天津高考物理試題(含)

1、20112011年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷）年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷） （物理部分） 第卷 一、單項(xiàng)選擇題（每小題一、單項(xiàng)選擇題（每小題 6 6 分，共分，共 3030 分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)是正確的。分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)是正確的。 ） 1下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是 A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C 粒子散射實(shí)驗(yàn)D氫原子光譜的發(fā)現(xiàn) 答案：答案：C 解析：解析：光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說明光具有粒子性，A 錯誤；x 射線（倫琴射線）的發(fā)現(xiàn)是 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初物理 學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)（x 射線 1896 年、放射線 1896 年、電子

2、 1897 年）之一，這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生， B 錯誤；氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解釋了原子的穩(wěn)定性以及原子光譜的分立特征，D 錯誤； 盧瑟福的 粒子散 射實(shí)驗(yàn)揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)，C 正確。 2如圖所示，A、B 兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動，運(yùn)動 過程中 B 受到的摩擦力 A方向向左，大小不變B方向向左，逐漸減小 C方向向右，大小不變D方向向右，逐漸減小 答案：答案：A 解析：解析：對于多個物體組成的物體系統(tǒng)，若系統(tǒng)內(nèi)各個物體具有相同的運(yùn)動狀態(tài)， 應(yīng)優(yōu)先選取整體法分析， 再采用隔離法求解。 取 A、 B 系統(tǒng)整體分析有f 地A =(m A m B )g

3、 (m A m B )a， a=g，B 與 A 具有共同的運(yùn)動狀態(tài)，取B 為研究對象，由牛頓第二定律有：f AB =m B g m Ba 常數(shù) ， 物體 B 做速度方向向右的勻減速運(yùn)動，故而加速度方向向左。A 正確。 3質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的位移x 與時間 t 的關(guān)系為 x = 5t + t2（各物理量均采用國際單位制單位） ，則該質(zhì)點(diǎn) A第 1s 內(nèi)的位移是 5mB前 2s 內(nèi)的平均速度是 6m/s C任意相鄰 1s 內(nèi)的位移差都是 1mD任意 1s 內(nèi)的速度增量都是 2m/s 答案：答案：D 解解 析析 ： 第 1s 內(nèi) 的位移 只需將 t=1 代入 即可 求出 x=6m，A 錯誤； 前 2s

4、內(nèi) 的平 均速度 為 s 2 52 22 v 7m/s，B 錯；由題給解析式可以求得加速度為 a=2m/s2x aT2 2m，C 錯；由 22 加速的定義可知 D 正確 4在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖 1 所示，產(chǎn)生的交變電動勢的 圖象如圖 2 所示，則 At =0.005s 時線框的磁通量變化率為零 Bt =0.01s 時線框平面與中性面重合 C線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311V D線框產(chǎn)生的交變電動勢的頻率為100Hz 答案答案：B 解析解析：由圖 2 可知，該交變電動勢瞬時值的表達(dá)式 為e311sin100t。當(dāng) t=0.005s 時，瞬時值 e=31

5、1V，此時磁通量變化率最大，A 錯；同理當(dāng)t=0.01s 時，e=0V，此時線框處于中性面位置，磁通量 最大，磁通量的變化率為零，B 正確；對于正弦交變電流其有效值為 Emax/ 2，題給電動勢的有效值為 220V，C 錯；交變電流的頻率為f=1/T=/2=50Hz，D 錯。 5板間距為d 的平行板電容器所帶電荷量為Q 時，兩極板間的電勢差為U1，板間場強(qiáng)為E1?，F(xiàn)將電容器 所帶電荷量變?yōu)?2Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間場強(qiáng)為E2，下 列說法正確的是 AU2= U1，E2= E1 CU2= U1，E2= 2E1 答案：答案：C 解析：解析：考查平行板電容器的相

6、關(guān)知識。U 1 1 2 BU2= 2U1，E2= 4E1 DU2= 2U1，E2= 2E1 QQ4kdQU4kQ ，E 1 1，當(dāng)電荷量變?yōu)?2Q 時， S CSdS 4kd U 2 2Q2Q4kdQU8kQ U 1 ，E 2 2 2E 1 ，C 選項(xiàng)正確。 S C Sd /2S 2kd 二、不定項(xiàng)選擇題（每小題二、不定項(xiàng)選擇題（每小題 6 6 分，共分，共 1818 分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，都有多個選項(xiàng)是正確的。全部選分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，都有多個選項(xiàng)是正確的。全部選 對的得對的得 6 6 分，選對但不全的得分，選對但不全的得 3 3 分，選錯或不答的得分，選錯或不答的得 0 0

7、分。分。 ） 6甲、 乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣， 設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為x， 若x 甲 x 乙 ，則下列說法正確的是 A甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，則乙光不能B真空中甲光的波長一定大于乙光的波長 C甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D在同一種均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光 答案：答案：BD L 可知甲光 d 的波長大于乙光，B 正確；光子能量取決于光子的頻率，而光子頻率與波長成反比， C 錯；波速與波長 之間同步變化，D 正確。 7位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源 A 沿 y 軸做簡諧運(yùn)動，A 剛好完成一次全振動時，在介質(zhì)中形成的簡諧橫波的 波形如圖所示，B 是沿波傳播方向上

8、介質(zhì)的一個質(zhì)點(diǎn)，則 A波源 A 開始振動時的運(yùn)動方向沿y 軸負(fù)方向 解析：解析：偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，甲乙都可以有偏振現(xiàn)象發(fā)生， A 錯；由x 甲 x 乙 ，x B此后周期內(nèi)回復(fù)力對波源 A 一直做負(fù)功 C經(jīng)半個周期時間質(zhì)點(diǎn)B 將向右遷移半個波長 D在一個周期時間內(nèi)A 所受回復(fù)力的沖量為零 答案答案：ABD 解析：解析：由 A 剛好完成一次全振動時的圖線可知波源A 的起振方向沿 y 軸負(fù)方向，A 正確；經(jīng)過周期之后 質(zhì)點(diǎn) A 將向負(fù)向最大位移運(yùn)動，回復(fù)力做負(fù)功，B 正確；質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C 錯誤；由簡諧運(yùn)動的對 稱性可知回復(fù)力在一個周期內(nèi)的沖量為零，D 正確。 8質(zhì)量為 m 的探月航天器在

9、接近月球表面的軌道上飛行， 其運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)動。 已知月球質(zhì)量為 M， 月球半徑為 R，月球表面重力加速度為g，引力常量為 G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的 A線速度v 1 4 1 4 GMGMR B角速度gRC運(yùn)行周期T 2D向心加速度a 2gRR 答案：答案：AC 解析解析：萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力，代入相關(guān)公式即可 20112011年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷）年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷） 理科綜合能力測試?yán)砜凭C合能力測試（物理部分） 第卷 9 （18 分） （1）某同學(xué)用測力計(jì)研究在豎直方向運(yùn)行的電梯運(yùn)動狀態(tài)。他在地面上用測力計(jì)測量砝碼的重力，示

10、數(shù) 為 G。他在電梯中用測力計(jì)仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的示數(shù)小于 G，由此判斷此時電梯的 運(yùn)動狀態(tài)可能是。 答案：答案：減速上升或加速下降 解析：解析：物體處于失重狀態(tài)，加速度方向向下，故而可能是減速上升或加 速下降。 （2）用螺旋測微器測量某金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示。 該金屬絲的直徑是mm 答案：答案：1.706 解析：解析：注意副尺一定要有估讀。讀數(shù)為1.5+20.60.01mm=1.706mm。因 為個人情況不同，估讀不一定一致，本題讀數(shù)1.7041.708 都算正確。 （3）某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始 玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示，使大頭針

11、P1、P2與圓心 O 在同一直線上， 該直線垂直于玻璃磚的直徑邊， 然后使玻璃磚繞圓心O 緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻 璃磚直徑邊一側(cè)觀察 P1、P2的像，且 P2的像擋住 P1的像。如此觀察，當(dāng)玻 璃 磚 轉(zhuǎn) 到 圖 中 虛 線 位 置 時 ， 上 述 現(xiàn) 象 恰 好 消 失 。 此 時 只 需 測 量 出，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率。請用你 的測量量表示出折射率。 1 P1 sin 解析：解析：由題意可知，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過某一角度 時，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一 P2 側(cè)觀察不到 P1、P2的像，做出如圖所示的光路圖可知，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度 時有 1 。n sin O （4）某同學(xué)測量阻值約為25k 的電阻 Rx

12、，現(xiàn)備有下列器材： A電流表（量程 100 A，內(nèi)阻約為 2 k） ； B電流表（量程 500 A，內(nèi)阻約為 300 ） ； C電壓表（量程 15 V，內(nèi)阻約為 100 k） ； D電流表（量程 50 V，內(nèi)阻約為 500 k） ； E直流電源（20 V，允許最大電流 1 A） ； F滑動變阻器（最大阻值 1 k，額定功率 1 W） ； G電鍵和導(dǎo)線若干。 電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選。 （填字母代號） 該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請你 檢查該電路，指出電路在接線上存在的問題： ； 。 答案：答案：玻璃磚直徑邊繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度n 答案：答案

13、：BC電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方法；滑動變阻器應(yīng)采用分壓器方式的接法 。 解析：解析：電學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇儀器的一般步驟如下： 根據(jù)量程選擇電流表和電壓表，不能超過表的量程，不能 量程太大導(dǎo)致表的讀數(shù)偏小； 根據(jù)題中關(guān)鍵語句，如精確測量，從零開始連續(xù)可調(diào)等等選擇分壓 電路亦或是限流電路；分壓電路滑動變阻器選擇小阻值，限流電路滑動變阻器選擇大阻值； 選擇 RR 電流表的內(nèi)外接法，一般的原則是“大內(nèi)偏大，小外偏小”；也可以根據(jù)V與x之間的關(guān)系來判斷， R x R A 當(dāng) R V R x時，采用電流表的外接法，反之選擇電流表內(nèi)接法。 R x R A （1）本題中，待測電阻Rx的阻值約為 25k，直流電源電動勢為2

14、0V，經(jīng)粗略計(jì)算電路中最大的電流 E20V 800 A，所以電流表選擇B；雖然電壓表C 的量程不足，但是相比起來電 3R2510 壓表 D 的量程超過太多，讀數(shù)偏小，所以電壓表選擇C 表。 （2）根據(jù)本題解析的第、兩條原則可知電路圖的問題為：電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方法；滑動 變阻器應(yīng)采用分壓器方式的接法 。 10 （16 分）如圖所示，圓管構(gòu)成的半圓形豎直軌道固定在水平地面上，軌道半徑為 R，MN 為直徑且與水 平面垂直，直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球A 以某一初速度沖 進(jìn)軌道， 到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn) M 時與靜止于該處的質(zhì)量與 A 相同的小球 B 發(fā)生碰撞，碰后兩球粘在一起飛出軌道， 落地點(diǎn)距 N 為

15、2R。重力加速度為g，忽略圓管內(nèi)徑，空氣 阻力及各處摩擦均不計(jì)，求： （1）粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時間t； （2）小球 A 沖進(jìn)軌道時速度 v 的大小。 約為I max 答案：答案： （1）2 R g （2）2 2gR 解析：解析： （1）粘合后的兩球飛出軌道后做平拋運(yùn)動，豎直方向分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動，有 1 2R gt2 2 解得 t 2 R g （2）設(shè)球 A 的質(zhì)量為 m，碰撞前速度大小為 v1，把球 A 沖進(jìn)軌道最低點(diǎn)時的重力勢能定為 0，由機(jī)械能 守恒定律知 1 2 1 2mv mv 1 2mgR 22 設(shè)碰撞后粘合在一起的兩球速度大小為v2，由動量守恒定律知mv 1 2mv

16、 2 飛出軌道后做平拋運(yùn)動，水平方向分運(yùn)動為勻速直線運(yùn)動，有2R v 2t 綜合式得v2 2 2gR 11 （18 分）如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ 間距為 l=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu) 成的平面均與水平面成 30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd 分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始 終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為 0.02kg，電阻均為 R=0.1，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上 的勻強(qiáng)磁場中， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=0.2T，棒 ab 在平行于導(dǎo)軌向上的力F 作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動， 而棒 cd 恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問： （1）通過 cd 棒的電

17、流 I 是多少，方向如何？ （2）棒 ab 受到的力 F 多大？ （3）棒 cd 每產(chǎn)生 Q=0.1J 的熱量，力 F 做的功 W 是多少？ 答案：答案： （1）1A方向由 d 到 c（2）0.2N（3）0.4J 解析：解析： （1）棒 cd 受到的安培力F cd IlB 棒 cd 在共點(diǎn)力作用下平衡，則F cd mgsin30o 由式代入數(shù)據(jù)解得 I=1A，方向由右手定則可知由d 到 c。 （2）棒 ab 與棒 cd 受到的安培力大小相等 Fab=Fcd 對棒 ab 由共點(diǎn)力平衡有F mgsin30o IlB 代入數(shù)據(jù)解得 F=0.2N （3）設(shè)在時間 t 內(nèi)棒 cd 產(chǎn)生 Q=0.1J 熱

18、量，由焦耳定律可知Q I2Rt 設(shè) ab 棒勻速運(yùn)動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=Blv 由閉合電路歐姆定律知I E 2R 由運(yùn)動學(xué)公式知，在時間t 內(nèi)，棒 ab 沿導(dǎo)軌的位移 x=vt 力 F 做的功 W=Fx 綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得 W=0.4J 12 （20 分）回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 （1）當(dāng)今醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備PET/CT 堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射電子的 同位素碳 11 為示蹤原子， 碳 11 是由小型回旋 加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14 獲得，同時 還產(chǎn)生另一粒子

19、，試寫出核反應(yīng)方程。若碳 11 的半衰期 為 20min，經(jīng) 2.0h 剩余碳 11 的 質(zhì)量占原來的百分之幾？（結(jié)果取 2 位有效 數(shù)字） （2）回旋加速器的原理如圖，D1和 D2是兩個中空 的半徑為 R 的半圓金屬盒，它們接在電壓一 定、頻率為 f 的交流電源上，位于 D1圓心處 的質(zhì)子源 A 能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可以忽 略， 重力不計(jì)） ， 它們在兩盒之間被電場加速， D1、D2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的 勻強(qiáng)磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時 的平均功率為 P，求輸出時質(zhì)子束的等效電流I 與 P、B、R、f 的關(guān)系式（忽略質(zhì)子在電場中運(yùn)動的 時間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速） （

20、3）試推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動時，隨軌道半徑r 的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差 r 是增大、減小還是不變？ 答案：答案： （1）1.6%（2）I P （3）見解析 BR2f 1411 解析：解析： （1）核反應(yīng)方程為14 7 N 1 H 6 C+ 2He 設(shè)碳 11 原有質(zhì)量為 m0，經(jīng)過 t=2.0h 剩余的質(zhì)量為 mt，根據(jù)半衰期定義，有： m t 1 120 1.6% m 0 22 （2）設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為 m，電荷量為 q，質(zhì)子離開加速器時速度大小為v，由牛頓第二定律知： t120 v2 qvB m R 質(zhì)子運(yùn)動的回旋周期為：T 2R2m vqB 由回旋加速器工作原理可知，交變電

21、源的頻率與質(zhì)子回旋頻率相同，由周期T 與頻率 f 的關(guān)系可得： f 1 T 設(shè)在 t 時間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子數(shù)為N，則質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率 1 N mv2 2 P t 輸出時質(zhì)子束的等效電流為：I 由上述各式得I Nq t P BR2f 若以單個質(zhì)子為研究對象解答過程正確的同樣給分 （3）方法一： 設(shè) k（kN*）為同一盒子中質(zhì)子運(yùn)動軌道半徑的序數(shù)，相鄰的軌道半徑分別為rk，rk+1（rkrk+1） ， r k r k1 r k ，在相應(yīng)軌道上質(zhì)子對應(yīng)的速度大小分別為vk，vk+1，D1、D2之間的電壓為 U，由動能 定理知2qU 1 2 1 2mv k1 mv k 22 mv k q2B2 2 由洛倫茲力充當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動的向心力，知r k ，則2qU (r k1 r k 2) qB2m 整理得r k 4mU qB2(r k1 r k ) 4mUC ，由上式得r k qB2r k r k1