2012北京高考物理部分详解含答案

2012年高考试题北京卷物理试题详解13．一氢原子从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B本题考察原子物理中的玻尔氢原子模型。难度低。氢原子核外电子轨道数越大，它的能级越高，即能量越高。从高轨道往低轨道跃迁，会放出光子，能量减少，减少的能量等于两个轨道的能级之差。因此选B14．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的（A）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，波长变长本题考察光的折射定律以及光的波长公式。难度低。根据光的折射定律n=c/v，光在真空或者空气中的速度为c，而n＞1，所以v＜c，因此速度减小。而光的频率不变，由光的波长公式，v＝λf得，速度减小，波长也变短。所以选A。15．一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，其消耗的功率为2/P。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（C）A、5VB、25VC、10VD、210V16．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（D）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本题考察带电粒子在匀强磁场中的运动以及等效电流的概念。难度中等。由电流强度的定义I=q/t，带电粒子每转动一个周期，通过轨道某一横截面的电量为电荷的电量q，粒子受到的洛伦兹力提供向心力，因此qvB=mv2/R，于是R=mv/qB。17．一弹簧振子沿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（A）A本题考察简谐运动的图像。难度低。简谐运动的物体受到由题意，经过四分之一周期，振子如果具有正方向的最大加速度，则他的位移一定在负方向的最大位置。四个选项中只有A符合要求，因此选A。18．关于环绕地球的卫星，下列说法正确的是（B）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度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本题考察万有引力定律和卫星的运动。A选项，沿圆轨道运动的卫星，周期为，沿椭圆轨道运动的卫星，根据开普勒定律，，由于圆轨道的半径r和轨道半长轴a可以取任意值，椭圆形轨道和椭圆轨道的周期有可能相等。所以选项A错误。B选项，由于椭圆轨道相对于长轴对称，而地球在轨道的焦点上。因此在轨道上相对于长轴对称的两点具有相同的速率。因此B正确。C选项，赤道上方的同步卫星，为了与地球同步转动，必须与地球具有相同的角速度。因此其半径为，因此所有同步卫星一定在同一个轨道上。D选项，地球的所有卫星所在平面一定经过地球中心。沿不同轨道经过北京上空的卫星，只要轨道的交点在北京上空就可以了，无需重合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L、开关S盒电源用导线连接起来后，将一个金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻挑起。某同学另找来器材在探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均为动。对比老师的演示实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（D）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本题考察电磁感应中的楞次定律。难度高。楞次定律的内容是：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。阻碍的方式有两种：一种是产生感应电流，以抵抗外磁场的变化，俗称“增反减同”；另一种是线圈通过自身的移动来阻碍磁通量的变化，俗称“来拒去留”。在题中的实验里，闭合开关的瞬间，导线中的电流增加，通过套环的磁通量增加，套环产生感应电流，为了阻碍磁通量的增加，套环向上跳起。A选项，线圈接的本来就是直流电源B选项，电源的电压越高，电流越大，有助于环的跳起C选项，线圈匝数越多，磁通量越大，环也越容易跳起D选项，所用环能跳起，是因为环中产生了感应电流。如果换成绝缘体，则不可能产生电流，也不能跳起。还有一种可能，如果换成铁质套环，则线圈通电后铁环被磁化，线圈会吸引铁环，也就不可能跳起来。20．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两加恒定电压U，则它会辐射频率为的电磁波，且与U成正比，即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的值可能为（B）A、eh2B、he2C、he2D、he21答案：B考察物理学中的单位，即量纲的知识。ν的单位是Hz，即s﹣1。U的单位是V，h的单位是J·s，即C·V·s，e的单位是C，因此要想让k·U的单位取s﹣1即21．（18分）在“测量金属的电阻率”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的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数为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xR。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3KΩ）、滑动变阻器（0~20Ω，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：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xR是采用图2中的图（选填“甲”或“乙”）。图2（3）图3是测量xR的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完图3中实物间的连线，并使开关闭合瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。VA甲Rx（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次测量数据的坐标点，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）。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为（填选项前的符号）。A、1×10-2Ω∙mB、1×10-3Ω∙mC、1×10-6Ω∙mD、1×10-5Ω∙m（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，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图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差21．（1）0.398mm（2）甲（表中的电压最小值为0.10V，只有将滑动变阻器接成图甲的分压接法才能做到）（3）略（按图连线，注意滑动变阻器要连接在右下角，使得闭合开关前阻值最大）（4）4.4Ω（用直线连接各点，求出直线的斜率）（5）C（带入方程计算）（6）CD（A选项是偶然误差；B选项是系统误差(1)0.398mm（2）甲（3）略(4)4.4Ω(5)C(6)CD22．如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平面上做直线运动，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，0.3vm/s，m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数25.0，桌面高h=0.45m。不计空气阻力，重力加速度10gm/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kE；（3）小物块的初速度0v。解：（1）221gth，解得3.0/2ghts9.0vtsm。（2）根据动能定理：221mvEmghk，解得kE=0.90J（3）根据动能定理2022121mvmvmgL解得40vm/s23．（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随时间t是变化的。已知电梯在0t时由静止开始上升，ta图像如图2所示。电梯总质量3102mkg，忽略一切阻力，重力加速度10gm/s2。（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力1F和最小拉力2F；（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tv图像求位移的方法。请你借鉴此方法对比加速度和速度的定义，根据图2所示ta图像，求电梯在第1s内的速度改变量1v和第2s末的速度2v；（3）求电梯以最大速度上升时，拉力做功的功率P，再求0~11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W。解析：（1）0.1mam/s2mmamgF1,解得41102.2)(magmFNmmaFmg2，解得42108.1)(magmF（2）根据ta图像与坐标轴所围的“面积”表述速度的变化量，且电梯由静止开始上升可知电梯在第1s内的速度改变量5.01vm/s第2s末的速度5.12vm/s（3）根据ta图像可知电梯的最大速度为10mvm/s,电梯一最大速度上升时，拉力43100.2mgFN因此，53102mvFPW根据动能定理，0~11s时间内拉力和重力对电梯所做的总功等于电梯动能的增量，52102021mmvWJ24．（20分）匀强电场方向沿x轴正向，电场强度E随x轴的分布如图所示，图中0E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4m，不计重力。（1）求A在电场中的运动时间t；（2）若B的电荷量Qq94，求两质点相互作用能的最大值pmE；（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mq。解：（1）mEQaatd221，解得EQmdt2（2）A离开电场后的速度：mEQdvmvEQd2021121B离开电场时的速度：1234932421vmEQdvvmEqdBBA、B共速时两质点相互作用的能最大:22211)4(2142121)4(4vmmvmmvEvmmvmmvBpmB解得：EQdEvvpm451,15161（3）设B离开电场后的速度为2v，若B的速度不改变方向，则有当A、B距离足够远后，B的速度仍为减为零。取临界条件，AB间距足够远时，B的速度恰为零。0214212104421212'12221'1212221mvvmmvmvvmmvvmdEqmvEQdm由前两式解得：21224vvQqm由后两式解得：'12'1158,53vvvv所以：Qqm916