2012年普通高等学校招生全国统一考试理综(天津卷)

1、2012年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)物理1.(2012天津理综,1)下列说法正确的是()。A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量B半衰期由原子核内部因素决定,不受原子所处物理、化学条件的影响,选项A错误;氢原子从高能级跃迁到低能级时,要放出光子,选项B正确;从高空对地面进行遥感摄影是利用的红外线的穿透能力,选项C错误;由于轻核聚变要释放能量,根据质能方程可知选项D说法错误。2.(2012天津理综,2)如图所

2、示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为。如果仅改变下列某一个条件,角的相应变化情况是()。A.棒中的电流变大,角变大B.两悬线等长变短,角变小C.金属棒质量变大,角变大D.磁感应强度变大,角变小A以导体棒为研究对象,从M端向N端看,导体棒受重力G、安培力F和绳子拉力T三个共点力而处于平衡状态,三力首尾相连可构成闭合矢量三角形,如图。其中安培力和重力方向始终保持不变,据此可知棒中电流变大,则安培力变大,使得角变大,选项A正确;两悬线长度变短,角不变,选项B错误;金属棒质量变大,角变小,选项C错误;磁感应强度变大

3、,安培力变大,角变大,选项D错误。3.(2012天津理综,3)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的()。A.向心加速度大小之比为41B.角速度大小之比为21C.周期之比为18D.轨道半径之比为12C卫星变轨后动能减小为原来的,则其速度变为原来的,由G=m=mr=m2r=ma可得:v=知半径变为原来的4倍,选项D错误;a=知加速度变为原来的,选项A错误;由=知变为原来的,选项B错;由T=,知周期变为原来的8倍,选项C正确。4.(2012天津理综,4)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电

4、压U保持不变,输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和分别为()。A.,B.()2R,C.,D.()2R,D设副线圈与原线圈匝数比为k时,副线圈输出电压为U1,输出电流为I1,电路损耗功率为P1,设副线圈与原线圈匝数比为nk时,副线圈输出电压为U2,输出电流为I2,电路损耗功率为P2,根据理想变压器原副线圈电压与匝数成正比可得=k;=nk;且P=U1I1=U2I2;线路损耗功率分别为P1=R;P2=R。由联立解得P1=()2R,据此排除选项A、C;由联立解得=,所以选项B错误、选项D正确

5、。5.(2012天津理综,5)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中()。A.做直线运动,电势能先变小后变大B.做直线运动,电势能先变大后变小C.做曲线运动,电势能先变小后变大D.做曲线运动,电势能先变大后变小C根据图示可画出电场线,判断出粒子将受向上的电场力而做曲线运动,电场力对其先做正功后做负功,所以其电势能先减小后变大,则本题只有选项C正确。6.(2012天津理综,6)半圆形玻璃砖横截面如图,AB为直径,O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂

6、直于AB射入玻璃砖,两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a、b两束光()。A.在同种均匀介质中传播,a光的传播速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角大C.若a光照射某金属表面能发生光电效应,b光也一定能D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大ACD根据题意,a、b两束光在圆弧玻璃界面以相同入射角入射时b光发生了全反射而a光没有发生全反射,根据sinC=可知b光折射率大,根据折射率定义式n=可知选项B错误;又根据n=可知b光在同一均匀介质中传播速度小于a光,选项A正确;b光折射率大,其频率也大,则a光若能使某种金属发生光电效应,b光

7、也一定能使该金属发生光电效应,选项C正确;a光频率低则波长长,根据x=可知a光双缝干涉条纹间距大,选项D正确。7.(2012天津理综,7)沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40 m/s,则t= s时()。A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反CD根据波的图象可知波长为=4 m,根据波速可得该波周期为T=0.1 s,则由图示状态再经过 s即T后质点M相对平衡位置的位移仍为正值,但正在向下振动,可知其在t=

8、s时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反,而与加速度方向相同,选项AB错误、CD正确。8.(2012天津理综,8)如图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则()。A.0t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t2时刻后物块A做反向运动D.t3时刻物块A的动能最大BD根据图乙可知:在0t1时间内拉力F没有达到最大静摩擦力fm,物体处于静止状态,则拉力F的功率为零,选项A错误;对物块A由牛顿第二定律有F-fm=ma,由于t2时刻拉力F最大,则t2时刻物块加速度a最大,选项B

9、正确;t2到t3这段时间内拉力F大于fm,所以物块做加速运动,t3时刻速度达到最大,选项C错误、D正确。9.(2012天津理综,9)(18分)(1)质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kgm/s。若小球与地面的作用时间为0.2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为 N(取g=10 m/s2)。(2)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是(填字母代号)。A.保证摆动过

10、程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.999 0 m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为 mm,单摆摆长为 m。下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知sin5=0.087,sin15=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是(填字母代号)。(3)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了

11、一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程。图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为(填步骤的字母代号);A.合上开关S2B.分别将R1和R2的阻值调至最大C.记下R2的最终读数D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为rE.合上开关S1F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“

12、相等”);若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=。答案:(1)212(2)AC12.00.993 0A(3)BEFADC相等解析:(1)取反弹速度方向为正方向,动量变化为P=mv-mv0=0.24 kgm/s-(-0.26) kgm/s=2 kgm/s;由动量定理有(FN-mg)t=P,代入数据解得FN=12 N。(2)橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变,从而保障摆长一定,同时又便于调节摆长,选项AC说法正确;根据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d=12 mm+0.1 mm0=12.0 mm,则单摆摆长为L0=L-d/2=

13、0.993 0 m(注意统一单位);单摆摆角不超过5,且计时位置应从最低点(即速度最大位置)开始,故选项A的操作符合要求。(3)根据实验原理确定操作步骤顺序应为BEFADC;该设计原理没有系统误差;分流电阻RS与电流表G2并联,满偏时二者两端电压相等,即有(I-I1)RS=I1r,解得RS=。10.(2012天津理综,10)(16分)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰

14、好为台高的一半。两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA;(2)A、B两球的质量之比mAmB。答案:(1)(2)13解析:(1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中,由机械能守恒定律得mAgh=mA解得vA=(2)设两球碰撞后共同的速度为v,由动量守恒定律得mAvA=(mA+mB)v粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动,设运动时间为t,由运动学公式,在竖直方向上有h=gt2在水平方向上有=vt联立上述各式得mAmB=1311.(2012天津理综,11)(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5 m,左端接有阻值R=

15、0.3 的电阻。一质量m=0.1 kg,电阻r=0.1 的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9 m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2=21。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;(3)外力做的功WF。答案:(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J解析:(1)设棒匀

16、加速运动的时间为t,回路的磁通量变化量为,回路中的平均感应电动势为,由法拉第电磁感应定律得=其中=Blx设回路中的平均电流为,由闭合电路的欧姆定律得=则通过电阻R的电荷量为q=t联立式,代入数据得q=4.5 C(2)设撤去外力时棒的速度为v,对棒的匀加速运动过程,由运动学公式得v2=2ax设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W,由动能定理得W=0-mv2撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2=-W联立式,代入数据得Q2=1.8 J(3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2=21,可得Q1=3.6 J在棒运动的整个过程中,由功能关系可知WF=Q1+Q2由式得WF=5.4 J12.(

17、2012天津理综,12)(20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。(1)求加速电场的电压U;(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;(3)实际上加速电压的大小会在UU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后

18、进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)答案:(1)(2)(3)0.63%解析:(1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v,由动能定理得qU=mv2离子在磁场中做匀速圆周运动,所受洛伦兹力充当向心力,即qvB=m由式解得U=(2)设在t时间内收集到的离子个数为N,总电荷量为Q,则Q=ItN=M=Nm由式解得M=(3)由式有R=设m为铀238离子质量,由于电压在UU之间有微小变化,铀235离子在磁场中最大半径为Rmax=铀238离子在磁场中最小半径为Rmin=这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为RmaxRmi

19、n即则有m(U+U)m(U-U)其中铀235离子的质量m=235 u(u为原子质量单位),铀238离子的质量m=238 u,故解得c(HC),C错误;CH3COONa为强碱弱酸盐,溶液显碱性,加入适量CH3COOH可调节pH=7,使c(H+)=c(OH-),依据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)可知,c(Na+)=c(CH3COO-),D正确。6.(2012天津理综,6)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197 kJmol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO2和1 mol O2;(乙)1 mol SO2和0

20、.5 mol O2;(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是()。A.容器内压强p:p甲=p丙2p乙B.SO3的质量m:m甲=m丙2m乙C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙k乙D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙2Q乙B甲和丙达到的平衡是同种平衡,所以压强p甲=p丙,SO3的质量m甲=m丙,乙可看做是甲达平衡后,取出一半物质,浓度变为原来的,压强降为原来的后形成的,平衡向气体增多的方向移动,压强在减小后的基础上增大,SO3的量减小,所以2p乙p甲,SO3质量2m乙K2K3D.密闭光照培养蓝藻,测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物A由

21、呼吸速率曲线可知,d3浓度下细胞呼吸速率小于d2浓度下的细胞呼吸速率,所以d3浓度下单位时间内细胞呼吸过程产生ATP少,故B项错误。三个不同浓度下种群的K值大小比较可根据净光合速率曲线判断,净光合速率越大时,积累有机物就越多,种群K值就越大,所以K2最大,而K1和K3相同,故C项错误。判断蓝藻的呼吸方式应在黑暗条件下进行,故D项错误。光合速率=净光合速率+呼吸速率,因为d1和d3的净光合速率相等,但d1细胞呼吸速率大于d3,所以光合速率为d1d3,与d3浓度相比,d1浓度下单位时间内蓝藻光反应生成的H多,故A项正确。6.(2012天津理综,6)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X

22、染色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1代的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是()。A.亲本雌果蝇的基因型是BbXRXrB.亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2C.F1代出现长翅雄果蝇的概率为3/16D.白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞C根据杂交亲本的表现型及后代能出现白眼残翅雄果蝇,可初步判断亲本的基因型为BbXR_BbXr_,又根据后代雄蝇中的白眼残翅占到1/8,可最终判断出亲本的基因型为BbXRXrBbXrY,故A项正确。两亲本产生的Xr配子均占1/2,故B项正确。白眼残翅雌果蝇的基因型

23、为bbXrXr,经过DNA的复制,在减数第二次分裂后期会出现bbXrXr的次级卵母细胞,故D项正确。F1代出现长翅雄果蝇的概率为3/41/2=3/8,故C项错误。7.(2012天津理综,7)(13分)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。据图回答:(1)过程酶作用的部位是键,此过程只发生在非结合区DNA,过程酶作用的部位是键。(2)、两过程利用了酶的特性。(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒,需要将过程的测序结果与酶的识别序列进行比对,以确定选用何种酶。(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶,则其识别、结合的

24、DNA序列区为基因的。(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有(多选)。A.分离得到核糖体,用蛋白酶酶解后提取rRNAB.用无水乙醇处理菠菜叶片,提取叶绿体基粒膜上的光合色素C.通过分子杂交手段,用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位D.将抑制成熟基因导入番茄,其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合,终止后者翻译,延迟果实成熟答案:(1)磷酸二酯肽(2)专一性(3)限制性核酸内切(4)启动子(或转录起始区)(5)A、C、D解析:(1)DNA酶的作用是催化DNA的水解,故DNA水解的实质是磷酸二酯键的断裂,所以DNA酶作用部位是磷酸二酯键。蛋白酶具有催化蛋白质水解的作用,蛋白质

25、水解的实质是破坏肽键,所以蛋白酶作用的部位是肽键。(2)这两个过程分别利用了不同酶催化,利用了酶的专一性。(3)构建重组质粒时要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶,其中限制性核酸内切酶需要根据要切割的序列进行选择,因为一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并在特定部位进行切割。(4)基因的上游非编码区有一段特定的核苷酸序列,是RNA聚合酶识别和结合的位点,此段序列称为基因的启动子。(5)A项利用了蛋白酶只能与蛋白质特异性结合,专一性的催化蛋白质的水解。B项利用的是相似相溶的原理,有机溶剂既可以是无水乙醇,也可以是丙酮等其他有机溶剂。C项利用了DNA探针与目的基因特异性结合

26、的特点。D项利用了碱基互补配对原则。所以,利用分子间特异性结合性质的有A、C、D三项。8.(2012天津理综,8)(20分)黄曲霉毒素B1(AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中,它可以通过食物链进入动物体内并蓄积,引起癌变。某些微生物能表达AFB1解毒酶,将该酶添加在饲料中可以降解AFB1,清除其毒性。回答下列问题:(1)AFB1属于类致癌因子。(2)AFB1能结合在DNA的G上,使该位点受损伤变为G*,在DNA复制中,G*会与A配对。现有受损伤部位的序列为,经两次复制后,该序列突变为。(3)下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图。含AFB1解毒酶基因的菌株总RNAcDNAAFB1

27、解毒酶基因酵母工程菌AFB1解毒酶据图回答问题:在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株,经测定,甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶;乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程应选择菌液的细胞提取总RNA,理由是。过程中,与引物结合的模板是。检测酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶,应采用方法。(4)选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料,探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果见下表。组别添加肝脏AFB1残留量(ng/g)AFB1(g/kg饲料)AFB1解毒酶(g/kg饲料)A006.4B100020.9C100116.8D100311.7E10057.3F10077.3据表

28、回答问题:本实验的两个自变量分别为。本实验中,反映AFB1解毒酶解毒效果的对照组是。经测定,某污染饲料中AFB1含量为100 g/kg,则每千克饲料应添加克AFB1解毒酶,解毒效果最好,同时节约了成本。(5)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是:从提高酶的活性出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的序列。答案:(1)化学(2)(3)甲甲菌液细胞的AFB1解毒酶基因已转录生成mRNA,而在乙菌液细胞中该基因未转录AFB1解毒酶基因的cDNA抗原抗体杂交(4)AFB1的添加量和AFB1解毒酶的添加量B组(或B组+A组)5(5)脱氧核苷酸解析:(1)AFB1是黄曲霉菌产生的一种化学物质,属于化学致癌因子。(2)根据现在的突变序列可推知当G*不与C配对,只与A配对时,半保留复制两次后会出现与原来序列不同的。(3)因为甲菌液细胞中含解毒酶,说明解毒酶基因在甲菌液细胞中可以表达,细胞中一定含有解毒酶基因转录出的mRNA。PCR扩增过程中,需要的模板是含目的基因的一段DNA,故该过程中模板应该是AFB1解毒酶基因的cDNA。基因工程的检测与鉴定阶段,在分子水平上需要进行三步检测,其中检测目的基因是否成功表达出蛋白质,所用方法是抗原抗体杂交法。(4)A组作为