天津市高考理综物理试题及答案

2016 年普通高等学校招生全国统一考试天津卷） 理科综合 物理部分 理科综合共 300 分，考试用时 150 分钟 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、我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米 波雷达发射无线电波的波长在 1~10m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是 A、米波的频率比厘米波频率高 B、和机械波一样须靠介质传播 C、同光波一样会发生反射现象 D、不可能产生干涉和衍射现象 2、右图是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则 A、在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大 B、从同种介质射入真空发生全反射时 a 光临界角大 C、照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大 D、若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 a 光的能级能量差大 3、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天 宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可 行的是 A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，学.科网然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对 接 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对 接 4、如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地， 在两极板间有一个固定在 P 点的点电荷，以 E 表示两板间的电场强度， pE 表示点电荷在 P 点的电势能， 表示静电计指针的偏角。学.科网若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 A、 增大，E 增大 B、 增大， pE 不变 C、 减小， pE 增大 D、 减小，E 不变 5、如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 A、当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时， 1R 消耗的功率变大 B、当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，学.科网电压表 V 示数变大 C、当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 1A 示数变大 D、若闭合开关 S，则电流表 1A 示数变大， 2A 示数变大 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是，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、物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实 的是 A、赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B、查德威克用α粒子轰击 14 7 N 获得反冲核 17 8 O ，发现了中子 C、贝克勒尔发现的天然放射性向下，说明原子核有复杂结构 D、卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 7、在均匀介质中坐标原点 O 处有一波源做简谐运动，其表达式为 5sin( )2y t ，它在介质中形成的简谐 横波沿 x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到 x=12m 处，波形图像如图所示，则 A、此后再经过 6s 该波传播到 x=24m 处 B、M 点在此后第 3s 末的振动方向沿 y 轴正方向 C、波源开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向 D、此后 M 点第一次到达 y=-3m 处所需时间是 2s 8、我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不 提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上 运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由 8 节车厢组成，其中第 1 和 5 节车厢为动车，其余为拖车， 则该动车组 A、启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B、做匀加速运动时，第 5、6 节与第 6、7 节车厢间的作用力之比为 3:2 C、进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D、与改为 4 节动车带 4 节拖车的动车组最大速度之比为 1:2 9、（3）某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制 曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关，学科&网导线外，还有： 电压表 1V （量程 0~3V，内阻等于 3kΩ） 电压表 2V （量程 0~15V，内阻等于 15kΩ） 电流表 1A （量程 0~200mA，内阻等于 10Ω） 电流表 2A （量程 0~3A，内阻等于 0.1Ω） 滑动变阻器 1R （0~10Ω，额定电流 2A） 滑动变阻器 2R （0~1kΩ，额定电流 0.5A） 定值电阻 3R （阻值等于 1Ω） 定值电阻 4R （阻值等于 10Ω） ①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁 ②该同学描绘出的 I-U 图像应是下图中的______ 10、我国将于 2022 年举办奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量 m=60kg 的运 动员从长直助滑道末端 AB 的 A 处由静止开始以加速度 23.6 /a m s 匀加速滑下，到达助滑道末端 B 时速 度 24 /Bv m s ，A 与 B 的竖直高度差 H=48m，学科&网为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台 之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点 C 处附近是一段以 O 为圆心的圆弧。助滑道末端 B 与滑道最低点 C 的高度差 h=5m，运动员在 B、C 间运动时阻力做功 W=-1530J，取 210 /g m s （1）求运动员在 AB 段下滑时受到阻力 fF 的大小； （2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的 6 倍，则 C 点所在圆弧的半径 R 至少应为多大。 11、如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为 5 3 /E N C ，同时存在着水平方向 的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小 B=0.5T。有一带正电的小球，质量 61.0 10m kg  ， 电荷量 62 10 Cq   ，学.科.网正以速度 v 在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过 P 点时撤掉磁场（不 考虑磁场消失引起的电磁感应现象）取 210 /g m s ，求 （1）小球做匀速直线运动的速度 v 的大小和方向； （2）从撤掉磁场到小球再次穿过 P 点所在的这条电场线经历的时间 t。 12、电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓 车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固 定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为 。一质量为 m 的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过 时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，学科&网其引起电磁感应的效果与磁铁不动，铝条相对磁铁运 动相同。磁铁端面是边长为 d 的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视 为匀强磁场，磁感应强度为 B，铝条的高度大于 d，电阻率为ρ，为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正 对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转 化为铝条的内能，重力加速度为 g （1）求铝条中与磁铁正对部分的电流 I； （2）若两铝条的宽度均为 b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度 v 的表达式； （3）在其他条件不变的情况下，学.科.网仅将两铝条更换为宽度 'b b 的铝条，磁铁仍以速度 v 进入铝条间， 试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化。 1．C 2．D 3．C 4．D 5．B 6．AC 7．AB 8．BD 9．（18 分） （1） 3 v 2 3 v g （2）①AB ②0.80 0.40 （3）① ②B 10.（16 分） （1）运动员在 AB 上做初速度为零的匀加速运动，学.科.网设 AB 的长度为 x，则有 vB2=2a ⑥ 11.（18 分） （1）小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合理为零，有 2 2 2 2qvB q E m g  ① 代入数据解得 20 m / sv  ② 速度 v 的方向与电场 E 的方向之间的夹角满足 tan qE mg   ③ 代入数据解得 tan 3  60   ④ （2）解法一： 撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为 a，有 2 2 2 2q E m ga m  ⑤ 设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为 x，有 x vt ⑥ 设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为 y，有 21 2y at ⑦ a 与 mg 的夹角和 v 与 E 的夹角相同，学.科.网均为θ，又 tan y x   ⑧ 联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据解得 2 3 st  =3.5 s ⑨ 解法二： 撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运送没有影响，以 P 点为坐标原点，竖直向 上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其初速度为 vy=vsin θ⑤ 若 使 小 球 再 次 穿 过 P 点 所 在 的 电 场 线 ， 仅 需 小 球 的 竖 直 方 向 上 分 位 移 为 零 ， 则 有 ⑥ 联立⑤⑥式，代入数据解得 t= ⑦ 12.（20 分） （1）磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等均为 F 安，有 F 安=IdB① 磁铁受到沿斜面向上的作用力为 F，其大小有 F=2F 安② 磁铁匀速运动时受力平衡，则有 F–mgsin θ=0③ 联立①②③式可得 I= ④ （2）磁铁穿过铝条时，学.科网在铝条中产生的感应电动势为 E，有 E=Bdv⑤ 铝条与磁铁正对部分的电阻为 R，由电阻定律有 R=ρ d db ⑥ 由欧姆定律有 I= E R ⑦ 联立④⑤⑥⑦式可得 v= 2 2 sin 2 mg B d b   ⑧ （3）磁铁以速度 v 进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁受到沿斜面向上的作用力 F，联立①②⑤⑥⑦式 可得 F= 2 22B d bv  ⑨ 当铝条的宽度 b'>b 时，磁铁以速度 v 进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为 F'，有 F'= 2 22B d b v   ⑩ 可见，F'>F=mgsin θ，磁铁所受到的合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑， 此时加速度最大，之后，随着运动速度减小，学.科网 F'也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加 速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小。综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动。直 到 F'=mgsin θ时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑。