高考天津卷理综物理试题及解答

高考天津卷理综物理试题及解答

‎2016年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试•物理试题部分（天津卷）‎ 一、单项选择题（每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）‎ ‎1．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1 ~ 10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是 A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 b光的干涉图样 a光的干涉图样 D．不可能产生干涉和衍射现象 ‎2．图示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则 A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大 D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大 对接示意图 ‎3．我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 P D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 ‎4．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不变 C．θ减小，Ep增大 D．θ减小，E不变 V A2‎ A1‎ ‎~‎ R1‎ R2‎ R3‎ R P S ‎5．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是 A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 二、不定项选择（每小题6分，共18分；每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的；全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或者不答的得0分）‎ ‎6．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是 A．赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性向下，说明原子核有复杂结构 O ‎5‎ ‎3‎ ‎– 5‎ ‎– 3‎ M ‎4‎ ‎8‎ ‎12‎ x/m y/m D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 ‎7．在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y =5sin(t)，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x = 12m处，波形图像如图所示，则 A．此后再经过6s该波传播到x = 24m处 B．M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向 C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向 D．此后M点第一次到达y = – 3m处所需时间是2s ‎8．我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1和5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组 A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2‎ C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 v B A D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2‎ 细线 长木板 小车 纸带 接电源 打点计时器 钩码 ‎9．（1）如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为 ；滑块相对盒运动的路程 ．‎ ‎（2）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动 ‎① 实验中必要的措施是 ‎ A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 s2‎ s1‎ s3‎ s4‎ s5‎ s6‎ A B C D E F G ‎② 他实验时将打点计时器接到频率为50HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）；s1=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s6=7.64cm；则小车的加速度a = m/s2（要求充分利用测量数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB = __________m/s；（结果均保留两位有效数字）‎ ‎（3）某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：‎ 电压表V1（量程0~3V，内阻等于3kΩ）‎ 电压表V2（量程0~15V，内阻等于15kΩ）‎ 电流表A1（量程0~200mA，内阻等于10Ω）‎ 电流表A2（量程0~3A，内阻等于0.1Ω）‎ 滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）‎ 滑动变阻器R2（0~1kΩ，额定电流0.5A）‎ 定值电阻R3（阻值等于1Ω）‎ 定值电阻R4（阻值等于10Ω）‎ ① 请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁 ② 该同学描绘出的I - U图像应是下图中的______‎ I I I I A U U U U O O O O B C D ‎10．我国将于2022年举办奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量m = 60kg的运动员从长直助滑道末端AB的A处由静止开始以加速度a = 3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB = 24m/s，A与B的竖直高度差H = 48m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h = 5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W = – 1530J，取 g = 10m/s2．‎ ‎（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力 Ff的大小；‎ ‎（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．‎ H h A B C R O 起跳台 ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ B E P ‎11．如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为E = 5N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T．有一带正电的小球，质量m = 1.0×10 – 6 kg，电荷量q = 2×10 – 6C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象）取g = 10m/s2，求 ‎（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；‎ ‎（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t．‎ ‎12．电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度．电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ．一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动，铝条相对磁铁运动相同．磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为ρ，为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g．‎ ‎（1）求铝条中与磁铁正对部分的电流I；‎ ‎（2）若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；‎ ‎（3）在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度b′ > b的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化．‎ b b 高 θ θ d d 参考答案：‎ ‎1．C．本题考查了电磁波的传播；机械波．根据f = v/λ可知，波长越长的波的频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，A选项错误；无线电波不需要介质传播，B错误；米波与光波一样会发生全反射，C正确；干涉和衍射是波特有的现象，米波也能发生干涉和衍射，D错误．‎ ‎2．D；本题考查了双缝干涉；全反射；光电效应；玻尔理论．由图可知，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹，由Δx = (L/d)λ得知，a光的波长小于b光的波长， a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，由n = c/v知道，在同种介质中传播时，a光的传播速度小于b光的传播速度，A错误；由sinC = 1/n可知，从同种介质中射入真空发生全反射的临界角a光的较小，B错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，C错误；因a光的频率大于b光的频率，故若两光均由氢原子跃迁产生，则产生a光的能级差较大，D正确．‎ ‎3．C；本题考查了人造卫星及其的变轨运动．若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后飞船加速，则由于向心力变大，故飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A错误；若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后空间站减速，则由于向心力变小，故空间站将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B错误；要想实现对接，可使飞船在比空间试验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间试验室轨道，逐渐靠近空间站后，两者速度接近时实现对接，选项C正确；若飞船在比空间试验室半径较小的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，从而不能实现对接，选项D错误；故选C．‎ ‎4．D；本题考查了电容器；电场强度；电势及电势能．保持下极板不动，将上极板下移一小段距离，则根据C = εS/(4πkd)可知，电容C变大；当Q一定，由Q = CU可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；又据E = U/d有E = 4πkQ/εS，当Q一定时，E不变；根据U = Ed可知，P点距离下极板的距离不变，E不变，则P点相对下极板的电势差不变，P点的电势不变，则EP不变；综合上述可知，D选项正确．‎ ‎5．B；本题考查了变压器；电路的动态分析．当滑动变阻器滑动触头P向上移动时，R接入电路的电阻变大，变压器次级电压不变，则次级电流减小，R1消耗的功率及两端电压都减小，电压表示UV = U2 – UR1，变大，A错误、B正确；当滑动触头P向上滑动时，次级电流减小，故初级电流也减小，A1示数变小，C错误；若闭合开关S，则变压器次级电阻减小，次级电流变大，R1的电压变大，则电压表V的示数减小，R2两端电压减小，电流表A2示数变小，次级电流变大，则初级电流变大，A1示数变大，D错误．‎ ‎6．AC；本题考查了物理学史．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，选项B错误；贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误；故选AC．‎ ‎7．AB；本题考查了机械波的传播；质点的振动．波动周期T = 2π/(π/2) s = 4s，波长λ = 8m，波速v = λ/T = 2m/s，则再经过6s，波传播的距离为s = vt = 12m，故该波传到 x = 24m处，A正确；M点在此时振动方向向下，则第3末，即经过0.75T，该点的振动方向沿y轴正方向，B正确；当波传到x = 12m处，质点向y轴正方向振动，故波源开始运动时的方向沿y轴正方向，C错误；M点第一次到达y = – 3m的位置时，振动时间为T/4，即1s，D错误．‎ ‎8．BD；本题考查了牛顿定律的应用；功率．列车启动时，乘客随车厢一起加速，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，A错误；动车组的加速度a = (2F – 8kmg)/8m = F/4m – kg，则对第6、7、8三节车厢而言有f56 = 3ma + 3kmg = 0.75F；对第7、8节车厢有f67 = 2ma + 2kmg = 0.5F，故5、6节车厢间的作用力之比为3:2，B正确；根据动能定理有 Mv2 = kMgs，解得s = v2/2kg，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，C错误；8节 车厢有1节动车时的最大速度为vm1 = 2P/8kmg；若8节车厢有4节动车时的最大速度为vm2 = 4P/8kmg；则vm1：vm2 = 1：2，D正确．‎ ‎9．（1）v/3 v2/3μg；本题考查了动量守恒定律；能量守恒定律．设滑块质量为m，则盒子的质量为2m；对整个过程，由动量守恒定律可得：mv=3mv共，解得v共 = v/3；由能量关系可知：μmgx =mv2 –•3m()2，解得x = v2/3μg．‎ A1‎ V1‎ R4‎ R5‎ R1‎ S ‎（2）①AB ②0.80 0.40；本题考查了研究小车的匀变速直线运动．① 实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验误差，A正确；实验时要先接通电源再释放小车，B正确；此实验中没有必要小车的质量远大于钩码的质量，C错误；此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，D错误．②两点间的时间间隔T = 0.1s，加速度a = (s6 + s5 + s4 – s3 – s2 – s1)/9T2 = 0.80m/s2；打点计时器在打B点时小车的速度vB = (s1 + s2)/2T = 0.40m/s．‎ ‎（3）① 电路如图；② B；本题考查了电表的改装；探究小灯泡的伏安特性曲线．①用电压表V1和R5串联，可改装成量程为U =(rg + R5) = 4V的电压表功用量程为200mA的A1与电阻R4可改装为量程I = Ig += 0.4A的电流表；待测小灯灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法电路，如图所示．② 小灯泡的阻值随温度的升高而增大，选择B图．‎ ‎10．（1）144 N（2）12.5 m；本题考查了动能定理及牛顿第二定律的应用． ‎ ‎（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速直线运动，设AB长为x，则vB2 = 2ax，由牛顿第二定律有mgH/x - Ff = a；联立解得Ff = 144N．‎ ‎（2）设运动员到达C点时的速度为vC，在由B到C的过程中，由动能定理有：‎ mgh + W =mv–mv 设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律有：‎ FN – mg = m 题设运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍 联立上述两式，代入数据解得 R = 12.5m．‎ θ θ qE mg qvB v ‎11．（1）20m/s；速度v的方向与电场E的方向之间的夹角60°（2）3.5s；本题考查了带电体在电场、磁场中的运动、物体的平衡；牛顿定律的应用；平抛运动．‎ ‎（1）小球做匀速直线运动，受力如图所示，其所受三个力在同一平面内，合力为零，有： (qvB)2 = (qE)2 + (mg)2，代入数据解得 v = 20m/s 速度方向与电场方向夹角为θ，则tanθ = qE/mg，代入数据解得θ = 60°．‎ ‎（2）方法一：撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有a = ；设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有 x = vt；设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有y = at2/2；a与mg的夹角和v与E 的夹角相同，均为θ，又 tanθ = y/x；联立上述5式，代入数据解得t = 2s = 3.5s．‎ 方法二：撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其速度vy = vsinθ，若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需要小球在竖直方向上分位移为零，则有vyt – gt2/2 = 0，代入数据解得t = 2s = 3.5s．‎ ‎12．（1）I = （2）v = （3）磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到F′ = mgsinθ时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小速度匀速直滑．；本题考查了安培力；物体的平衡；电阻定律及欧姆定律．‎ ‎（1）磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等，均为FA = Bid 磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小 F = 2FA 磁铁匀速运动时受力平衡 F – mgsinθ = 0‎ 解得 I = ‎ ‎（2）磁铁穿过铝条时，在铝条中产生的感应电动势为E = Bdv ‎ 铝条与磁铁正对部分的电阻为 R，由电阻定律有 R = ρ 欧姆定律 I = E/R 解得 v = ‎ ‎（3）磁铁以速度v进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁受到沿斜面向上的作用力F，由（1）、（2）中的方程式联立解得 F = ‎ 铝条的宽度为b′，磁铁仍以速度v进入铝条间，磁铁受到作用力F′ = ‎ 由于b′ > b，则F′ > F = mgsinθ，磁铁所受到合力沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时中加速度最大，随着运动速度的减小，F′也减小，磁铁所受到的合力也减小，由于磁铁加速度与所受的合外成正比磁铁的加速度逐渐减小．所以，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到F′ = mgsinθ时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小速度匀速直滑．‎