2012年普通高等学校招生全国统一考试（北京卷）

2012年高考试题北京卷 物理试题（含答案）

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

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，其消耗的功率为P/2。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、52V C、10V D、102V

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

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

18．关于环绕地球的卫星，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

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（ ）

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?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（ ）

A、

1h2e B、 C、2he D、

2he2eh

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Rx。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：

2 3 4 5 6 7 次数 1 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

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的 图（选填“甲”或“乙”）。

V A Rx 甲

图2

（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。

（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?10Ω?m B、1?10Ω?m C、1?10Ω?m D 、1?10Ω?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 （3）略 (4)4.4Ω (5)C (6)CD

22．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，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g?10m/s2。求：

?2?3?6?5

（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v0。 解：（1）h?12gt，解得t?2h/g?0.3s 2s?vt?0.9m。

（2）根据动能定理：

1mgh?Ek?mv2，解得Ek=0.90J

2（3）根据动能定理

??mgL?1212mv?mv0 22解得v0?4m/s

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随时间t是变化的。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?10kg，忽略一切阻力，重力加速度g?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v?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?v1和第2s末的速度v2；

（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。

3解析：

（1）am?1.0m/s2

F1?mg?mam,解得F1?m(g?am)?2.2?104N

mg?F2?mam，解得F2?m(g?am)?1.8?104

（2）根据a?t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?v1?0.5m/s 第2s末的速度v2?1.5m/s

（3）根据a?t图像可知电梯的最大速度为vm?10m/s,电梯一最大速度上升时，拉力F3?mg?2.0?104N

因此，P?F3vm?2?10W

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，

5W?12mvm?0?2?105J 2 24．（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

m，不计重力。 4（1）求A在电场中的运动时间t； （2）若B的电荷量q?

4Q，求两质点相互作用能的最大值Epm； 9（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：

12at2（1），解得t?EQa?md?2md EQ（2）A离开电场后的速度：EQd?B离开电场时的速度：Eqd?12mv1?0?v1?22EQd m1m2vB?vB?2432EQd4?v1 9m3A、B共速时两质点相互作用的能最大:

4

11m21mEpm?mv12?vB?(m?)v222424161解得：v?v1,Epm?EQd

1545（3）设B离开电场后的速度为v2，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。

?mv1?mvB?(m?m)v412mv121m2Eqmd?v224

mmv1?v2?mv1'?04121m21'2mv1?v2?mv1?022422qmv2?2 由前两式解得：

Q4v13'8'由后两式解得：v1?v1,v2?v1

5516所以：qm?Q

9EQd?

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