆弧下滑到a点，则m₁=2m₂
D．若m₁恰好能沿圆弧下滑到a点，则m₁=3m₂

9. 难度：中等

如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势ϕ与坐标值x的关系可用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15，3）的切线．现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.0×10^-8C的滑块P（可视作质点），从x=0.10m处无初速释放，其与水平面的动摩擦因素为0.02．则下列说法正确的是（ ）

A．滑块运动的加速度逐渐减小
B．滑块运动的速度先减小后增大
C．x=0.15m处的场强大小为2.0×10⁶N/C
D．滑块运动的最大速度约为0.1m/s

二、填空题

10. 难度：中等

如图（a）为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，请结合以下实验步骤完成填空．

（1）将气垫导轨放在水平桌面上，并调节至水平．
（2）用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出钩码的总质量m．用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s，用游标卡尺测出挡光条的宽度l，见图（b），l的读数为    cm．
（3）将滑块移至光电门A左侧某处，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门B．读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t₁和△t₂．
（4）滑块通过光电门A和光电门B时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=    和E_k2=    ．在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中，系统势能的减少量△E_p=    ．（已知重力加速度为g）
比较    和    ，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的．（所有物理量均用字母表示）

三、解答题

11. 难度：中等

某同学为了研究某压敏电阻的伏安特性，通过实验得到了该压敏电阻的伏安特性曲线如图a所示．
（1）该同学所用蓄电池的电动势为6V，还有导线、开关及以下器材：
电流表有两个量程，分别为量程A（0～3A）和量程B（0～0.6A）
电压表有两个量程，分别为量程C（0～3V）和量程D（0～15V）
滑动变阻器有两种规格，分别为E（0～10Ω，1.0A）和F（0～200Ω，1.0A）
则电流表选量程______，电压表选量程______，滑动变阻器选规格______．（仅填代号即可）
（2）请在图b中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．

（3）通过进一步实验研究知道，该压敏电阻R的阻值随压力变化的图象如图c所示．某同学利用该压敏电阻设计了一种“超重违规证据模拟记录器”的控制电路，如图d．已知该电路中电源的电动势均为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为10Ω，当控制电路中电流大于0.3A时，磁铁即会被吸引．则只有当质量超过______kg的车辆违规时才会被记录．（取重力加速度g=10m/s²）．

12. 难度：中等

（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是______．
A．晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性
D．随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
（2）一定质量的理想气体从状态A（P₁、V₁）开始做等压膨胀变化到状态B（P₁、V₂），状态变化如图中实线所示．气体分子的平均动能______（选填“增大”“减小”或“不变”），气体______  （选填“吸收”或“放出”）热量．
（3）可燃冰是天然气的固体状态，深埋于海底和陆地永久冻土层中，它的主要成分是甲烷分子与水分子，是极具发展潜力的新能源．已知1m³ 可燃冰可释放164m³的天然气（标准状况下），标准状况下1mol气体的体积为2.24×10^-2 m³，阿伏加德罗常数取N_A=6.02×10²³mol^-1．则1m³可燃冰所含甲烷分子数为多少？（结果保留一位有效数字）

13. 难度：中等

（选修模块3-4）
（1）下列说法正确的是______．
A．全息照相利用了激光相干性好的特性
B．光的偏振现象说明光是纵波
C．在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时间进程变慢了
D．X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象
（2）一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处，如图1所示，已知波速v=10m/s，则图中P点开始振动的方向沿______（选填“+y”或“-y”）方向，该点的振动方程为y=______cm．
 
（3）一束单色光由空气入射到某平板玻璃表面，入射光及折射光光路如图2所示．求该单色光在玻璃中的临界角．

14. 难度：中等

（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的是______．
A．在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率较低的方向移动
B．汤姆生发现了电子，并提出原子的核式结构模型
C．核子结合成原子核一定有质量亏损，并释放出能量
D．太阳内部发生的核反应是热核反应
（2）氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为______eV．现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有______种．
（3）一静止的铀核（U）发生α衰变转变成钍核（Th），已知放出的α粒子速度为v=2.0×10⁶m/s．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．试写出铀核衰变的核反应方程产求出钍核（Th）的反冲速度．（结果保留两位有效数字）

15. 难度：中等

均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m．将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．重力加速度为g．当cd边刚进入磁场时，
（1）求线框中产生的感应电动势大小；
（2）求cd两点间的电势差大小；
（3）若此时线框加速度大小恰好为g/4，求线框下落的高度h应满足什么条件？

16. 难度：中等

如图a所示，水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道，圆弧轨道底端与水平桌面相切C点，桌面CD长L=1m，高h₂=0.5m，有质量为m（m为末知）的小物块从圆弧上A点由静止释放，A点距桌面的高度h₁=0.2m，小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上，在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用．然后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上．设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x，如图b是x²-F的图象，取重力加速度g=10m/s²．
（1）试写出小物块经D点时的速度v_D与x的关系表达式；
（2）小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大？
（3）若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第（2）问中的μ值的一半，再将小物块从A由静止释放，经过D点滑出后的水平位移大小为1m，求此情况下的恒力F的大小？

17. 难度：中等

如图甲所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，其边界为MN、PQ，磁感应强度大小均为B，方向如图所示，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大．一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入电、磁复合场后，恰能做匀速圆周运动．（已知重力加速度为g）
（1）求电场强度E的大小；
（2）若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求带电小球释放时距MN的高度h；
（3）若带电小球从距MN的高度为3h的O′点由静止开始下落，为使带电小球运动一定时间后仍能回到O′点，需将磁场Ⅱ向下移动一定距离y（如图乙所示），求磁场Ⅱ向下移动的距离y及小球从O′点释放到第一次回到O′点的时间T．