2012北京高考理综物理 5页

‎2012北京高考理综物理 ‎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 ‎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 ‎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 ‎ A．5V B．5V C．10V D．10V ‎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 C t x O T A t x O T D t x O T B t x O T ‎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 ‎18．关于环绕地球卫星的运动，下列说法正确的是 ‎ 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 ‎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和电源用导线连接起来后，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．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复 实验，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 ‎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ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν=kU．已知比例系数k仅与元电荷的2倍和普朗克常数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，推理比例系数的值可能为 ‎ A． B． C．2he D．‎ ‎21．（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．‎ 图1‎ ‎ （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1Ω)、电流表(内阻 ‎ 约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(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 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.70‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎1.70‎ ‎2.30‎ I/A ‎0.020‎ ‎0.060‎ ‎0.160‎ ‎0.220‎ ‎0.340‎ ‎0.460‎ ‎0.520‎ ‎ 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)．‎ V A R S Rx R S 图2‎ 乙 甲 V A Rx ‎ （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．‎ ‎0 ‎ I/A ‎ 图4‎ U/V ‎ ‎0.5 ‎ ‎1.5 ‎ ‎2.5 ‎ ‎2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.10 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.30 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.50 ‎ ‎0.60 ‎ ‎ 请根据图(2)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．‎ P Rx 图3‎ ‎ （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)．‎ ‎ （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)．‎ ‎ A．1×10-2Ωm B．1×10-3Ωm C．1×10-6Ωm D．1×10-8Ωm ‎ （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 ‎22．（16分）‎ υ0‎ s h υ l 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υ飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l=1.4m，υ=3.0 m/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g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υ0．‎ ‎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图像如图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；‎ ‎（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a─t图像，求电梯在第1s内的速度改变量Δυ1和第2s末的速率υ2；‎ 图1‎ 电梯 拉力 a/ms-1 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0 ‎ ‎-1.0 ‎ ‎1 ‎ ‎2 ‎ ‎10 ‎ ‎11 ‎ ‎30 ‎ ‎31 ‎ ‎30 ‎ ‎41 ‎ 图2‎ t/s ‎ ‎32 ‎ ‎（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．‎ ‎24．（20分）‎ ‎ 匀强电场的方向沿x轴正方向，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 O x E0‎ E ‎ d 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的电荷量为q=Q，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．‎ ‎2012北京高考理综物理答案 ‎13．B 14．A 15．C 16．D 17．A 18．B 19．D 20．B ‎21．（18分）‎ ‎ （1）（0.395~0.399） （2）甲 （3）如答图3‎ ‎0 ‎ I/A ‎ 答图4‎ U/V ‎ ‎0.5 ‎ ‎1.5 ‎ ‎2.5 ‎ ‎2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.10 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.30 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.50 ‎ ‎0.60 ‎ P Rx 答图3‎ ‎ （4）如答图3 （4.3~4.7） （5）C （6）CD ‎22．（16分）‎ ‎（1）由平抛运动规律，有 ‎ 竖直方向 h=gt2‎ ‎ 水平方向 s=υt ‎ 得水平距离 s=υ=0.90m ‎（2）由机械能守恒定律，动能 Ek=mυ2+mgh=0.90J ‎（3）由动能定理，有 -μmgl=mυ2-mυ02‎ ‎ 得初速度大小 υ0==4.0m/s ‎23．（18分）‎ ‎ （1）由牛顿第二定律，有 F-mg= ma ‎ 由a─t图像可知，F1和F2对应的加速度分别是a1=1.0m/s2，a2=-1.0m/s2‎ ‎ F1= m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104N ‎ F2= m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N ‎ （2）类比可得，所求速度变化量等于第1s内a─t图线下的面积 ‎ Δυ1=0.50m/s ‎ 同理可得， Δυ2=υ2-υ0=1.5m/s ‎ υ0=0，第2s末的速率 υ2=1.5m/s ‎（3）由a─t图像可知，11s~30s内速率最大，其值等于0~11s内a─t图线下的面积，有 ‎ υm=10m/s ‎ 此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，所求功率 ‎ P=Fυm=mgυm=2.0×103×10×10W=2.0×105W ‎ 由动能定理，总功 ‎ W=Ek2-Ek1=mυm2-0=×2.0×103×102J=1.0×105J ‎23．（20分）‎ ‎ （1）由牛顿第二定律，A在电场中运动的加速度a==‎ ‎ A在电场中做匀变速直线运动 d=at2‎ ‎ 解得运动时间 t==‎ ‎ （2）设A、B离开电场时的速度分别为υA0、υB0，由动能定理，有 ‎ QE0d=m，QE0d= ①‎ ‎ A、B相互作用过程中，动量和能量守恒．A、B相互作用力为斥力，A受的力与其运动方向相同，B受的力与其运动方向相反，相互作用力对A做正功，对B做负功．A、B靠近的过程中，B的路程大于A的路程，由于相互作用力大小相等，相互作用力对B做功的绝对值大于对A做功的绝对值，因此相互作用力做功之和为负，相互作用能增加．所以，当A、B最接近时相互作用能最大，此时两者速度相同，设为υ′，有 ‎ (m+)υ′= mυA0+υB0 ②‎ ‎ Epm=(m+)-(m+)υ′2 ③‎ ‎ 已知=Q，由①、②、③式解得 ‎ 相互作用能的最大值 Epm=QE0d ‎ （3）考虑A、B在x > d区间的运动，由动量守恒、能量守恒，且在初态和末态均无相互作用，有 mυA+υB= mυA0+υB0 ④‎ ‎ m+=m+ ⑤‎ ‎ 由④、⑤解得 υB=-υB0+υA0‎ ‎ 因B不改变运动方向，故 υB=-υB0+υA0 ≥ 0 ⑥‎ ‎ 由①、⑥解得 q≤Q ‎ 即B所带电荷量的最大值qm=Q