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- 2021-05-13 发布
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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
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
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”)
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
(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,
(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.
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
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:。