2012年北京市高考物理试卷(含解析版)

2023-10-27 · U3 上传 · 21页 · 1.4 M

2012年北京市高考物理试卷一、选择题1.(3分)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2.(3分)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3.(3分)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0.5P,如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( )A.5VB.C.10VD.4.(3分)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圆周运动.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C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比5.(3分)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,关系的图象是( )A.B.C.D.6.(3分)关于环绕地球运动的卫星,下列说法中正确的是( )A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,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颗地球同步卫星,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第1页(共21页)7.(3分)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图所示,她把一个带铁芯的线圈、开关和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈上,且使铁芯穿过套环.闭合开关的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.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8.(3分)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成,若在结两端加一恒定电压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为原理,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的值可能为( )A.B.C.2heD. 二、解答题9.(18分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻RX,实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω),电流表(内阻约为0.1Ω),第2页(共21页)电压表(内阻约为3kΩ),滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)开关,导线若干.某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:次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中甲和乙中的图 (选填“甲”或“乙”)(3)如图3是测量RX的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据上图所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.(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,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U﹣I图线,由图线得到金属丝的阻值RX= Ω(保留两位有效数字).第3页(共21页)(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为 (填选项前的序号)A、1×10﹣2Ω•mB、1×10﹣3Ω•mC、1×10﹣6Ω•mD、1×10﹣8Ω•m(6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器都已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项).A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,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U﹣I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.10.(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μ=0.25,桌面高h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度取10m/s2,求:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;(2)小物块落地时的动能EK;(3)小物块的初速度大小v0.11.(18分)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米.电梯的简化模型如图1所示.考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a是随时间t变化的,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a─t图象如图2所示.电梯总质量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2.(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;第4页(共21页)(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υ─t图象求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a─t图象,求电梯在第1s内的速度改变量△υ1和第2s末的速率υ2;(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.12.(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间的相互作用视为静电作用,已知A的电荷量为Q,A和B的质量分别为m和,不计重力。(1)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EPm;(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。 第5页(共21页)2012年北京市高考物理试卷参考答案与试题解析 一、选择题1.(3分)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【考点】J4:氢原子的能级公式和跃迁.菁优网版权所有【专题】13:实验题;54N:原子的能级结构专题.【分析】从高能级向低能级跃迁,释放光子,能量减少,从低能级向高能级跃迁,吸收光子,能量增加.【解答】解:一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,即从高能级向低能级跃迁,释放光子,能量减少。故选:B。【点评】知道高能级向低能级跃迁,释放光子,从低能级向高能级跃迁,吸收光子. 2.(3分)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【考点】G5:电磁波谱;H3:光的折射定律.菁优网版权所有【专题】54D:光的折射专题.【分析】该题考查了单色光在不同的介质中,波长、变速的变化情况,通过和v=λf结合在不同的介质中光的频率不变可得出正确结果。【解答】解:一束单色光经由空气射入玻璃,是由光疏介质进入光密介质,由第6页(共21页)可知,光的传播速度变慢;一单色光在不同的介质中传播时频率不变,由v=λf可知,波长变短;综上所述可知选项A正确,选项BCD错误。故选:A。【点评】光从真空(或空气中)射入某种介质时,频率是不会变化的;会熟练的应用判断光速的变化情况,应用v=λf判断波长的变化情况;同时还要了解同种介质对不同频率的光的折射率是不同的。 3.(3分)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0.5P,如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( )A.5VB.C.10VD.【考点】E4:正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.菁优网版权所有【专题】53A:交流电专题.【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt求解电流的有效值,其中I是有效值.再根据有效值与最大值的关系求出最大值.【解答】解:设电热器的电阻为R,t时间内产生的热量为Q,则:Q=此热量是接交流电源上产生的热功率的2倍,所以Q′=Q=所以:=解得:V所以最大值为故选:C。【点评】对于交变电流,求解热量、电功和电功率等与热效应有关的量,都必须用有效值. 4.(3分)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圆周运第7页(共21页)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C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比【考点】B1:电流、电压概念;CI:带电粒子在匀强磁场中的运动.菁优网版权所有【分析】带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期,由电流的定义式得出电流的表达式,再进行分析.【解答】解:设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,则由qvB=m,得r=,T=环形电流:I==,可见,I与q的平方成正比,与v无关,与B成正比,与m成反比。故选:D。【点评】本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用,抓住周期与B、I的联系是关键. 5.(3分)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,关系的图象是( )A.B.C.D.【考点】72:简谐运动的振幅、周期和频率;73:简谐运动的振动图象.菁优网版权所有【专题】51D:振动图像与波动图像专题.第8页(共21页)【分析】回复力:F=﹣kx;牛顿第二定律公式:a=;得到加速度的一般表达式后,再进行讨论即可.【解答】解:A、回复力:F=﹣kx加速度:a=故有a=﹣x经周期振子具有正方向的最大加速度,故结合上述公式得到:此时振子有负方向的最大位移,A图符合,故A正确;B、经周期振子位移为零,故B错误;C、经周期振子位移正向最大,故C错误;D、经周期振子位移为零,故D错误;故选:A。【点评】本题关键是根据回复力公式和加速度公式得到加速度与位移关系式,然后逐项讨论. 6.(3分)关于环绕地球运动的卫星,下列说法中正确的是( )A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,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颗地球同步卫星,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【考点】4F:万有引力定律及其应用;4H:人造卫星.菁优网版权所有【专题】52A:人造卫星问题.【分析】根据开普勒定律求解.了解同步卫星的含义,即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同.物体做匀速圆周运动,它所受的合力提供向心力,也就是合力要指向轨道平面的中心.第9页(共21页)通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知量.【解答】解:A、分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,可能具有相同的周期,故A错误B、沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道对称的不同位置具有相同的速率,故B正确C、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m(R+h),其中R为地球半径,h为同步卫星离地面的高度。由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值。故C错误D、沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面不一定重合,但圆心都在地心,故D错误故选:B。【点评】地球质量一定、自转速度一定,同步卫星要与地球的

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