2012北京理綜物理部分試卷與答案(word).doc

2012年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理試題（北京卷）第一部分（選擇題共120分）本部分共20小題，每小題6分，共120分在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選山最符合題目要求的一項(xiàng)13一個(gè)氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)，該氫原子（）A放出光子，能量增加B放出光子，能量減少C吸收光子，能量增加D吸收光子，能量減少14一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的（）A速度變慢，波長(zhǎng)變短B速度不變，波長(zhǎng)變短C頻率增高，波長(zhǎng)變長(zhǎng)D頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)15一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率為如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為（）A5 V B C10 V D16處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值（）A與粒子電荷量成正比B與粒子速率成正比C與粒子質(zhì)量成正比D與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比17一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點(diǎn)從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度能正確反映振子位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖像是（）18關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（）A分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D沿不同軌道經(jīng)過(guò)北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會(huì)重合19物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是（）A線圈接在了直流電源上B電源電壓過(guò)高C所選線圈的匝數(shù)過(guò)多D所用套環(huán)的材料與老師的不同20“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成若在結(jié)兩端加恒定電壓U，則它會(huì)輻射頻率為的電磁波，且與U成正比，即kU已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)你可能不了解此現(xiàn)象的機(jī)理，但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法，在下列選項(xiàng)中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為（）AB C2heD第二部分（非選擇題共180分）本部分共11小題，共180分21（18分）在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為_mm（該值接近多次測(cè)量的平均值）圖1（2）用伏安法測(cè)金屬絲的電阻RX實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 ）、電流表（內(nèi)阻約0.1 ）、電壓表（內(nèi)阻約3 k）、滑動(dòng)變阻器R（020 ，額定電流2 A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量RX是采用圖2中的_圖（選填“甲”或“乙”）圖2（3）圖3是測(cè)量RX的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端請(qǐng)根據(jù)（2）所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞 圖3 圖4（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出UI圖線由圖線得到金屬絲的阻值RX_（保留2位有效數(shù)字）（5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_（填選項(xiàng)前的符號(hào)）A1102m B1103mC1106m D1108m（6）任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是_（有多個(gè)正確選項(xiàng)）A用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D用UI圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差22（16分）如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上已知l1.4 m，v3.0 m/s，m0.10 kg，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，桌面高h(yuǎn)0.45 m不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2求：（1）小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s；（2）小物塊落地時(shí)的動(dòng)能Ek；（3）小物塊的初速度大小v023（18分）摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過(guò)百米電梯的簡(jiǎn)化模型如圖1所示考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的已知電梯在t0時(shí)由靜止開始上升，at圖像如圖2所示電梯總質(zhì)量m2.0103kg忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2（1）求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2（2）類比是一種常用的研究方法對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由vt圖像求位移的方法請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度和速度的定義，根據(jù)圖2所示at圖像，求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量v1和第2 s末的速率v2（3）求電梯以最大速率上升時(shí)，拉力做功的功率P；再求在011 s時(shí)間內(nèi)，拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W24（20分）勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的分布如圖所示圖中E0和d均為已知量將帶正電的質(zhì)點(diǎn)A在O點(diǎn)由靜止釋放A離開電場(chǎng)足夠遠(yuǎn)后，再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)B放在O點(diǎn)也由靜止釋放當(dāng)B在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B間的相互作用力及相互作用能均為零；B離開電場(chǎng)后，A、B間的相互作用視為靜電作用已知A的電荷量為Q，A和B的質(zhì)量分別為m和不計(jì)重力（1）求A在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；（2）若B的電荷量，求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值Epm；（3）為使B離開電場(chǎng)后不改變運(yùn)動(dòng)方向，求B所帶電荷量的最大值qm13B由玻爾原子模型、躍遷的特點(diǎn)，由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能量減少，減少的能量以光子形式放出，B項(xiàng)正確14A根據(jù)光的折射特點(diǎn)，在折射過(guò)程中頻率不變，由公式，玻璃的折射率比空氣的大，所以由空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，速度變慢，由可知光的波長(zhǎng)變短，所以A項(xiàng)正確15C根據(jù)電功率的公式得，根據(jù)交流電的有效值定義得，解得，根據(jù)有效值和最大值的關(guān)系得，C項(xiàng)正確16D在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的粒子，有，且，則由電流的定義式得，故D項(xiàng)正確17A彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，由回復(fù)力公式Fkx，結(jié)合牛頓第二定律Fma可知，經(jīng)四分之一的周期有沿x軸正方向的最大加速度，則其位移為負(fù)的最大值t0時(shí)刻振子應(yīng)該自平衡位置向x軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確18B環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，由開普勒第三定律，當(dāng)橢圓軌道半長(zhǎng)軸與圓形軌道的半徑相等時(shí)，兩顆衛(wèi)星周期相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，只有引力做功，機(jī)械能守恒，在軌道上相互對(duì)稱的地方（到地心距離相等的位置）速率相同，B項(xiàng)正確；所有地球同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，運(yùn)行周期都等于地球自轉(zhuǎn)周期，由，軌道半徑都相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同一軌道平面、不同軌道半徑的衛(wèi)星，相同軌道半徑、不同軌道平面的衛(wèi)星，都有可能（不同時(shí)刻）經(jīng)過(guò)北京上空，D項(xiàng)錯(cuò)誤19D當(dāng)閉合S瞬間，線圈L內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)B及磁通量的變化率隨電壓及線圈匝數(shù)的增加而增大，如果套環(huán)是金屬材料又閉合，由楞次定律可知，環(huán)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流I及磁場(chǎng)B，環(huán)會(huì)受到向上的安培力F，當(dāng)Fmg時(shí)，環(huán)跳起，越大，環(huán)電阻越小，F(xiàn)越大如果環(huán)越輕，跳起效果越好，所以B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；如果套環(huán)換用電阻大、密度大的材料，I減小F減小，mg增大，套環(huán)可能無(wú)法跳起，D項(xiàng)正確；如果使用交流電，S閉合后，套環(huán)受到的安培力大小及方向（上下）周期性變化，S閉合瞬間，F(xiàn)大小、方向都不確定，直流電效果會(huì)更好，A項(xiàng)錯(cuò)誤20B根據(jù)物理單位知識(shí)，表達(dá)式及變形式兩側(cè)單位是一致的，由本題中涉及的物理量：、U、e、h及與其有聯(lián)系的能量表達(dá)式Eh，EUe，由得h的單位與的單位相同，即h單位可用VCs表示，題中kU，即，單位可用表示，B項(xiàng)中單位等效于，故B項(xiàng)正確21答案：（1）（0.3950.399）（2）甲（3）如圖1圖1（4）如圖2（4.34.7）圖2（5）C（6）CD解析：（1）千分尺讀數(shù)：固定刻度值旋轉(zhuǎn)刻度格數(shù)0.01 mm039.70.01 mm0.397 mm（2）測(cè)的U、I值RX約5 ，乙圖提供的最小電壓，故選用甲圖電路（3）略（4）描點(diǎn)后可見，第6次測(cè)量誤差很大，舍去，作過(guò)O點(diǎn)的直線將其余6個(gè)點(diǎn)擬合到直線上，如圖2所示（5）由，故選C（6）由于觀察角度及觀察能力對(duì)測(cè)微器讀數(shù)產(chǎn)生的是偶然誤差，A項(xiàng)錯(cuò)誤電流表和電壓表不可能成為理想電表，對(duì)測(cè)量帶來(lái)的誤差是不可避免的，屬于系統(tǒng)誤差，B項(xiàng)錯(cuò)誤電壓表內(nèi)阻的分流和電流表內(nèi)阻的分壓，是產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因，如果將其電阻計(jì)算在電路內(nèi)，如前面實(shí)驗(yàn)電路，即可消除系統(tǒng)誤差，C項(xiàng)正確本題給出的第6組值誤差很大，作UI圖時(shí)應(yīng)舍去，減小了偶然誤差，D項(xiàng)正確22答案：（1）0.9 m（2）0.90 J（3）4.0 m/s解析：（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有豎直方向：水平方向：svt得水平距離：（2）由機(jī)械能守恒定律，動(dòng)能Ekmv2mgh0.90 J（3）由動(dòng)能定理，有mglmv2mv02得初速度大小23答案：（1）2.2104 N1.8104 N（2）0.5 m/s1.5 m/s（3）2.0105 W1.0105 J解析：（1）由牛頓第二定律，有Fmgma由at圖像可知，F(xiàn)1和F2對(duì)應(yīng)的加速度分別是a11.0 m/s2，a21.0 m/s2F1m（ga1）2.0103（101.0）N2.2104 NF2m（ga2）2.0103（101.0）N1.8104 N（2）類比可得，所求速度變化量等于第1 s內(nèi)at圖線下的面積v10.50 m/s同理可得v2v2v01.5 m/sv00，第2s末的速率v21.5 m/s（3）由at圖像可知，1130 s內(nèi)速率最大，其值等于011 s內(nèi)at圖線下的面積，有vm10 m/s，此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力F等于重力mg，所求功率PFvmmgvm2.01031010 W2.0105 W由動(dòng)能定理，總功WEk2Ek1mvm202.0103102 J1.0105 J24答案：（1）（2）（3）解析：（1）由牛頓第二定律，A在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度A在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)解得運(yùn)動(dòng)時(shí)間（2）設(shè)A、B離開電場(chǎng)時(shí)的速度分別為vA0、vB0，由動(dòng)能定理，有，A、B相互作用過(guò)程中，動(dòng)量和能量守恒A、B相互作用力為斥力，A受的力與其運(yùn)動(dòng)方向相同，B受的力與其運(yùn)動(dòng)方向相反，相互作用力對(duì)A做