2015年天津市高考物理試卷

/2015年天津市高考物理試卷一、單項(xiàng)選擇題〔每小題6分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的1．〔6分物理學(xué)重視邏輯.崇尚理性.其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上.下列說(shuō)法正確的是〔A．天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的2．〔6分中國(guó)古人對(duì)許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí).唐人張志和在《玄真子?濤之靈》中寫(xiě)道："雨色映日而為虹"．從物理學(xué)角度看.虹是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)雨滴的兩次折射和一次反射形成的．如圖是彩虹成因的簡(jiǎn)化示意圖.其中a、b是兩種不同頻率的單色光.則兩光〔A．在同種玻璃中傳播.a光的傳播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后.b光側(cè)移量大C．分別照射同一光電管.若b光能引起光電效應(yīng).a光也一定能D．以相同的入射角從水中射入空氣.在空氣中只能看到一種光時(shí).一定是a光3．〔6分圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖.a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa=2m和xb=6m.圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象.下列說(shuō)法正確的是〔A．該波沿+x方向傳播.波速為1m/sB．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4mC．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D．質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為零4．〔6分未來(lái)的星際航行中.宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài).為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適.有人設(shè)想在未來(lái)的航天器上加裝一段圓柱形"旋轉(zhuǎn)艙".如圖所示.當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí).宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上.可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力．為達(dá)到上述目的.下列說(shuō)法正確的是〔A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C．宇航員質(zhì)量越大.旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D．宇航員質(zhì)量越大.旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小5．〔6分如圖所示.固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán).圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接.彈簧的另一端連接在墻上.且處于原長(zhǎng)狀態(tài)．現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑.已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng).圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L〔未超過(guò)彈性限度.則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中〔A．圓環(huán)的機(jī)械能守恒B．彈簧彈性勢(shì)能變化了mgLC．圓環(huán)下滑到最大距離時(shí).所受合力為零D．圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變二、不定向選擇題〔每小題6分.共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得6分.選對(duì)但不全的得3分.選錯(cuò)或不答的得0分6．〔6分如圖所示.理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表.副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q來(lái)調(diào)節(jié).在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R.P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電.則〔A．保持Q的位置不動(dòng).將P向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng).將P向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng).將Q向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng).將Q向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變小7．〔6分如圖所示.氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1.之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn).最后打在屏上．整個(gè)裝置處于真空中.不計(jì)粒子重力及其相互作用.那么〔A．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多B．三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C．三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置8．〔6分P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星.距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a.橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方.兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系.它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同．則〔A．P1的平均密度比P2的大B．P1的"第一宇宙速度"比P2的小C．s1的向心加速度比s2的大D．s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大三、實(shí)驗(yàn)填空題〔共3小題.每小題4分.滿分18分9．〔4分如圖所示.在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板.A球在水平面上靜止放置.B球向左運(yùn)動(dòng)與A球發(fā)生正碰.B球碰撞前、后的速率之比為3：1.A球垂直撞向擋板.碰后原速率返回.兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞.A、B兩球的質(zhì)量之比為.A、B碰撞前、后兩球總動(dòng)能之比為．10．〔4分某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度．①為了使測(cè)量誤差盡量小.下列說(shuō)法正確的是．A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B．組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下.擺的振幅盡量大②如圖所示.在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1m的單擺．實(shí)驗(yàn)時(shí).由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺.于是他先使擺球自然下垂.在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn).測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變.設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些.再次使擺球自然下垂.用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn).并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離△L．用上述測(cè)量結(jié)果.寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g=．11．〔10分用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組〔電動(dòng)勢(shì)約4.5V.內(nèi)電阻約1Ω的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.除待測(cè)電池組、電鍵、導(dǎo)線外.還有下列器材供選用：A．電流表：量程0.6A.內(nèi)電阻約1ΩB．電流表：量程3A.內(nèi)電阻約0.2ΩC．電壓表：量程3V.內(nèi)電阻約30kΩD．電壓表：量程6V.內(nèi)電阻約60kΩE．滑動(dòng)變阻器：0～1000Ω.額定電流0.5AF．滑動(dòng)變阻器：0～20Ω.額定電流2A①為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確.電流表應(yīng)選用.電壓表應(yīng)選用.滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用〔均填儀器的字母代號(hào)．②如圖為正確選擇儀器后.連好的部分電路.為了使測(cè)量誤差盡可能小.還需在電路中用導(dǎo)線將和相連、和相連、和相連〔均填儀器上接線柱的字母代號(hào)．③實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表壞了.于是不再使用電流表.剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動(dòng)變阻器.重新連接電路.仍能完成實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U．用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù).為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線.則可以為縱坐標(biāo).以為橫坐標(biāo)．四、計(jì)算題〔共3小題.滿分54分12．〔16分某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖.皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持v=1m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的郵件輕放在皮帶上.郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．設(shè)皮帶足夠長(zhǎng).取g=10m/s2.在郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中.求：〔1郵件滑動(dòng)的時(shí)間t；〔2郵件對(duì)地的位移大小x；〔3郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功W．13．〔18分如圖所示."凸"字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m.相鄰各邊相互垂直.且處于同一豎直平面內(nèi).ab邊長(zhǎng)為l.cd邊長(zhǎng)為2l.ab與cd平行.間距為2l．勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平.磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面．開(kāi)始時(shí).cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l.線框由靜止釋放.從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前.線框做勻速運(yùn)動(dòng)．在ef、pq邊離開(kāi)磁場(chǎng)后.ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前.線框又做勻速運(yùn)動(dòng)．線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q．線框在下落過(guò)程中始終處于原豎直平面內(nèi).且ab、cd邊保持水平.重力加速度為g．求：〔1線框ab邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍；〔2磁場(chǎng)上下邊界間的距離H．14．〔20分現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng).真空中存在著如圖所示的多層緊密相鄰的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).電場(chǎng)與磁場(chǎng)的寬度均為d.電場(chǎng)強(qiáng)度為E.方向水平向右；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.方向垂直紙面向里．電場(chǎng)、磁場(chǎng)的邊界互相平行且與電場(chǎng)方向垂直．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在第1層電場(chǎng)左側(cè)邊界某處由靜止釋放.粒子始終在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).不計(jì)粒子重力及運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射．〔1求粒子在第2層磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度v2的大小與軌跡半徑r2；〔2粒子從第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界穿出時(shí).速度的方向與水平方向的夾角為θn.試求sinθn；〔3若粒子恰好不能從第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界穿出.試問(wèn)在其他條件不變的情況下.也進(jìn)入第n層磁場(chǎng).但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場(chǎng)右側(cè)邊界.請(qǐng)簡(jiǎn)要推理說(shuō)明之．2015年天津市高考物理試卷參考答案與試題解析一、單項(xiàng)選擇題〔每小題6分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的1．〔6分〔2015?天津物理學(xué)重視邏輯.崇尚理性.其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上.下列說(shuō)法正確的是〔A．天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的[分析]本題是原子物理學(xué)史問(wèn)題.根據(jù)相關(guān)科學(xué)家的物理學(xué)成就進(jìn)行解答．[解答]解：A、天然放射現(xiàn)象是原子核發(fā)生衰變而產(chǎn)生的.說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的.故A正確．B、電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu).但不能說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu).故B錯(cuò)誤．C、α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是原子的核式結(jié)構(gòu).而不是電荷的量子化.故C錯(cuò)誤．D、密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷量.發(fā)現(xiàn)了電荷量的量子化.不明說(shuō)明核外電子的軌道是不連續(xù)的.故D錯(cuò)誤．故選：A．2．〔6分〔2015?天津中國(guó)古人對(duì)許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí).唐人張志和在《玄真子?濤之靈》中寫(xiě)道："雨色映日而為虹"．從物理學(xué)角度看.虹是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)雨滴的兩次折射和一次反射形成的．如圖是彩虹成因的簡(jiǎn)化示意圖.其中a、b是兩種不同頻率的單色光.則兩光〔A．在同種玻璃中傳播.a光的傳播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后.b光側(cè)移量大C．分別照射同一光電管.若b光能引起光電效應(yīng).a光也一定能D．以相同的入射角從水中射入空氣.在空氣中只能看到一種光時(shí).一定是a光[分析]由圖看出第一次折射時(shí).b光折射角較大.其折射率較小.頻率較小.波長(zhǎng)較長(zhǎng)．由公式v=得到.b光在玻璃中的傳播速度較大；結(jié)合發(fā)生光電效應(yīng)的條件分析；折射率較小.則臨界角大.不容易發(fā)生全反射．[解答]解：畫(huà)出光路圖.分析可知.第一次折射時(shí).b光的折射角較大.而入射角相等.根據(jù)折射率公式n=得知.b光的折射率較小.頻率較小.波長(zhǎng)較長(zhǎng)．再由=λf.可知.折射率越小.則波長(zhǎng)越長(zhǎng)．A、由公式v=得知.b光的折射率較小.在同種玻璃中傳播.a光的傳播速度一定小于b光.故A錯(cuò)誤；B、光的折射率較小.以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后.b光的折射角較大.所以b光側(cè)移量?。蔅錯(cuò)誤；C、b光的折射率較小.頻率較小.分別照射同一光電管.若b光能引起光電效應(yīng).a光也一定能.故C正確；D、b光的折射率較小.則臨界角大.不容易發(fā)生全反射.所以以相同的入射角從水中射入空氣.在空氣中只能看到一種光時(shí).一定是b光．故D錯(cuò)誤．故選：C．3．〔6分〔2015?天津圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖.a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa=2m和xb=6m.圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象.下列說(shuō)法正確的是〔A．該波沿+x方向傳播.波速為1m/sB．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4mC．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D．質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為零[分析]A、由圖可知ab兩點(diǎn)之間的距離.利用波的速度公式可求出波傳播的速度大小.結(jié)合b點(diǎn)在該時(shí)刻的位置及振動(dòng)方向.利用平移法可知波的傳播方向.從而可知選項(xiàng)A的正誤B、方向經(jīng)過(guò)4s的時(shí)間與周期之間的關(guān)系.利用在一個(gè)周期內(nèi).質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為振幅的4倍.即可得知選項(xiàng)B的正誤．C.結(jié)合b質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻的位置和振動(dòng)方向.從而可得知a質(zhì)點(diǎn)所處的位置和振動(dòng)方向.繼而可知選項(xiàng)C的正誤．D、通過(guò)t=2s時(shí)b的位置.可判斷出a點(diǎn)的位置.從而可知a點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況.繼而得知選項(xiàng)D的正誤．[解答]解：A、ab兩點(diǎn)間的距離為x=xb﹣xa=6﹣2=4m.振動(dòng)從a傳播到b的時(shí)間為半個(gè)周期.為t==4s.所以波速為：v===1m/s.但是b點(diǎn)該時(shí)刻的振動(dòng)方向是沿y軸正方向.由微平移法可知波向﹣x軸方向傳播.選項(xiàng)A錯(cuò)誤．B、質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)4s.是經(jīng)過(guò)了半個(gè)周期.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)的路程為振幅的2倍.即為1m.選項(xiàng)B錯(cuò)誤C、此時(shí)刻b的振動(dòng)方向是向y軸正方向.ab間相隔半個(gè)波長(zhǎng).振動(dòng)步調(diào)完全相反.所以此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿﹣y方向.選項(xiàng)C錯(cuò)誤．D、在t=2s時(shí).質(zhì)點(diǎn)b在正的最大位移處.ab兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)完全相反.所以質(zhì)點(diǎn)a在負(fù)的最大位移處.此時(shí)a的速度為零.選項(xiàng)D正確．故選：D4．〔6分〔2015?天津未來(lái)的星際航行中.宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài).為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適.有人設(shè)想在未來(lái)的航天器上加裝一段圓柱形"旋轉(zhuǎn)艙".如圖所示.當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí).宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上.可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力．為達(dá)到上述目的.下列說(shuō)法正確的是〔A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C．宇航員質(zhì)量越大.旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D．宇航員質(zhì)量越大.旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小[分析]首先分析出該題要考察的知識(shí)點(diǎn).就是對(duì)向心加速度的大小有影響的因素的分析.列出向心加速度的表達(dá)式.進(jìn)行分析即可得知正確選項(xiàng)．[解答]解：為了使宇航員在航天器上受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力.即為使宇航員隨旋轉(zhuǎn)艙轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度為定值.且有a=g.宇航員隨旋轉(zhuǎn)艙轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度為：a=ω2R.由此式可知.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小.此加速度與宇航員的質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系.所以選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤.B正確．故選：B5．〔6分〔2015?天津如圖所示.固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán).圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接.彈簧的另一端連接在墻上.且處于原長(zhǎng)狀態(tài)．現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑.已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng).圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L〔未超過(guò)彈性限度.則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中〔A．圓環(huán)的機(jī)械能守恒B．彈簧彈性勢(shì)能變化了mgLC．圓環(huán)下滑到最大距離時(shí).所受合力為零D．圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變[分析]分析圓環(huán)沿桿下滑的過(guò)程的受力和做功情況.由于彈簧的拉力對(duì)圓環(huán)做功.所以圓環(huán)機(jī)械能不守恒.系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒進(jìn)行分析．[解答]解：A、圓環(huán)沿桿滑下過(guò)程中.彈簧的拉力對(duì)圓環(huán)做功.圓環(huán)的機(jī)械能不守恒.故A錯(cuò)誤.B、圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài).圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L.可得物體下降的高度為h=L.根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得彈簧的彈性勢(shì)能增大量為△Ep=mgh=mgL.故B正確．C、圓環(huán)所受合力為零.速度最大.此后圓環(huán)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng).則彈簧的彈力增大.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí).所受合力不為零.故C錯(cuò)誤．D、根據(jù)圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.知圓環(huán)的動(dòng)能先增大后減小.則圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和先減小后增大.故D錯(cuò)誤．故選：B．二、不定向選擇題〔每小題6分.共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得6分.選對(duì)但不全的得3分.選錯(cuò)或不答的得0分6．〔6分〔2015?天津如圖所示.理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表.副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q來(lái)調(diào)節(jié).在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R.P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電.則〔A．保持Q的位置不動(dòng).將P向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng).將P向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng).將Q向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng).將Q向上滑動(dòng)時(shí).電流表讀數(shù)變小[分析]保持Q位置不動(dòng).則輸出電壓不變.保持P位置不動(dòng).則負(fù)載不變.再根據(jù)變壓器的特點(diǎn)分析．[解答]解：AB、在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下.變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定．因此.當(dāng)Q位置不變時(shí).輸出電壓不變.此時(shí)P向上滑動(dòng).負(fù)載電阻值增大.則輸出電流減小.電流表的讀數(shù)I變小.故A錯(cuò)誤.B正確；CD、P位置不變.將Q向上滑動(dòng).則輸出電壓變大.輸出電流變大.則電流表的讀數(shù)變大.故C正確.D錯(cuò)誤；故選：BC．7．〔6分〔2015?天津如圖所示.氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1.之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn).最后打在屏上．整個(gè)裝置處于真空中.不計(jì)粒子重力及其相互作用.那么〔A．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多B．三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C．三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置[分析]由動(dòng)能定理定理可求得粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度.再對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可求得偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的位移；再由幾何關(guān)系可明確粒子打在屏上的位置．[解答]解：帶電粒子在加速電場(chǎng)中加速度.由動(dòng)能定理可知：E1qd=mv2；解得：v=；粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的時(shí)間t=；在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的縱向速度v0=at=縱向位移x=at2=；即位移與比荷無(wú)關(guān).與速度無(wú)關(guān)；由相似三角形可知.打在屏幕上的位置一定相同.到屏上的時(shí)間與橫向速度成反比；故選：AD．8．〔6分〔2015?天津P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星.距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a.橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方.兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系.它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同．則〔A．P1的平均密度比P2的大B．P1的"第一宇宙速度"比P2的小C．s1的向心加速度比s2的大D．s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大[分析]根據(jù)牛頓第二定律得出行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a的表達(dá)式.結(jié)合a與r2的反比關(guān)系函數(shù)圖象得出P1、P2的質(zhì)量和半徑關(guān)系.根據(jù)密度和第一宇宙速度的表達(dá)式分析求解；根據(jù)根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得出周期表達(dá)式求解．[解答]解：A、根據(jù)牛頓第二定律.行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度為：a=.兩曲線左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同.所以P1、P2的半徑相等.結(jié)合a與r2的反比關(guān)系函數(shù)圖象得出P1的質(zhì)量大于P2的質(zhì)量.根據(jù)ρ=.所以P1的平均密度比P2的大.故A正確；B、第一宇宙速度v=.所以P1的"第一宇宙速度"比P2的大.故B錯(cuò)誤；C、s1、s2的軌道半徑相等.根據(jù)a=.所以s1的向心加速度比s2的大.故C正確；D、根據(jù)根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得出周期表達(dá)式T=2π.所以s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的小.故D錯(cuò)誤；故選：AC．三、實(shí)驗(yàn)填空題〔共3小題.每小題4分.滿分18分9．〔4分〔2015?天津如圖所示.在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板.A球在水平面上靜止放置.B球向左運(yùn)動(dòng)與A球發(fā)生正碰.B球碰撞前、后的速率之比為3：1.A球垂直撞向擋板.碰后原速率返回.兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞.A、B兩球的質(zhì)量之比為4：1.A、B碰撞前、后兩球總動(dòng)能之比為9：5．[分析]設(shè)開(kāi)始時(shí)B的速度為v0.由題得出B與A碰撞后A與B的速度關(guān)系.然后由動(dòng)量守恒定律即可求出質(zhì)量關(guān)系.由動(dòng)能的定義式即可求出動(dòng)能關(guān)系．[解答]解：設(shè)開(kāi)始時(shí)B的速度為v0.B球碰撞前、后的速率之比為3：1.A與擋板碰后原速率返回.兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞.所以碰撞后A與B的速度方向相反.大小相等.A的速度是.B的速度是.選取向左為正方向.由動(dòng)量守恒定律得：整理得：碰撞前的動(dòng)能：碰撞后的動(dòng)能：=所以：故答案為：4：1.9：510．〔4分〔2015?天津某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度．①為了使測(cè)量誤差盡量小.下列說(shuō)法正確的是BC．A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B．組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下.擺的振幅盡量大②如圖所示.在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1m的單擺．實(shí)驗(yàn)時(shí).由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺.于是他先使擺球自然下垂.在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn).測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變.設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些.再次使擺球自然下垂.用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn).并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離△L．用上述測(cè)量結(jié)果.寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g=．[分析]①為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)選擇密度大而體積小的球作為擺球.選用輕質(zhì)細(xì)線做擺線.當(dāng)單擺擺角小于5°時(shí)單擺的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；②應(yīng)用單擺周期公式求出重力加速度的表達(dá)式．[解答]解：①A、為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.減小實(shí)驗(yàn)誤差.組裝單擺須選用密度大而直徑都較小的擺球.故A錯(cuò)誤；B、為減小實(shí)驗(yàn)誤差.組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線.故B正確；C、實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng).不能使單擺成為圓錐擺.故C正確；D、單擺擺角最大擺角應(yīng)小于5°.擺長(zhǎng)一定的情況下.擺的振幅盡量小些.故D錯(cuò)誤；故選BC．②由單擺周期公式.根據(jù)題意看得：T1=2π.T2=2π.解得：g=；故答案為：①BC；②．11．〔10分〔2015?天津用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組〔電動(dòng)勢(shì)約4.5V.內(nèi)電阻約1Ω的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.除待測(cè)電池組、電鍵、導(dǎo)線外.還有下列器材供選用：A．電流表：量程0.6A.內(nèi)電阻約1ΩB．電流表：量程3A.內(nèi)電阻約0.2ΩC．電壓表：量程3V.內(nèi)電阻約30kΩD．電壓表：量程6V.內(nèi)電阻約60kΩE．滑動(dòng)變阻器：0～1000Ω.額定電流0.5AF．滑動(dòng)變阻器：0～20Ω.額定電流2A①為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確.電流表應(yīng)選用A.電壓表應(yīng)選用D.滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F〔均填儀器的字母代號(hào)．②如圖為正確選擇儀器后.連好的部分電路.為了使測(cè)量誤差盡可能小.還需在電路中用導(dǎo)線將a和d相連、c和g相連、f和h相連〔均填儀器上接線柱的字母代號(hào)．③實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表壞了.于是不再使用電流表.剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動(dòng)變阻器.重新連接電路.仍能完成實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U．用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù).為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線.則可以為縱坐標(biāo).以為橫坐標(biāo)．[分析]1、根據(jù)電路電流選擇電流表.根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表.為方便實(shí)驗(yàn)操作.應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．2、根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理作出實(shí)驗(yàn)圖．3、根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式.讓圖象為直線.便于我們處理．[解答]解：①實(shí)驗(yàn)中電流較小.若選用3A量程測(cè)量誤差較大；故為了準(zhǔn)確測(cè)量.電流表應(yīng)選A.電源電動(dòng)勢(shì)約為1.5×3=4.5V.電壓表應(yīng)選D.電阻值太大.調(diào)節(jié)不方便.為方便實(shí)驗(yàn)操作.滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F；②測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的時(shí)候.由于電源的內(nèi)阻是很小的.為了減小內(nèi)阻的測(cè)量誤差.我們選用的是電流表的相對(duì)電源的外接法.故應(yīng)將ad、cg以及fh相連組成電路；③由于電流表壞.故只能利用電壓表和電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn).由閉合電路歐姆定律可得：電源電動(dòng)勢(shì)E=U+Ir=U+r.則=+?.故應(yīng)作出﹣圖象；故答案為：①ADF；②ad.cg.fh；③；．四、計(jì)算題〔共3小題.滿分54分12．〔16分〔2015?天津某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖.皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持v=1m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的郵件輕放在皮帶上.郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．設(shè)皮帶足夠長(zhǎng).取g=10m/s2.在郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中.求：〔1郵件滑動(dòng)的時(shí)間t；〔2郵件對(duì)地的位移大小x；〔3郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功W．[分析]〔1對(duì)郵件運(yùn)用動(dòng)量定理.求出郵件速度達(dá)到傳送帶速度所需的時(shí)間．〔2對(duì)郵件運(yùn)用動(dòng)能定理.求出郵件相對(duì)地面的位移大?。?根據(jù)摩擦力的大小以及皮帶的位移大小求出郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功W．[解答]解：〔1設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力為F.則：F=μmg①取向右為正方向.對(duì)郵件應(yīng)用動(dòng)量定理得.Ft=mv﹣0.②由①②式并代入數(shù)據(jù)得.t=0.2s③〔2郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中.對(duì)郵件應(yīng)用動(dòng)能定理.有：④由①④式并代入數(shù)據(jù)得.x=0.1m⑤〔3郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中.設(shè)皮帶相對(duì)地面的位移為s.則：s=vt⑥摩擦力對(duì)皮帶做的功W=﹣Fs⑦由①③⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得.W=﹣2J．答：〔1郵件滑動(dòng)的時(shí)間t為0.2s；〔2郵件對(duì)地的位移大小x為0.1m；〔3郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功W為﹣2J．13．〔18分〔2015?天津如圖所示."凸"字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m.相鄰各邊相互垂直.且處于同一豎直平面內(nèi).ab邊長(zhǎng)為l.cd邊長(zhǎng)為2l.ab與cd平行.間距為2l．勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平.磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面．開(kāi)始時(shí).cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l.線框由靜止釋放.從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前.線框做勻速運(yùn)動(dòng)．在ef、pq邊離開(kāi)磁場(chǎng)后.ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前.線框又做勻速運(yùn)動(dòng)．線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q．線框在下落過(guò)程中始終處于原豎直平面內(nèi).且ab、cd邊保持水平.重力加速度為g．求：〔1線框ab邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍；〔2磁場(chǎng)上下邊界間的距離H．[分析]〔1線框勻速進(jìn)入〔離開(kāi)磁場(chǎng).重力與安培力平衡.根據(jù)平衡條件、安培力公式、切割公式、歐姆定律列式求解即可分別求出兩個(gè)速度；〔2由動(dòng)能定理和功的計(jì)算公式.寫(xiě)出重力做的功W.然后結(jié)合功能關(guān)系即可求出磁場(chǎng)的寬度．[解答]解：〔1設(shè)線框dc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí).線框的速度為v1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=B?2lv1①感應(yīng)電流：I=②dc邊受安培力的大小：F=BI?2l③由于做勻速運(yùn)動(dòng).則：F=mg④由①～④式解得速度：⑤設(shè)線框ab邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí).線框的速度為v2.同理可得：⑥所以：v2=4v1⑦〔2在線框從開(kāi)始下落到dc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中.重力做功WG=2mgl根據(jù)動(dòng)能定理得：2mgl=⑧線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中.由功能關(guān)系得：⑨聯(lián)立⑦⑧⑨得：H=答：〔1線框ab邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的4倍；〔2磁場(chǎng)上下邊界間的距離是．14．〔20分〔2015?天津現(xiàn)代科學(xué)儀器常