理科综合能力测试物理部分（北京卷）试题评析

河南省卢氏县第一高级中学 徐建强

来自人教网

整体分析：物理试题与往年相比在难度和题型上几乎没有太大的变动：整体来讲，难度中等偏上一点，没有难题和怪题。但在细节上，题目变得更加的灵活，而且更加注重了对基础知识和基本概念的考察，增加了物理理论与日常生活的结合，对同学们提炼题目信息，解读图像的能力提出了更高的要求。满足名牌大学选拔人才要求的同时让绝大部分学习物理的同学感受到了学习物理的乐趣和成就感。

第一部分选择题

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

考点定位：考查原子物理中的能级跃迁问题

答案:B

解析：能级跃迁是首次考查，比较简单，当原子从高能级低能级时，能量减少，放出光子,故答案为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

考点定位：考查光在折射过程中，基本特征量的变化问题

答案:A

解析：周期和频率由光源决定，所以不变，光在介质中的传播速度，玻璃的折射率大于空气，所以速度减小，波长，所以波长变短。此题选A。

思路点拨：解答这类题关键明确以下重要知识：光的频率、周期有光源决定不随折射现象的影响，若折射率n↑，速度v↓，波长λ↓。

点评：以上两题均为常规考题，在复习备考时只要注重基础知识的掌握，都可轻松得分。

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、5V              B、             C、10V               D、 

考点定位：交流电

答案：C

解析：由题知交流电的功率为直流电的一半，由电功率，得交流电的有效值V，所以最大值V，答案为C。

知识归纳:一明确交流电的有效值的定义方式，二掌握正弦式交流电最大值与有效值的关系，是解答此类题目的关键点。

点评：以往交流电出的都是给一个正弦式图像，研究最大值，有效值，频率，功率，电热等的计算和读图能力，但是今年改成了比较直流电和交流电的电功率，进而计算交流电压最大值的题目。题目本身不难，但是考察了有效值和最大值之间关系的本质是由电热决定的。基础知识考察的比以往更加的详细，所以这道题目提示同学们物理的高考已经由以前的出难题，过渡到了现在注重基础知识的考察和灵活应用，在题目本身不难的基础上变型，让答案更加灵活。

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

考点定位：带点粒子在磁场运动产生电流

答案：D

解析：电流的定义式，就题中的一个带电粒子q而言，在一周之内，它只能通过轨迹上某一横截面一次，所以t为粒子匀速圆周运动的周期T。，所以答案为D

点评：该题把粒子在磁场中的运动和电流结合起来是一道很新颖的题目，考查带电粒子在磁场中的偏转周期公式及电流定义式，每一部分都不难，但结合起来使得考题上升了一个层次，体现了新课标侧重考查概念在情境中理解的命题思想。

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，关系的图像是（      ）

考点定位：机械振动的图像

答案：A

解析：由振子受到的力，则加速度；加速度与位移成正比，方向与位移方向相反。根据以上四幅图可知答案为A。

点评：振动与波动是每年的必考题，以往北京出题都是振动图像和波动图像一起出现的，而今年只出现的振动图像，考察的也是比较基础的质点振动时的加速度问题，没有变型，比较常见，所以其实题目的难度和前几年高考相比是有所下降了。

18、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

考点定位：万有引力

答案：B

解析：根据开普勒第三定律知当轨道半长轴相等时，两颗卫星周期即可相等，所以A项错误；根据万有引力提供向引力，当卫星在椭圆轨道某位置的曲率半径相同时，线速度的大小即相等故B项正确；地球同步卫星的周期和地球自转周期相同，所以它的周期，轨道半径，线速度都是固定的，则C项错误；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会重合，则D项错误。所以此题答案为B。

解题策略：深刻理解两方面的问题;一开普勒三大定律，二万有引力提供卫星绕中心天体运动的向心力，从而判断出圆周运动时各特征量的关系。

点评：万有引力试题是每年的比考试题，但今年增加考查了一些椭圆运动的知识点，在以往几乎没有椭圆，这道题目相当于在万有引力变轨题的基础上进行了变型。

19、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、开关和电源用导终连接起来后，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

考点定位：电磁感应中的楞次定律

答案：D

解析：开关闭合瞬间，环中产生感应电流受到向上的安培力大于自身重力，环就能跳起来。电源电压越大，线圈电流就越大，线圈匝数越大，都使得电磁感应越强，环更易跳起；由于这个跳环实验本身是在突然闭合开关的瞬间产生的，因此无论直流还是交流都会产生瞬间变化的电流，都能发生电磁感应，该实验中使用的是铝环，（铝具有密度小、电阻小的特点）所以此题答案为D。

点评：此题通过跳环实验问题考查电磁感应中的楞次定律知识，这也是最近这些年北京一贯的命题点，从电磁学课堂演示实验命题，但考查的是对实验现象的本质思考。

启发：以演示实验为背景的试题，几年在其他省市也出现较多，如重庆卷的23题。所以在课堂教学时，教师要强化演示实验，注重实验的原理和设计思想；考生应在老师引导下重视实验，分析实验的本质，掌握方法，而不是“背实验”。

20、“约瑟夫森结”由超导体和绝缘成，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、                  D、 

考点定位：信息题

答案：B

解析：

方法一：此题是一个全新的信息题，往往这类题使用量纲法即根据物理量的单位可以快速选出答案。根据v=kU可知k的单位为1/sv，电荷量的单位为C，普朗克常量h有J·s，而1v=1J/C，所以B答案正确。

方法二：此题涉及了频率v、电压U、普朗克常量h、电荷量q，这四个物理量涉及到两个公式能量子公式，电压与能得关系W=qU，此题中电荷量q=2e，所以不难推出故答案为B。

技巧点拨：这类题目往往呈现一个全新的面貌，快速解答方法就是量纲法，在考试时即节省时间，准确性又高。

点评：初次见到此题，一定不能被它的全新面貌所吓倒，首先筛选出有用的信息，冷静处理。去年北京卷最后一题也是考查了这类题目，使用量纲法可快选出答案，对于忘记普朗克常量单位的同学可以使用第二种方法求解。

第二部分  非选择题

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。

（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        m

（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），

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：

（3）下图是测量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，补充完成下图中实物间的连线，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，如下图所示，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）。

（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、      B、       C、      D、  

（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图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

考点定位：整题全面考查测定金属的电阻率实验

答案：（1）（0.395~0.399）                  （2）甲                  （3）如答图3

   （4）如答图4   （4.3~4.7）          （5）C                 （6）CD

解析：（1）螺旋测微仪读数的考查（2）实验电路图的考查理，要求学生区分滑动变阻器的限流式和分压式接法的特点（3）根据电路图连接实物图（4）根据实验数据画U-I图像进而根据图像求出电阻（5）考查电阻率的计算公式（注意单位换算）（6）考查系统误差和偶然误差的分析，对于学生来说较生僻。用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数具有偶然性，每个人的分辨情况不一样，所以该误差属于偶然误差。由于电流表和电压表内阻引起的误差是实验电路所固有的属于系统误差

题型点拨：测定金属的电阻率实验，一般考查两点内容：（1）螺旋测微器使用（在光学或力学实验也可考查，此知识点，尤其注意读书特点，读出数据小数点后应该有3位），（2）伏安法测电阻。伏安法测电阻考查热点有四：（1）电表量程的选取（实验中示数在满偏的1/4—3/4之间），（2）电表的内外接法的判断，（3）电路图的连接（4）数据处理。

点评：像今年这样，一整个实验都是考查一个东西，在2010年北京卷中已经出过单一的18分的电学实验“改装电表”试题。这样的出题方式虽不经常出现，但这样的出题方式可能也要引起我们得关注，是不是以后的实验题中间，每年的实验题都会打破这样形式。

总体来讲，今年的实验题目我认为与往年相比难度有所下降，比较容易押上，考查的都是常规的基础知识点。所以以后的考生在复习实验题目的时候要注重基础知识的掌握。

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。

 考点定位：通过直线运动和平抛运动的分析，考查平抛运动的公式，动能定理，机械能守恒定律等

答案：（1）0.90m （2）0.90J （3）4.0m/s

解析：（1）由平抛运动规律，有

     竖直方向                

     水平方向                

     得水平距离              

=0.90m

（2）以地面为零重力势能位置，由机械能守恒定律，得动能

E

=0.90J

（3）在桌面上运动过程中，由动能定理，得

    得初速度大小            

=4.0m/s

点评：该题是复习备考中常见的题型，考查平抛及功能关系等基本知识的理解及应用，难度不大，易得分。

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1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－t图像如图2所示，电梯总质最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v－t图像来求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示的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。

考点定位：通过电梯的启动过程分析考查牛顿第二定律，动能定理，a-t图像分析等问题。

答案：（1）F1 =2.2×104N，F2 =1.8×104N （2）Δυ1=0.5m/s ，υ2=1.5m/s （3）W=1.0×105J

解析：第一问从图像中看出加速度与拉力的线性关系，第二问考查的是类比思想，考生必须根据vt图的意义类比出at图的意义出来，有一定难度。第三问涉及图像与概念更深的理解，注意速度的最大值出现在11秒时刻而不是10秒。对于整个过程中外力为变力，做功用动能定理处理。

（1）由牛顿第二定律，有   

     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

代入数据得             

    （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

          同理可得，          

         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

     代入数据得

W

     由动能定理，总功     

         代入数据得            

点评：此题打破以往的电磁学应用题的考查，考查的是电梯启动过程中的动力学计算。本体难题一下子加大了很多，涉及图像的解读，理解，知识与方法的迁移以及，变力做功的计算。

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点由能止释放，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。

（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； 

（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。

考点定位：电场、动量问题

答案：（1）（2）   Epm=QE0d （3）

解析：

（1）由牛顿第二定律，A在电场中运动的加速度

        A在电场中做匀变速直线运动 

        解得运动时间          

（2）设A、B离开电场时的速度分别为υA0、υB0，由动能定理，有

                          ，               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

                                               ②

                                  ③

   已知，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

有                     mυA+υB= mυA0+υB0                      ④

                          m+=m+            ⑤

     由④、⑤解得                 

     因B不改变运动方向，故                   ⑥

    由①、⑥解得                          

    即B所带电荷量的最大值

点评：该题形式上与去年的高考最后一题相似，去年给了一个电场图像的形式，只不过今年是E-t图像，较去年的图像更加简单了，但是加入了动量的思想，使题目难度上升。本题的核心是北京连续4年的碰撞，只不过用一个电荷间的排斥力模拟了碰撞的过程，属于“类碰撞”的应用。下载本文