2012年物理高考试题答案及解析-北京

2012年物理高考试题答案及解析-北京

‎2012年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试(北京卷)物理部分 本试卷共14页.共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。‎ ‎ 以下数据可供解题时参考:‎ 可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 CI35.5 Br80‎ 第一部分(选择题共120分)‎ 本部分共20小题，每小题6分，共120分.在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。‎ ‎13.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子 A 放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少 C 吸收光子，能量增加 D 吸收光子，能量减少 ‎【答案】B ‎14. 一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的 A 速度变慢，波长变短 B 速度不变，波长变短 C 频率增高，波长变长 D 频率不变，波长变长 ‎【解析】‎ ‎【答案】A I5.一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上.消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 ‎【解析】,,‎ ‎【答案】C ‎16.处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圈周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值 A 与粒子电荷量成正比 B 与粒子速率成正比 ‎ - 8 -‎ C与粒子质量成正比 D与磁感应强度成正比 ‎【解析】‎ ‎【答案】D ‎17.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是 ‎【解析】加速度指向平衡位置。‎ ‎【答案】A ‎18.关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是 A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颖卫星，不可能具有相同的周期 B.沿椭圆轨道运行的一颖卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C.在赤道上空运行的两颖地球同步卫星.它们的轨道半径有可能不同 D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 ‎【解析】根据开普勒行星运动第二定律，B正确。‎ ‎【答案】B ‎19.物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈I、开关S和电源用导终连接起来后.将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某司学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均末动。对比老师演示的实验，下列四个选项中.导致套环未动的原因可能是 A.线圈接在了直流电源上.‎ B.电源电压过高.‎ C.所选线圈的匝数过多，‎ D.所用套环的材料与老师的不同 ‎【解析】如果套环的材料不是金属，可能导致套环未动。‎ ‎【答案】D - 8 -‎ ‎20. “约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v=kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法。在下列选项中，推理判断比例系数k的谊可能为 A. B. C. D.‎ ‎【解析】用单位验证法。根据v=kU，,其单位是,的单位是也可变为，所以B正确。‎ ‎【答案】B 第二部分 非选择题 （共180分）‎ 本部分共11小题.共180分。‎ ‎21.（18分）‎ 在“侧定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。‎ 用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值）‎ ‎ 【解析与答案】（1）0.398mm（0.395~0.399）‎ ‎（2）用伏安法测量电阻丝的电阻.实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻），电流表（内阻0.1），电压表（内约3阻），滑动变阻器R（0~20，额定电流2A），开关，导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：‎ 由以上实验数据可知：他们测量是采用图2中的_____图(选填“甲”或“乙”)‎ - 8 -‎ ‎ 甲 乙 ‎ 图 ‎（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物图的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。‎ ‎ 图3 图4‎ ‎（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图4中标出第2、4、6次测量数据的3个坐标点，并描绘出图线，由图线得出金属丝的阻值=______(保留2位有效数字)。‎ ‎（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 A. B. C. D. ‎ ‎（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用的测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是____(有多个正确选项)‎ A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D.用图象处理数据求金属丝的电阻率可以消除偶然误差。‎ ‎【解析与答案】‎ ‎ （2）甲，电流表外接，滑动变阻器分压器 ‎（3）如下图 - 8 -‎ ‎（4）如下图 R=4.4（4.3~4.7）‎ ‎（5）C ‎（6）CD ‎22．（16分）‎ 如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数=0.25,桌面高h=0.45m.不计空气阻力，重力加速度取10m/s2.求 小物块落地点距飞出点的水平距离s；‎ 小物块落地时的动能EK 小物块的初速度大小v0.‎ ‎【解析与答案】‎ ‎(1)平抛运动规律：,得，‎ - 8 -‎ ‎（2）机械能守恒：‎ ‎(3)动能定理：，代入数据得：。‎ ‎23.(18分)‎ 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯.行程超过百米。电梯的简化模型如 I所示.考虑安全、舒适、省时等因索，电梯的加速度a随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升，a一t图像如图2所示. 电梯总质最m=2.0xI03kg.忽略一切阻力.重力加速度g取I0m/s2。‎ 求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；‎ ‎ （2）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度的和速度的定义，根据图2所示a-t图像，求电梯在第1s内的速度改变量△v1和第2s末的速率v2;‎ ‎（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率p：再求在0～11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功w。‎ ‎【解析与答案】‎ ‎（1）根据牛顿运动定律，代入数据得：‎ ‎，代入数据得：‎ ‎（2）面积法：，‎ ‎（3）最大速度，电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率pW.‎ 根据动能定理：在0～11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功.‎ - 8 -‎ ‎24．（20分）‎ 匀强电场的方向沿x轴正向，电场强度E随x的分布如图所示。图中E0和d均为已知量.将带正电的质点A在O点由静止释放.A离开电场足够远后，再将另一带正电的质点B放在O点也由静止释放，当B在电场中运动时，A. B间的相互作用力及相互作用能均为零:B离开电场后，A. B间的相作用视为静电作用.已知A的电荷量为Q. A和B的质量分别为m和.不计重力.‎ 求A在电场中的运动时间t，‎ ‎(2)若B的电荷量,求两质点相互作用能的最大值 ‎(3)为使B离开电 场后不改变运动方向.求B所带电荷量的最大值qm ‎【解析与答案】‎ 根据运动学规律，及，得 因为两质点的相互作用力为斥力，所以当两质点的距离最小时，两质点的相互作用能取最大值。‎ A质点离开电场时的速度为,根据动能定理，，，‎ B质点离开电场时的速度为,根据动能定理，，，‎ 设A、B速度相等时的速度为，根据动量守恒，，解得。‎ 根据能量守恒，两质点相互作用能的最大值+-，代入后得。‎ 因为两质点在同一直线上运动，所谓B离开电场后不改变运动方向，是当两质点距离足够远时，B的速度为0.设此时A的速度为,而B离开电场时的速度为 - 8 -‎ 动能定理：‎ 动量守恒：，‎ 能量守恒（此时A、B相互作用能为0）：+-， ‎ 解得：。‎ ‎ ‎ - 8 -‎