天津市届高三高考压轴卷理科综合物理试题解析版.docx

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天津市届高三高考压轴卷理科综合物理试题解析版

2018天津市高考压轴卷

理科综合物理部分

一、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）

1.一根弹性长绳沿x轴放置，左端点位于坐标原点，A点和B点分别是绳上x1=2m、x2=5m处的质点.用手握住绳的左端，当t＝0时使手开始沿y轴做简谐振动，在t＝0.5s时，绳上形成如图所示的波形.下列说法中正确的是（ ）

A.此列波的波长为1m，波速为4m/s

B.此列波为横波，左端点开始时先向上运动

C.当t=2.5s时，质点B开始振动

D.在t=3.5s后，A、B两点的振动情况总相同

【答案】C

【解析】试题分析：

由题意可知，0．5s是半个周期的时间，故周期T=1s，由图可知，半个波长为1m，故波长为2m，则波速为2m/s，选项A错误；因为绳子沿x轴正方向传播，由0．5s时最右端的质点向下振动，它应该与振源的振动方向相同，故左端点开始时应该先向下运动，选项B错误；当t=2．5s时，质点要向右再传播4×0．5m=2．0m的距离，此时B点正好开始振动，选项C正确；因为AB间相距3m，而波长为2m，故AB两点的振动方向总是相反的，选项D错误。

考点：

机械振动与机械波。

2.物理课上，老师做了一个“电磁阻尼”实验：

如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来；如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环，使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。

某同学另找器材再探究此实验。

他安装好器材，经反复实验后发现：

磁铁下方放置圆环，并没有对磁铁的振动产生影响，对比老师演示的实验，其原因可能是

A.弹簧的劲度系数太小B.磁铁的质量太小

C.磁铁的磁性太强D.圆环的材料与老师用的不同

【答案】D

【解析】试题分析：

只要能够产生感应电流，都能对磁铁的运动产生阻碍作用，ABC错；若圆环的材料为非金属材料，不能产生感应电流，无法对磁铁产生阻碍作用，故选D。

考点：

电磁感应现象

3.现在太阳向外辐射的能量是由太阳内部氢核聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为：

，到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同产生的．已知

的质量为m1，

的质量为m2，则下列判断正确的是（　　）

A.3m1=m2B.3m1＜m2C.3m1＞m2D.m1=3m2

【答案】C

【解析】太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢核聚变产生的，所以核反应前后质量会减少，反应前的质量为

，反应后的质量为

，所以

，C正确．

4.在推导“匀变速直线运动位移的公式”时，把整个运动过程划分为很多小段，每一小段近似为匀速直线运动，然后把各小段位移相加代表整个过程的位移，物理学中把这种方法称为“微元法”．下面几个实例中应用到这一思想方法的是（　　）

A.在计算物体间的万有引力时，若物体的尺寸相对较小，可将物体看做点质点

B.在探究弹性势能的表达式过程中，把拉伸弹簧的过程分成很多小段，在每小段内认为弹簧的弹力是恒力，然后把每小段做功的代数和相加

C.探究牛顿第二定律的过程中，控制物体的质量不变，研究物体的加速度与力的关系

D.求两个力的合力时，如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力

【答案】B

【解析】在计算物体间的万有引力时，若物体的尺寸相对较小，可将物体看做点质点，运用的是理想模型的方法，A错误；在探究弹性势能的表达式过程中，把拉伸弹簧的过程分成很多小段，在每小段内认为弹簧的弹力是恒力，然后把每小段做功的代数和相加，运用的是微元法，B正确；在探究牛顿第二定律的过程中，控制物体的质量不变，研究物体的加速度与力的关系，运用的是控制变量法，C错误；在求两个力的合力时，如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，运用的是等效法，D错误．

5.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（甲）所示，0﹣1s内磁场方向垂直线框平面向下．圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图（乙）所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的（设向右的方向为静摩擦力的正方向）（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】由（甲）图可知在0-1s内磁感应强度均匀增大，产生稳恒感应电流，根据楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针，导体棒受到的安培力的方向是水平向左，棒静止不动，摩擦力方向水平向右，为正方向，1~2s内穿过线圈的磁通量恒定，没有感应电流，故导体棒不受安培力作用，摩擦力为零；2~3s内穿过线圈的磁通量均匀减小，产生稳恒感应电流，根据楞次定律可判断感应电流的方向为顺时针，导体棒受到向右的安培力，所以摩擦力方向向左，为负，B正确．

【点睛】通过线圈的磁场1随着时间的变化，由法拉第电磁感应定律可算出产生感应电动势大小，线圈中出现感应电流，导致导体棒处于磁场中受到安培力的作用，由于棒始终处于静止，则可确定静摩擦力的方向及大小．

二、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，有选错或不答的得0分）

6.图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1：

n2=5：

1．原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中电表均为理想电表，定值电阻R1=R2=4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（　　）

A.电阻R2两端的电压频率为50Hz

B.电流表的示数为5A

C.原线圈的输入功率为150W

D.将R1摘掉，电压表的示数不变

【答案】ACD

【解析】由图甲可知，交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz；而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻

两端的电压频率为50Hz，A正确；经变压器后，输出电压为

，因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在

两端；则有有效值的定义可得

；则电流表的示数为

，B错误；原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率

，C正确；因输出电压由输入电压决定，故将

摘掉，电压表的示数不变，D正确．

7.同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】AD

【点睛】卫星运动时万有引力提供圆周运动的向心力，第一宇宙速度是近地轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，同步卫星运行周期与赤道上物体自转周期相同，由此展开讨论即可．

8.下列说法正确的是（　　）

A.光电效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性

B.α粒子散射实验证实了原子核的结构

C.原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度增大

D.比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定

【答案】BCD

.........

考点：

原子的核式结构；光的波动性；比结合能

9.二十一世纪，能源问题是全球关注的焦点问题.从环境保护的角度出发，电动汽车在近几年发展迅速.下表给出的是某款电动汽车的相关参数：

参数指标

整车质量

0~100km/h

加速时间

最大速度

电池容量

制动距离（100km/h~0）

数值

2000kg

4.4s

250km/h

90kW•h

40m

请从上面的表格中选择相关数据，取重力加速度g=10m/s2，完成下列问题：

（1）求汽车在（100km/h~0）的制动过程中的加速度大小（计算过程中100km/h近似为30m/s）；

（2）若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%，整车在行驶过程中的阻力约为车重的0.05倍，试估算此电动汽车以20m/s的速度匀速行驶时的续航里程（能够行驶的最大里程）.已知1kW•h=3.6106J.根据你的计算，提出提高电动汽车的续航里程的合理化建议（至少两条）.

（3）若此电动汽车的速度从5m/s提升到20m/s需要25s，此过程中电动汽车获得的动力功率随时间变化的关系简化如图所示，整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的0.05倍，求此加速过程中汽车行驶的路程（提示：

可利用p-t图像计算动力对电动汽车做的功）.

【答案】

（1）11.25m/s2 

（2）259.2km ① 提高电动机的工作效率②减小汽车行驶过程中的阻力③提高电动汽车电池的容量（3）265m

【解析】试题分析：

（1）制动过程中的加速度大小

所以加速度的大小为：

11．25m/s2

（2）动能定理：

W−Wf=ΔEk80%E−0．05mgx=0

x=259．2km

提高汽车续航里程的合理化建议有：

提高电动机的工作效率②减小汽车行驶过程中的阻力③提高电动汽车电池的容量。

（写出一条得2分）

（3）根据动能定理：

W−fx=

动力做的功由P-t图像的面积可求得：

W=640×103J

x=265m

考点：

匀变速直线运动，动能定理，功率，汽车的启动问题。

10.万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．

（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0．

a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值F1/F0的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；

b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值F2/F0的表达式．

（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？

【答案】

（1）a.0.98F0b.

（2）

【解析】试题分析：

（1）根据万有引力等于重力得出比值

的表达式，并求出具体的数值．

在赤道，由于万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力，根据该规律求出比值

的表达式

（2）根据万有引力提供向心力得出周期与轨道半径以及太阳半径的关系，从而进行判断．

解：

（1）在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是

①

②

由公式①②可以得出：

=0.98．

③

由①和③可得：

（2）根据万有引力定律，有

又因为

，

解得

从上式可知，当太阳半径减小为现在的1.0%时，地球公转周期不变．

答：

（1）

=0.98．比值

（2）地球公转周期不变．仍然为1年．

【点评】解决本题的关键知道在地球的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力．

视频

11.传送带被广泛应用于各行各业。

由于不同的物体与传送带之间的动摩擦因数不同，物体在传送带上的运动情况也有所不同。

如图所示，一倾斜放置的传送带与水平面的倾角θ=370，在电动机的带动下以v=2m/s的速率顺时针方向匀速运行。

M、N为传送带的两个端点，MN两点间的距离L=7m。

N端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住。

在传送带上的O处先后由静止释放金属块A和木块B，金属块与木块质量均为1kg，且均可视为质点，OM间距离L=3m。

sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。

（1）金属块A由静止释放后沿传送带向上运动，经过2s到达M端，求金属块与传送带间的动摩擦因数μ1。

（2）木块B由静止释放后沿传送带向下运动，并与挡板P发生碰撞。

已知碰撞时间极短，木块B与挡板P碰撞前后速度大小不变，木块B与传送带间的动摩擦因数μ2=0.5。

求：

a.与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离；

b.经过足够长时间，电动机的输出功率恒定，求此时电动机的输出功率。

【答案】

（1）1

（2）a.1.6mb.8W

【解析】试题分析：

（1）金属块A在传送带方向上受摩擦力和重力的下滑分力，先做匀加速运动，并设其速度能达到传送带的速度v=2m/s，然后做匀速运动，达到M点。

金属块由O运动到M有

即

①

且t1+t2＝t

即t1+t2＝2②

v=at1即2=at1③

根据牛顿第二定律有

④

由①②③式解得t1=1s

由①式解得金属块与传送带间的动摩擦因数μ1=1

（2）a．由静止释放后，木块B沿传送带向下做匀加速运动，其加速度为a1，运动距离LON=4m，第一次与P碰撞前的速度为v1

与挡板P第一次碰撞后，木块B以速度v1被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s1；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s2。

因此与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离

b．木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第二次碰撞，碰撞前的速度为v2

与挡板第二次碰撞后，木块B以速度v2被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s3；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s4。

木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第三次碰撞，碰撞前的速度为v3

与挡板第三次碰撞后，木块B以速度v3被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s5；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s6。

以此类推，经过多次碰撞后木块B以2m/s的速度被反弹，在距N点1m的范围内不断以加速度a2做向上的减速运动和向下的加速运动。

木块B对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力

故电动机的输出功率

解得P=8W

考点：

牛顿第二定律；动能定理的应用

【名师点睛】本题是一个多过程问题，比较复杂，关键理清物块在传送带上整个过程中的运动规律，搞清摩擦力的方向，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．

12.如图所示，M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，相距为D，其右侧有一边长为2a的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在极板M、N之间加上电压U后，M板电势高于N板电势．现有一带正电的粒子，质量为m、电荷量为q，其重力和初速度均忽略不计，粒子从极板M的中央小孔S1处射入电容器，穿过小孔S2后从距三角形A点

a的P处垂直AB方向进入磁场，试求：

（1）粒子到达小孔S2时的速度；

（2）若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场，求粒子的运动半径和磁感应强度的大小；

（3）若粒子能从AC间离开磁场，磁感应强度应满足什么条件？

【答案】

（1）

（2）

（3）

【解析】试题分析：

（1）粒子在电场中运动时：

解得：

，

（2）粒子从进入磁场到从AD间离开：

解得：

，

（3）粒子从进入磁场到从AC间离开，

解得：

由图可知：

解得：

所以

考点：

带电粒子在匀强电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动.