天津天津高考理科綜合物理答案與解析

2014年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷）理科綜合物理部分試題詳解第Ⅰ卷一、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．質(zhì)點做直線運動的速度—時間圖象如圖所示，該質(zhì)點（ ）A．在第1秒末速度方向發(fā)生了改變B．在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變C．在前2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零D．第3秒末和第5秒末的位置相同【解析】根據(jù)v-t圖像，第1秒末速度方向沒變，加速度方向改變，A錯。第2秒末加速度方向沒變，速度方向改變，B錯。前2秒內(nèi)位移為圖像圍成三角形面積2m，C錯。第3秒末的位移與第5秒的位移同為1m，D正確?！敬鸢浮緿2．如圖所示，電路中均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器的極板水平放置．閉合電鍵，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動．如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是（ ）A．增大的阻值 B．增大的阻值C．增大兩板間的距離 D．斷開電鍵【解析】如果油滴不動，則平行板電容器中電場強度不能變。增大阻值，因為電源內(nèi)阻不能忽略，所以分壓增大，電容器電壓增大，電場變強，A錯。增大阻值，因為電容器是斷路，所以不影響電容器兩端電壓，電場不變，B對。增大兩板間距離，因為電容器兩端電壓不變，根據(jù)，電場變小，C錯。斷開電鍵則電容器中間電場變?yōu)?，D錯。【答案】B3．研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時．假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比（ ）A．距地面的高度變大 B．向心加速度變大C．線速度變大 D．角速度變大【解析】3億年前地球自轉(zhuǎn)周期22小時，現(xiàn)在為24小時，趨勢為變大，所以未來同步衛(wèi)星與現(xiàn)在相比周期變大，而萬有引力不變。由萬有引力提供向心力，可知，軌道半徑變大，則衛(wèi)星距地面高度變大，A正確。軌道半徑變大，向心力變小，向心加速度變小，B錯。同時，線速度和角速度都減小，C和D錯?！敬鸢浮緼4．如圖所示，平行金屬板水平正對放置，分別帶等量異號電荷．一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共作用下運動，軌跡如圖中虛線所示，那么（ ）A．若微粒帶正電荷，則板一定帶正電荷B．微粒從點運動到點電勢能一定增加C．微粒從點運動到點動能一定增加D．微粒從點運動到點機械能一定增加【解析】如題圖，帶電粒子所受電場力為豎直方向，又因為運動軌跡向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子所受合外力方向向下。重力方向豎直向下，故電場力方向可能向下，也可能向上但是小于重力。若微粒帶正電，則電場方向可能向上也可能向下，A板帶正電和負電均有可能，A錯。若微粒所受電場力向下，從M點到N點電場力做正功，電勢能減小，B錯。若所受電場力向上，從M點到N點電場力做負功，微粒機械能減少，D錯。微粒所受合力向下，從M點到N點合力做正功，根據(jù)動能定理，動能一定增加，C正確?！敬鸢浮緾5．平衡位置處于坐標原點的波源在軸上振動，產(chǎn)生頻率為50的簡諧橫波向正、負兩個方向傳播，波速均為100．平衡位置在軸上的兩個質(zhì)點【解析】（1）小球平拋落到A點，則水平方向運動時間為，豎直方向為自由落體，下落高度為，此時圓盤恰好轉(zhuǎn)過n圈（），角速度為【答案】，（2）某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力與小車動能變化的關(guān)系．此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的實驗裝置如圖所示．①若要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些_____________________________________________．②實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個_________（填字母代號）．A．避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B．可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動D．可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力③平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法：

___________________________．④他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的______________（填字母代號）．A．在接通電源的同時釋放了小車B．小車釋放時離打點計時器太近C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D．鉤碼做勻速運動，鉤碼重力大于細繩拉力【解析】①本實驗要測量鉤碼重力當拉力，測量小車的質(zhì)量，所以需要天平，另外紙帶長度測量需要刻度尺； ②當繩子拉力平行木板并平衡摩擦后，可以讓拉力提供小車的加速度，所以選擇D ③要減小小車的加速度，再拉力一定的情況下，根據(jù)牛頓第二定律，可以增加車的質(zhì)量。 ④鉤碼重力做功轉(zhuǎn)化為鉤碼動能，小車動能，在沒有完全平衡摩擦的情況下，還會增加摩擦生熱。所以當重力做功大于小車動能增量時，可能是因為摩擦，也能是因為沒有滿足鉤碼重力遠小于車這個條件。所以選CD【答案】①刻度尺、天平（包括砝碼），②D，③可在小車上加適量的砝碼（或鉤碼），④CD（3）現(xiàn)要測量一個未知電阻的阻值，除外可用的器材有：多用電表（僅可使用歐姆擋）；一個電池組（電動勢）；一個滑動變阻器（額定電流）；兩個相同的電流表（內(nèi)阻滿偏電流）；兩個標準電阻（）；一個電鍵、導線若干．①為了設(shè)計電路，先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻，采用“”擋，調(diào)零后測量該電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)非常大，最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來，下列判斷的做法正確的是______________（填字母代號）．A．這個電阻很小，估計只有幾歐姆B．這個電阻很大，估計有幾千歐姆C．如需進一步測量可換“”擋，調(diào)零后測量D．如需進一步測量可換“”擋，調(diào)零后測量②根據(jù)粗測的判斷，設(shè)計一個測量電路，要求測盡量準確并使電路能耗較小，畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁．【解析】根據(jù)條件知電阻應該比較小，所以換為“”擋,選AC，根據(jù)條件，可以把電流表串聯(lián)R1當電壓表用，把電流表并聯(lián)R2當電流表用，這樣實驗電路等效為一個伏安法測電阻，為了減少功耗，應該用限流電路。【答案】①AC ② 10．（16分）如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車，質(zhì)量，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計．可視為質(zhì)點的物塊置于的最右端，的質(zhì)量．現(xiàn)對施加一個水平向右的恒力，運動一段時間后，小車左端固定的擋板發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后、粘合在一起，共同在的作用下繼續(xù)運動，碰撞后經(jīng)時間，二者的速度達到．求（1）開始運動時加速度的大小；（2）、碰撞后瞬間的共同速度的大?。唬?）的上表面長度．【解析】⑴以為研究對象，由牛頓第二定律有 ①代入數(shù)據(jù)解得 ②⑵對碰撞后共同運動的過程，由動量定理得 ③代入數(shù)據(jù)解得 ④⑶設(shè)發(fā)生碰撞前，的速度為，對發(fā)生碰撞的過程，由動量守恒定律有 ⑤從開始運動到與發(fā)生碰撞前，由動能定理有 ⑥由④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)解得 ⑦ 【答案】（1）2.5m/s2 (2)1m/s (3)0.45m11．（18分）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角的斜面上，導軌電阻不計，間距．導軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為，Ⅰ中的勻強磁場方向垂直斜面向下，Ⅱ中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為．在區(qū)域Ⅰ中，將質(zhì)量，電阻的金屬條放在導軌上，剛好不下滑．然后，在區(qū)域Ⅱ中將質(zhì)量，電阻的光滑導體棒置于導軌上，由靜止開始下滑．在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中，、始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，?。畣枺?）下滑的過程中，中的電流方向；（2）剛要向上滑動時，的速度多大；（3）從開始下滑到剛要向上滑動的過程中，滑動的距離，此過程中上產(chǎn)生的熱量是多少． 【解析】⑴由流向。⑵開始放置剛好不下滑時，所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其為，有 ①設(shè)剛好要上滑時，棒的感應電動勢為，由法拉第電磁感應定律有 ②設(shè)電路中的感應電流為，由閉合電路歐姆定律有 ③設(shè)所受安培圖為，有 ④此時受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有 ⑤綜合①②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)解得 ⑥⑶設(shè)棒的運動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為，由能量守恒有 ⑦又 ⑧解得 ⑨【答案】（1）由流向 ⑵5m/s （3）1.3J12．(20分)同步加速器在粒子物理研究中有重要的應用，其基本原理簡化為如圖所示的模型．、為兩塊中心開有小孔的平行金屬板．質(zhì)量為、電荷量為的粒子（不計重力）從板小孔飄入板間，初速度可視為零．每當進入板間，兩板的電勢差變?yōu)?，粒子得到加速，當離開板時，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱悖畠砂逋獠看嬖诖怪奔埫嫦蚶锏膭驈姶艌觯诖艌鲎饔孟伦霭霃綖榈膱A周運動，遠大于板間距離．經(jīng)電場多次加速，動能不斷增大，為使保持不變，磁場必須相應的地化．不計粒子加速時間及其做圓周運動產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應．求（1）運動第1周時磁場的磁感應強度的大小；（2）在運動第周的時間內(nèi)電場力做功的平均功率；（3）若有一個質(zhì)量也為、電荷量為（為大于1的整數(shù)）的粒子（不計重力）與同時從板小孔飄入板間，、初速度均可視為零，不計兩者間的相互作用，除此之外，其他條件均不變．下圖中虛線、實線分別表示、的運動軌跡．在的軌跡半徑遠大于板間距離的前提下，請指出哪個圖能定性地反映、的運動軌跡，并經(jīng)推導說明理由．【解析】⑴設(shè)經(jīng)電場第1次加速后速度為，由動能定理得 ①在磁場中做勻速圓周運動，所受洛倫茲力充當向心力 ②由①②得 ③⑵設(shè)經(jīng)次加速后的速度為，由動能定理得 ④設(shè)做第次圓周運動的周期為，有 ⑤設(shè)在運動第周的時間內(nèi)電場力做功為，則 ⑥在該段時間內(nèi)電場力做功的平均功率為 ⑦由④⑤⑥⑦解得