高考天津卷理综物理试题解析 25页

‎2015年高考（天津卷）理综物理试题解析 江苏省特级教师 戴儒京解析 物理试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，第I卷1至3页，第II卷4至7页，共120分 答卷前，考生务必将自己的姓名 ，准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码，答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上无效，考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 第I卷 注意事项：1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮搽干净后，再选涂其他答案标号，‎ ‎2、本卷共8题，每题6分，共48分 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、物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是 A、天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B、电子的发现使人认识到原子具有核式结构 C、粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D、密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 ‎【解析】电子的发现使人认识到原子具有内部结构；粒子散射实验的重要发现使人认识到原子具有核式结构；密立根油滴实验测出电子电量。‎ ‎【答案】A ‎【点评】本题考查原子和原子核的物理学史知识，难度：容易 ‎2、中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光 A、在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光 B、以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C、分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能 D、以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光 ‎【解析】从图中可以看出，a光的折射率n大，所以，A，根据在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，A错误；B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量大，B错误；C. 因为a光的折射率n大，所以a光的频率大，分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能，C正确；D.根据，所以a光的临界角小，以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是b光，D错误。‎ ‎【答案】C ‎【点评】本题考查几何光学的全面知识。难度：中等 ‎3、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是 A、该波沿+x方向传播，波速为‎1m/s B、质点a经过4s振动的路程为‎4m C、此时刻质点a的速度沿+y方向。‎ D、质点a在t=2s时速度为零 ‎【解析】逐项判断：‎ A． 由图甲，波长，由图乙，周期，所以。由图乙，时，点向上运动，回到甲图可判断，波沿方向传播，所以A错误；‎ B． ‎，的路程为， B错误；‎ C． 从甲图，根据“上坡下行”的方法判断，此时刻质点a的速度沿-y方向，C错误；‎ D． t=2s，质点a在最低点我在，时速度为零，D正确 ‎【答案】D ‎【点评】本题考查波速，波从传播方向与质点振动方向的关系，质点振动图象与波的图象等知识，难度：中等。‎ ‎4、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达到目的，下列说法正确的是 A、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 ‎【解析】根据，A错误B正确，与无关。‎ ‎【答案】B ‎【点评】本题考查圆周运动。难度：容易 ‎5、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为‎2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中 A、圆环的机械能守恒 B、弹簧弹性势能变化了 C、圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D、圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 ‎【解析】逐项判断：‎ A． 圆环初、末状态动能为0，势能减小，所以，机械能不守恒，A错误；‎ B． 圆环的重力势能减小，所以，弹簧的弹性势能增加，B正确；‎ C． 圆环下滑到最大距离时，受重力和弹力，不在同一直线，所以所受合力不为零，C错误；‎ D． 圆环重力势能与弹簧弹性势能及圆环动能三者之和保持不变，所以，D错误。‎ ‎【答案】B ‎【点评】本题考查功能关系，难度：中等。‎ 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，全部选对得6分，选对但选不全的得3分，选错或者不答的得0分）‎ ‎6、如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则 A、保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B、保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C、保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D、保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 ‎【解析】分2组讨论。对A、B，保持Q的位置不动，次级电压U2不变，根据，将P向上滑动时，变大，所以功率变小，又，所以电流表读数变小，A错误B正确；对 CD，保持P的位置不动，不变，将Q向上滑动时，次级电压U2变大，根据，功率变大，又，所以电流表读数变大，C正确D错误。‎ ‎【答案】BC ‎【点评】本题考查变压器原理和功率公式，难度：容易 ‎7、如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场,之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么 A、偏转电场对三种粒子做功一样多 B、三种粒子打到屏上时速度一样大 C、三种粒子运动到屏上所用时间相同 D、三种粒子一定打到屏上的同一位置，‎ ‎【解析】三种粒子的相等，不等，‎ 在加速电场，根据，得，（设为加速电场的两板间距离），在偏转电场，与无关，，所以偏转电场对三种粒子做功一样多,A正确；‎ 在偏转电场，，，与有关，所以B错误；‎ 在加速电场的时间，在偏转电场的时间，离开电场后的时间(L’是电场右端到屏的距离)，三者都与有关，所以C错误；‎ 三种粒子在偏转电场偏转的距离相等，并且偏转角也相等，因为，约去了，所以，与无关，所以三种粒子一定打到屏上的同一位置，D正确。‎ ‎【答案】AD ‎【点评】本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转，比较复杂。难度：较难。‎ ‎8、、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示、周围的a与的反比关系，它们左端点横坐标相同，则 A、的平均密度比的大 B、的第一宇宙速度比的小 C、的向心加速度比的大 D、的公转周期比的大 ‎【解析】根据，及，得密度(为P的半径即它们左端点横坐标，相同)，因为，所以的平均密度比的大，A正确；‎ 根据，得，而，所以，所以，的第一宇宙速度比的大，B错误；‎ 图象中的加速度就是向心加速度，所以的向心加速度比的大，C正确；‎ 根据，因为的向心加速度比的大，所以的公转周期比的小，D错误。‎ ‎【答案】AC ‎【点评】本题考查天体运动和图象，难度：比较难。‎ 第II卷 注意事项：1、用黑色黑水的钢笔或者签字笔将答案写在答题卡上 ‎2、本卷共4题，共72分 ‎9、（18分）（1）如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3:1,A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生第二次碰撞，AB 两球的质量之比为__________，A、B碰撞前、后两球总动能之比为_______________‎ ‎【解析】（1）设向左为正方向，动量守恒 又，且，解得 A、B碰撞前、后两球总动能之比为 ‎【答案】（1）4:1 9:5 ‎ ‎【点评】本题考查动量守恒定律和碰撞及动能。要注意速度的方向，用正负号表示方向。难度：容易 ‎（2）某同学利用单摆测量重力加速度 ‎①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是__________‎ A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 ‎②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期 ‎；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离，用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=____________‎ ‎ 【解析】(2)，，两式平方后解得。‎ ‎【答案】（2）①BC ②‎ ‎【点评】本题考查“用单摆测重力加速度”实验步骤和原理，难度：容易。‎ ‎（3）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻约为1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用；‎ A电流表：量程‎0.6A，内电阻约为1Ω B电流表：量程‎3A，内电阻约为0.2Ω C电压表：量程3V，内电阻约为30kΩ D电压表：量程6V，内电阻约为60kΩ E滑动变阻器：0-1000Ω，额定电流‎0.5A F滑动变阻器：0-20Ω，额定电流‎2A ‎①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______,电压表选用_______，滑动变阻器选用_______（均填仪器的字母代号）‎ ‎②右图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连（均填仪器上接线柱的字母代号）‎ ‎③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标 ‎【解析】①器材选择：电压表易选，因为电源电动势约为4.5V，所以电压表选D（量程6V）；因为电池内电阻约为1Ω，所以滑动变阻器选F（0-20Ω），电路电流约为，所以电流表选A（量程0.6A）。这只是初步判断，关于器材选择，要有专门文章阐述。‎ ‎②实物电路的连接，最好先画电路原理图，再根据电路图画实物图。‎ ‎ ‎ ③根据全电路欧姆定律，得，所以纵坐标是，横坐标是。或者，或者。‎ ‎【答案】 （3）① A D F ②ad cg fh ‎③ R ‎【点评】本题考查“用伏安法测电源电动势和内阻”实验中器材的选择，实物电路的连接和作图以及伏阻法测电源电动势和内阻的作图原理。难度：中等。‎ ‎10、（16分）某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动，现将一质量为的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦力因数，设皮带足够长，取，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求 ‎（1）邮件滑动的时间t ‎（2）邮件对地的位移大小x ‎（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W ‎【答案】10.（16分）‎ ‎（1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则 ‎ Fm=μmg ①‎ ‎ 取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有 ‎ Ft=mv-0 ②‎ ‎ 由①②式并代入数据得 ‎ t=0.2s ③‎ 或 ‎ （2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有 ‎ Fx=mv2-0 ④‎ ‎ 由①④式并代入数据得 ‎ x=0.1m ⑤‎ ‎ （3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则 ‎ s=vt ⑥‎ ‎ 摩擦力对皮带做的功 ‎ W=-Fs ⑦‎ ‎ 由①③⑥⑦式并代入数据得 ‎ W=-2J ⑧‎ ‎【点评】本题考查摩擦力，运动学公式和功。注意：本题求摩擦力对皮带做的功W而不是对邮件做的功，二者不等。摩擦力对邮件做功为，是正功，大小也不等。‎ ‎11、（18分）如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为‎2l，ab与cd平行，间距为‎2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为‎2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g；求 ‎（1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍 ‎（2）磁场上下边界间的距离H ‎【答案】11.（18分）‎ ‎（1）设磁场的磁感应强度大小为B，cd边刚进磁场时，线框做匀速运动的速度为v1‎ ‎ E1=2Blv1 ①‎ ‎ 设线框总电阻为R，此时线框中电流为I1，闭合电路欧姆定律，有 ‎ ②‎ ‎ 设此时线框所受安培力为F1，有 ‎ ③‎ ‎ 由于线框做匀速运动，其受力平衡，有 ‎ mg=F1 ④‎ ‎ 由①②③④式得 ‎ ⑤‎ ‎ 设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为v2，同理可得 ‎ ⑥‎ ‎ 由⑤⑥式得 ‎ v2=4v1 ⑦ ‎ ‎（2）线框自释放直到cd边进入磁场前，有机械能守恒定律，有 ‎ 2mg=m ⑧‎ ‎ 线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有 ‎ ⑨‎ ‎ 由⑦⑧⑨式得 ‎ ⑩‎ ‎【点评】本题考查电磁感应，安培力，动能定理，功能关系等。难度：较难。‎ ‎12、（20分）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的宽度均为d。电场强度为E，方向水平向右；磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射 ‎（1）求粒子在第2层磁场中运动时速度的大小与轨迹半径 ‎（2）粒子从第n层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为，试求 ‎（3）若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下，也进入第n层磁场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之。‎ ‎【答案】12.（20分）‎ ‎ （1）粒子在进入第2层磁场时，经过两次电场加速，中间穿过磁场时洛伦兹力不做功。‎ ‎ 由动能定理，有 ‎ ①‎ ‎ 由式①解得 ‎ ②‎ ‎ 粒子在第二层磁场中受到的洛伦兹力充当向心力，有 ‎ ③‎ ‎ 由②③式解得 ‎ ④‎ ‎（2）设粒子在第n层磁场中运动的速度为，轨迹半径为（各量的下标均代表粒子所在层数，下同）。‎ ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ ‎ 粒子进入第n层磁场时，速度的方向与水平方向的夹角为，从第n层磁场右侧边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为，粒子在电场中运动时，垂直于电场线方向的速度分量不变，有 ‎ ⑦‎ ‎ 由图1看 ‎ ⑧‎ 由⑥⑦⑧式得 ‎ ⑨‎ 由⑨式看出为一等差数列，公差为d，可得 ‎ ⑩‎ 当n=1时，由图2看出 ‎ ⑪‎ 由⑤⑥⑩⑪式得 ‎ ⑫‎ ‎（3）若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，则 ‎ ‎ ‎ 在其他条件不变的情况下，换用比荷更大的粒子，设其比荷为，假设能穿出第n层磁场右侧边界，粒子穿出时速度方向与水平方向的夹角为，由于 ‎ > ‎ ‎ 则导致 ‎ ‎ ‎ 说明不存在，即原假设不成立。所以比荷较该粒子大的粒子不能穿出该层磁场右侧边界。‎ ‎【点评】本题考查带电粒子在电场中的计算运动和在磁场中的匀速圆周运动。难度：难。因为电场和磁场都有N个，所以，大大增加了难度。‎ 余1964年考入天津南开大学物理系，毕业后分配到天津第二师范学校，1975年调回家乡江苏省丰县中学，至2008年退休。我在天津12年，天津是我的第二故乡，所以今年，在解析了2015高考江苏省物理试题后，解析了2015高考天津市理综物理试题，以飨大家。‎ 记得1980年代初，有一位福建的林老师，近70岁了还写文章，我当时佩服得不得了。现在，我也近70岁了，也在写。‎ 时光荏苒，感慨之至。人老了，不能被时代抛弃，教师紧跟时代的标志就是做最新的高考题。‎ ‎（‎2015-6-16‎）‎ 物理部分参考答案 Ⅰ卷共8题，每题6分，共48分。‎ ‎1.A 2. C 3. D 4 .B 5. B 6.BC 7.AD 8.AC Ⅱ卷共4题，共72分.‎