高考天津理綜物理試題解析

1、2011年高考天津理綜物理試題解析廣西合浦廉州中學(xué)秦付平一、單項選擇題（每小題6分，共30分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的。）1下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是a光電效應(yīng)實驗 b倫琴射線的發(fā)現(xiàn) c粒子散射實驗 d氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)【精講精析】物理學(xué)史、常識考查題，簡單題，其中光電效應(yīng)實驗說明光具有粒子性，a選項錯誤；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選項錯誤；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選項錯誤；所以選擇c?！敬鸢浮縞2如圖所

2、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動，運動過程中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【精講精析】考查牛頓運動定律處理連接體問題的基本方法，簡單題。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，a=g，b與a具有共同的運動狀態(tài)，取b為研究對象，由牛頓第二定律有：，物體b做速度方向向右的勻減速運動，故而加速度方向向左?！敬鸢浮浚篴3質(zhì)點做直線運動的位移x與時間t的關(guān)系為x = 5t + t2 （各物理量均采用國際單

3、位制單位），則該質(zhì)點a第1s內(nèi)的位移是5m b前2s內(nèi)的平均速度是6m/sc任意相鄰1s內(nèi)的位移差都是1m d任意1s內(nèi)的速度增量都是2m/s【精講精析】勻變速直線運動的考查，簡單題。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內(nèi)的平均速度為，b錯；由題給解析式可以求得加速度為a=2m/s2，c錯；由加速的定義可知d選項正確【答案】d4在勻強磁場中，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311vd線框產(chǎn)生的交

4、變電動勢的頻率為100hz【精講精析】交變電流知識的考查。由圖2可知，該交變電動勢瞬時值的表達(dá)式為。當(dāng)t=0.005s時，瞬時值e=311v，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/，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。【答案】b5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，板間場強為e1?，F(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?q，板間距變?yōu)?，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為u2，板間場強為e2，下列說法正確的是

5、au2 = u1，e2 = e1 bu2 = 2u1，e2 = 4e1cu2 = u1，e2 = 2e1 du2 = 2u1，e2 = 2e1【精講精析】考查平行板電容器的相關(guān)知識。，當(dāng)電荷量變?yōu)?q時，c選項正確。【答案】c二、不定項選擇題（每小題6分，共18分。每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正確的。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，選錯或不答的得0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，若，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

6、一種均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光【精講精析】考查光的綜合應(yīng)用。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，可知甲光的波長大于乙光，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。【答案】bd7位于坐標(biāo)原點處的波源a沿y軸做簡諧運動，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是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個質(zhì)點，則a波源a開始振動時的運動方向沿y軸負(fù)方向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【精講精析】由a剛好完成一次全振動時的圖線可

7、知波源a的起振方向沿y軸負(fù)方向，a選項正確；經(jīng)過周期之后質(zhì)點a將向負(fù)向最大位移運動，回復(fù)力做負(fù)功，b正確；質(zhì)點不隨波遷移，c選項錯誤；由簡諧運動的對稱性可知回復(fù)力在一個周期內(nèi)的沖量為零，d選項正確?！敬鸢浮縜bd8 質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。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 b角速度 c運行周期 d向心加速度【精講精析】萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，代入相關(guān)公式即可?！敬鸢浮縜c9（18分）（1）某同學(xué)用測力計研究在豎直方向運行的電梯運動狀態(tài)。他在地面上用測力計測量

8、砝碼的重力，示數(shù)為g。他在電梯中用測力計仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)小于g，由此判斷此時電梯的運動狀態(tài)可能是減速上升或加速下降。【精講精析】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1.706mm【精講精析】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)1.704-1.708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線所示，使大頭針p1、p2與圓心o在同一直線上，該直線垂

9、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。此時只需測量出玻璃磚直徑邊繞o點轉(zhuǎn)過的角度，即可計算出玻璃磚的折射率。請用你的測量量表示出折射率?！揪v精析】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。（4）某同學(xué)測量阻值約為25k的電阻rx，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

10、 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 b ，電壓表應(yīng)選 c 。（填字母代號）該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實驗順利進(jìn)行，并使測量誤差盡量減小，實驗前請你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問題：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 ?！揪v精析】：電學(xué)實驗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

11、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)與之間的關(guān)系來判斷，當(dāng)時，采用電流表的外接法，反之選擇電流表內(nèi)接法。（1）本題中，待測電阻rx的阻值約為25k，直流電源電動勢為20v，經(jīng)粗略計算電路中最大的電流約為，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

12、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，落地點距n為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，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?！揪v精析】（1）粘合后的兩球飛出軌道后做平拋運動，豎直方向分運動為自由落體運動，有：。解得 （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)軌道最低點時的重力勢能定為0，由機械能守恒定律知：，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 ，飛出軌道后

13、做平拋運動，水平方向分運動為勻速直線運動，有 綜合式得 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，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)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為b=0.2t，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力f作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問：（1）通過cd棒的電流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

14、f做的功w是多少？【精講精析】（1）棒cd受到的安培力 ，棒cd在共點力作用下平衡，則 ，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由共點力平衡有 。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熱量，由焦耳定律可知 ，設(shè)ab棒勻速運動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 e=blv，由閉合電路歐姆定律知 ，由運動學(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=0.4j12（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)

15、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，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），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)強度為b的勻強

16、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)子在電場中運動的時間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速）（3）試推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差是增大、減小還是不變？【精講精析】（1）核反應(yīng)方程為，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：（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：，質(zhì)子運動的回旋周期為：，由回旋加速器工作原理可知，交變電源的頻率與質(zhì)子回旋頻率相同，由周期t與頻率f的關(guān)系可得：。設(shè)在t時間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子

17、數(shù)為n，則質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率輸出時質(zhì)子束的等效電流為：。由上述各式得（3）方法一：設(shè)k（kn*）為同一盒子中質(zhì)子運動軌道半徑的序數(shù)，相鄰的軌道半徑分別為rk，rk+1（rkrk+1），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，由洛倫茲力充當(dāng)質(zhì)子做圓周運動的向心力，知，則：。整理得 。因u、q、m、b均為定值，令，由上式得，相鄰軌道半徑rk+1，rk+2之差。同理 ，因為rk+2 rk，比較，得。說明隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差減小方法二：設(shè)k（kn*）為同一盒子中質(zhì)子運動軌道半徑的序數(shù)，相鄰的軌道半徑分別為rk，rk+1（rkrk+