[天津]2012年普通高等学校招生全国统一考试理综物理

下列说法正确的是（）

如图所示，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$\theta$。如果仅改变下列某一个条件，$\theta$角的相应变化情况是（）

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$\frac{1}{4}$，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的

通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率$P$，原线圈的电压$U$保持不变，输电线路总电阻的$R$。当副线圈与原线圈的匝数比为$k$时，线路损耗的电功率为$P_1$，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$P_2$，则$P_1$，和$\frac{P_2}{P_1}$（）

两个固定的等量异号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，粒子只受到静电力作用，则粒子在电场中（）

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（）

沿$x$轴正方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$t=\frac{1}{40}s$时（）

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$f_m$与滑动摩擦力大小相等，则（）

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$kg$·$m/s$。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$m/s^2$）。

某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
①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
②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$L=0.9990m$，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$1m$的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横作标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知$\sin 5^0=0.087$，$\sin {15}^0=0.26$，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）。

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。他设计了一个用标准电流表$G_1$来校对待测电流表$G_2$的满偏电流和测定$G_2$内阻的电路，如图所示。已知$G_1$的量程略大于$G_2$的量程，图中$R_1$为滑动变阻器，$R_2$为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

①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）；（）

②仅从实验设计原理看，用上述方法得到的$G_2$内阻的测量值与真实值相比（填"偏大"、"偏小"或"相等"）；
③若要将$G_2$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$G_2$上并联的分流电阻$R_S$的表达式，$R_S$。

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，坡道顶端距台面高度也为$h$，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$v_a$；（2）$A、B$两球的质量之比$m_a:m_b$。

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$1=0.5m$，左端接有阻值$R=0.3\Omega$的电阻。一质量$m=0.1kg$，电阻$r=0.1\Omega$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$B=0.4T$。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以$a=2m/s^2$的加速度做匀加速运动，当棒的位移$x=9m$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$Q_1:Q_2=2:1$。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$Q_2$；
（3）外力做的功$W_F$。

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$S_1$不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔$S_2$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$U+\Delta U$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，$\frac{\Delta U}{U}$应小于多少？（结果用百分数表示，保留两位有效数字）