高考物理真题Word版——天津卷试题答案解析 11页

‎2013年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）‎ 物理试题 物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分。‎ 第Ⅰ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．(2013天津理综，1)下列说法正确的是(　　)‎ A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流 C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 ‎2．(2013天津理综，2)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 ‎000 m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则(　　)‎ A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功 ‎3．(2013天津理综，3)如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　)‎ A．Q1＞Q2，q1＝q2‎ B．Q1＞Q2，q1＞q2‎ C．Q1＝Q2，q1＝q2‎ D．Q1＝Q2，q1＞q2‎ ‎4．(2013天津理综，4)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则(　　)‎ A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd C．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd ‎5．(2013天津理综，5)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是(　　)‎ A．FN保持不变，FT不断增大 B．FN不断增大，FT不断减小 C．FN保持不变，FT先增大后减小 D．FN不断增大，FT先减小后增大 二、不定项选择题(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，选错或不答的得0分)‎ ‎6．(2013天津理综，6)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则(　　)‎ A．q由A点向O点的运动是匀加速直线运动 B．q由A点向O点运动的过程电势能逐渐减小 C．q运动到O点时的动能最大 D．q运动到O点时电势能为零 ‎7．(2013天津理综，7)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距‎9 m的a、b两质点的振动图象如下图所示，下列描述该波的图象可能正确的是(　　)‎ ‎8．(2013天津理综，8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则(　　)‎ A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 D．β＜θ＜时，光屏上只有1个光斑 第Ⅱ卷 ‎9．(2013天津理综，9)(18分)‎ ‎(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a＝________，线速度v＝________。‎ ‎(2)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。‎ ‎①下列做法正确的是________(填字母代号)。‎ A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 ‎②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)‎ ‎③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(选填“大于”“小于”或“等于”)‎ ‎(3)要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作。已选用的器材有：‎ 电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；‎ 电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；‎ 电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；‎ 电键一个、导线若干。‎ ‎①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)。‎ A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流‎1 A)‎ B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流‎0.3 A)‎ ‎②实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)。‎ ‎③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________ W。‎ ‎10．(2013天津理综，10)(16分)质量为m＝‎4 kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F＝10 N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x＝‎20 m，物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，g取‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)物块在力F作用过程发生位移x1的大小；‎ ‎(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t。‎ ‎11．(2013天津理综，11)(18分)一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：‎ ‎(1)M、N间电场强度E的大小；‎ ‎(2)圆筒的半径R；‎ ‎(3)保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移d，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放，粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。‎ ‎12．(2013天津理综，12)(20分)超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。‎ ‎(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。‎ ‎(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于I的电流变化，其中I≪I，当电流的变化小于I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。‎ ‎(3)若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。‎ 答案解析 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．答案：C 解析：原子核发生衰变时遵循电荷数守恒、质量数守恒的规律，选项A错误；γ射线是不带电的高速光子流，选项B错误；由氢原子跃迁规则可知，原子向基态跃迁时只能辐射出特定频率的光子，选项C正确；光电子的最大初动能与入射光的频率及金属的种类有关，与入射光的强度无关，选项D错误。‎ ‎2．答案：B 解析：甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，方向相反，选项A错误；甲、乙组成的系统动量守恒，动量变化量等大反向，选项B正确；甲、乙相互作用时，虽然她们之间的相互作用力始终大小相等，方向相反，但相互作用过程中，她们的对地位移不一定相同，所以甲的动能增加量不一定等于乙的动能减少量，那么甲对乙做的功就不一定等于乙对甲做的功，选项C、D错误。‎ ‎3．答案：A 解析：设线框ab、bc的长度分别为L1、L2，线框的电阻为R，线框进入磁场过程中，产生的感应电动势分别为E1＝BL1v，E2＝BL2v，产生的热量、，故Q1＞Q2；通过线框横截面的电荷量q＝It＝t＝＝，故q1＝q2，选项A正确。‎ ‎4．答案：B 解析：根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知，Iab＞Icd，所以ab接MN、cd接PQ，选项B正确。‎ ‎5．答案：D 解析：以小球为研究对象，受力分析如图所示，在变化过程中，表示支持力FN的线段长度增大，即支持力FN增大，表示拉力FT的线段长度先减小后增大，即拉力FT先减小后增大，选项D正确。‎ 二、不定项选择题(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，选错或不答的得0分)‎ ‎6.答案：BC 解析：中垂线MN上各点的电场强度方向沿中垂线背离O点，从O点到无穷远处，电场强度先变大后变小。负电荷q从A点释放后，向O点做加速运动，但加速度时刻变化，选项A错误；从A到O，电场力一直做正功，电势能逐渐减小，选项B正确；到O点时速度最大，动能最大，选项C正确；因无穷远处电势为零，因此q在O点时的电势能小于零，选项D错误。‎ ‎7．答案：AC 解析：若该波传播方向为a到b，则ab间的距离x＝nλ＋λ，n＝0,1,2,3…，则，n＝0,1,2,3…当n分别取0,1,2时，波长分别为‎12 m、m、m，可知选项C正确；若该波传播方向为b到a，则ab间的距离x＝nλ＋λ，n＝0,1,2,3…，，当n分别取0,1,2时，波长分别为‎36 m、m、‎4 m，可知选项A正确。‎ ‎8．答案：AD 解析：根据题意可知，A光先发生全反射，所以玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率大，选项A正确；A光的频率也大于B光的频率，由可知，A光在玻璃砖中的传播速度比B光的小，选项B错误；当α＜θ＜β时，B光折射后在N点下方形成一个亮斑，A光发生全反射，与B光的一部分反射光射出玻璃砖后在N点上方形成一个亮斑，选项C错误；当β＜θ＜时，A、B两束光发生全反射，射出玻璃砖后在N点上方形成一个亮斑，选项D正确。‎ 第Ⅱ卷 ‎9．答案：(1)　　(2)①AD　②远小于　③小于　大于　(3)①A　②B　③0.1‎ 解析：(1)根据牛顿第二定律有：，解得；，解得。‎ ‎(2)①实验时，要保证牵引木块的细线与长木板平行，即使拉力方向与长木板平行，选项A正确；平衡摩擦力时，让木块的重力沿斜面的分力与摩擦力平衡。不能悬挂砝码桶，选项B错误；实验时，应先接通打点计时器电源，再释放木块，选项C错误；整个实验过程只需平衡一次摩擦力即可，选项D正确。‎ ‎②当砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块及木块上砝码的总质量时，才能近似认为木块运动时受的拉力等于砝码桶及桶内砝码总重力。‎ ‎③根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，即a＝－μg＋·F，图线的斜率表示质量倒数，所以m甲＜m乙，图线在纵轴的截距表示－μg，有μ甲＞μ乙。‎ ‎(3)①由R＝＝15 Ω知小灯泡的电阻为15 Ω，为调节方便，应选最大阻值为20 Ω的滑动变阻器，即选A。‎ ‎②因实验要求灯泡两端电压从零逐渐增大，所以应采用分压电路，又灯泡电阻远小于电压表内阻，所以电流表应采用外接法，选项B正确。‎ ‎③将灯泡接到电源上时，作出电源的I－U图象如图所示，读得两图线的交点坐标U＝1.0 V、I＝‎0.1 A，即为此时灯泡两端的电压及通过灯泡的电流，则小灯泡消耗的功率P＝UI＝1.0 V×‎0.1 A＝0.1 W。‎ ‎10．答案：(1)‎16 m　(2)2 s 解析：(1)设物块受到的滑动摩擦力为F1，则 F1＝μmg①‎ 根据动能定理，对物块由A点到B点整个过程，有 Fx1－F1x＝0②‎ 代入数据，解得 x1＝‎16 m③‎ ‎(2)设刚撤去力F时物块的速度为v，此后物块的加速度为a，滑动的位移为x2，则 x2＝x－x1④‎ 由牛顿第二定律得 ‎⑤‎ 由匀变速直线运动公式得 v2＝2ax2⑥‎ 以物块运动的方向为正方向，由动量定理，得 ‎－F1t＝0－mv⑦‎ 代入数据，解得 t＝2 s⑧‎ ‎11．答案：(1)　(2)　(3)3‎ 解析：(1)设两板间的电压为U，由动能定理得 qU＝mv2①‎ 由匀强电场中电势差与电场强度的关系得 U＝Ed②‎ 联立上式可得 ‎③‎ ‎(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，运用几何关系做出圆心为O′，圆半径为r。设第一次碰撞点为A，由于粒子与圆筒发生两次碰撞又从S孔射出，因此，SA弧所对的圆心角∠AO′S等于。‎ 由几何关系得 ‎④‎ 粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律，得 ‎⑤‎ 联立④⑤式得 ‎⑥‎ ‎(3)保持M、N间电场强度E不变，M板向上平移d后，设板间电压为U′，则 ‎⑦‎ 设粒子进入S孔时的速度为v′，由①式看出 综合⑦式可得 v′＝v⑧‎ 设粒子做圆周运动的半径为r′，则 ‎⑨‎ 设粒子从S到第一次与圆筒碰撞期间的轨迹所对圆心角为θ，比较⑥⑨两式得到r′＝R，可见 ‎⑩‎ 粒子须经过四个这样的圆弧才能从S孔射出，故 n＝3⑪‎ ‎12．答案：(1)沿逆时针方向　理由见解析 ‎(2)‎ ‎(3)见解析 解析：(1)逆时针方向。‎ 撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁场方向相同，即向上。由右手螺旋定则可知，环中电流的方向是沿逆时针方向。‎ ‎(2)设圆环周长为l、电阻为R，由电阻定律得 ‎①‎ 设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为E，由焦耳定律得 E＝I2Rt②‎ 设环中单位体积内定向移动电子数为n，则 I＝nevS③‎ 式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化。电流变化大小取I时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为v，则 I＝neSv④‎ 设环中定向移动电子减少的动能总和为Ek，则 Ek＝nlS[mv2－m(v－v)2]⑤‎ 由于I≪I，可得 Ek＝⑥‎ 根据能量守恒定律，得 E＝Ek⑦‎ 联立上述各式，得 ‎⑧‎ ‎(3)由看出，在题设条件限制下，适当增大超导电流，可以使实验获得ρ的准确程度更高，通过增大穿过该环的磁通量变化率可实现增大超导电流。‎