高考理科综合能力测试天津卷.docx
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高考理科综合能力测试天津卷
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.（2017·天津理综,1）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ）
“人造太阳”核心部件首获国际认证
A
He
n
B
He
H
C
He
Al
n
D
Ba
Kr+
n
2.（2017·天津理综,2）
明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:
“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。
如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是（ ）
A.若增大入射角i,则b光先消失
B.在该三棱镜中a光波长小于b光
C.a光能发生偏振现象,b光不能发生
D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低
3.（2017·天津理综,3）
如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。
金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是（ ）
A.ab中的感应电流方向由b到a
B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
4.（2017·天津理综,4）
“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。
摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。
下列叙述正确的是（ ）
A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
5.（2017·天津理综,5）
手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。
绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。
t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是（ ）
A.该简谐波是纵波
B.该简谐波的最大波长为2L
C.t=
时,P在平衡位置上方
D.t=
时,P的速度方向竖直向上
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.（2017·天津理综,6）在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2Ω,则（ ）
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线
B.t=1s时,线圈中的电流改变方向
C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大
D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J
7.（2017·天津理综,7）
如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。
设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。
下列说法正确的是（ ）
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAD.B点电势可能高于A点电势
8.（2017·天津理综,8）如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是（ ）
A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
第Ⅱ卷
9.（2017·天津理综,9）（18分）
（1）我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。
假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R,地球表面处重力加速度为g,且不考虑地球自转的影响。
则组合体运动的线速度大小为 ,向心加速度大小为 。
（2）如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是 。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。
纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。
重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有 。
A.OA、AD和EG的长度
B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度
D.AC、BD和EG的长度
（3）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现aa'、bb'和cc'三条导线中,混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,再测量a、a'间电压,若读数不为零,则一定是 导线断开;若读数为零,则一定是 导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器滑片位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如上图。
由I1-I2图象得到电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
10.（2017·天津理综,10）
（16分）如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2kg、mB=1kg。
初始时A静止于水平地面上,B悬于空中。
现将B竖直向上再举高h=1.8m（未触及滑轮）,然后由静止释放。
一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。
g取10m/s2,空气阻力不计。
求:
（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;
（2）A的最大速度v的大小;
（3）初始时B离地面的高度H。
11.（2017·天津理综,11）
（18分）平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。
一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。
粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。
不计粒子重力,问:
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向;
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
12.（2017·天津理综,12）（20分）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。
电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。
两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计。
炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。
首先开关S接1,使电容器完全充电。
然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）,MN开始向右加速运动。
当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。
问:
（1）磁场的方向;
（2）MN刚开始运动时加速度a的大小;
（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。
1.A 核聚变是指质量小的原子核,比如氘和氚,在一定条件下互相聚合,生成新的质量更大的原子核,故A正确。
B、C项,属于发现质子、中子的人工转变方程,D项属于重核裂变方程,故B、C、D错。
2.D 由题图可知单色光a的折射率小于单色光b的折射率,由发生全反射条件可知若增大入射角,a、b光均不消失,故A错误;因a光的折射率小于b光的折射率,故λa大于λb,故B错误;a、b光为横波,均能发生偏振现象,故C错误;若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,Ek=hν-W=eU,因为na3.D 原磁场的磁感应强度均匀减小,由楞次定律得感应磁场与原磁场方向相同,由安培定则可得感应电流方向由a向b,故A错误;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势恒定,感应电流恒定,故B错误;棒ab所受安培力F安=IlB,其中I恒定,B均匀减小,l不变,F安减小,故C错误;由二力平衡Ff=F安可知Ff逐渐减小,故D正确。
4.B 摩天轮匀速转动,乘客动能不变,高度不断变化,重力势能不断变化,机械能等于重力势能和动能之和,机械能也不断变化,故A错误;在最高点,重力指向圆心,支持力背向圆心,合外力提供向心力,F向=mg-FN>0,即mg>FN,故B正确;转动一周,重力始终存在,由I=mg·t可知冲量不为零,故C错误;重力的瞬时功率P=mgvcosα,重力方向不变,速度方向不断变化,重力与速度间的夹角α不断变化,P不断变化,故D错误。
5.C 由题图可知,绳子中质点的振动方向与波传播方向垂直,故此简谐波为横波,A错误;根据波形与波的传播方向可知,位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离为L=
λ,其中n=0,1,2,…,波长λ=
n=0,1,2,…,故当n=0时,λ取最大值4L,故B错误;t=
时,P还没有达到向上的最大位移,正在向上运动,故C正确;0~
内P由平衡位置振动到波峰,
内,P由波峰回到平衡位置,故t=
时P在平衡位置上方向上振动,t=
T时,P在平衡位置上方向下振动,故C正确,D错误。
6.AD t=0时,磁通量为零,故线圈平行于磁感线,故A正确;t=1s时,由题图可知,磁通量为零,磁通量变化率最大,此时斜率方向不变,感应电流方向不变,故B错误;当t=1.5s时,磁通量最大但磁通量变化率为零,感应电动势为0,故C错误;由题图可知,有效值E=
Em=
nΦmω=2
πV,在一个周期内产热Q=
T=8π2J,故D正确。
7.BC 电子的运动可能从A向B做减速运动,也可能从B向A做加速运动,故A错;由曲线运动的特点,合外力总指向弯曲轨迹的内侧,故电场方向由M指向N,故B点的电势一定低于A点电势,故D错;若aA>aB,则场源电荷必在M端,一定为正电荷,故B正确;电子从A运动到B做减速运动,电场力做负功,电势能增加,故EpA8.AB 如图所示,由几何关系可知∠1=∠5=∠2=∠4,若绳子的端点b向上移至b',绳的夹角大小不变,故晾衣绳拉力不变,故A正确。
杆N右移,绳长不变,两段绳的夹角变大,但合力大小、方向均不变,故绳的拉力变大,故B正确。
只要杆M、N间距不变,如图所示,无论移动哪个端点,绳的拉力始终保持不变,故C错误。
若要换挂质量更大的衣服,只是衣服的重力增大,绳与竖直方向的夹角θ不变,则衣架悬挂点不变,故D错误。
9.答案
（1）R
g
（2）①AB ②BC
（3）①aa' bb' ②1.4（1.36~1.44均可） 0.5（0.4~0.6均可）
解析
（1）设飞船质量为m、地球质量为M
G
=m
①
GM=gR2②
由①②联立解得:
v=R
G
=man③
由②③联立解得an=
g
（2）①重物选择质量、密度较大的金属锤,可减小空气阻力的影响保证自由下落,故A正确。
两限位孔在同一竖直面内上下对正,减小纸带与限位孔间的阻力,保证自由下落,故B正确。
由mgh=
mv2可得m的大小与实验结论无关,故C不正确。
用手拿着纸带的上端,让重物悬空,先接通电源,再释放。
若托重物再释放,纸带不绷紧,实验误差大,故D错误。
②要验证机械能守恒定律,必须测出下落高度,计算相应点的瞬时速度。
A项,OA段可求得OA中点速度大小,AD段可求得AD中点速度的大小,EG段可求得F点速度的大小,但不可求得各中点间的距离大小,因此无法求得相应过程中重物的重力势能的变化量,故A项错误;B项,根据BC段、CD段的距离可求得C点的速度大小,即可求得C点处的动能大小,由于O点处动能为0,可求得OC段动能的变化量,再根据OC段距离即可求得C点处对应的重力势能变化量,验证机械能守恒,故B项正确;C项,根据已知BD段长度可求得C点的速度大小,已知EG长度可求得F点速度大小,进而求得C点到F点的动能变化,又因为已知CF的长度大小,可求得其重力势能的变化量,故C项正确;D项,由AC段长度可求得B点的速度大小,BD段长度可求得C点的速度大小,EG段长度可求得F点的速度大小,但无法求得各已知速度的点间的距离大小,无法求得其重力势能的变化量,故D项错误,故选B、C。
（3）①用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,可知a、b'间存在断路;若测量a、a'间电压,读数不为零,则aa'段存在断路,反之bb'段存在断路。
②由题图得当I2=0,即电路开路时,I1=0.14mA
E=I1（r1+R1）=0.14×10-3×（103+9×103）V=1.4V
由图象可得斜率
R=
Ω=3.5Ω
电源内阻r=R-R0=（3.5-3.0）Ω=0.5Ω
10.答案
（1）0.6s
（2）2m/s （3）0.6m
解析
（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有
h=
gt2①
代入数据解得
t=0.6s②
（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB,有
vB=gt③
细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A、B的重力,A、B相互作用,由动量守恒得
mBvB=（mA+mB）v④
之后A做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度,联立②③④式,代入数据解得
v=2m/s⑤
（3）细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有
（mA+mB）v2+mBgH=mAgH⑥
代入数据解得
H=0.6m⑦
11.答案
（1）
v0,与x轴正方向成45°角斜向上
（2）
解析
（1）在电场中,粒子做类平抛运动,设Q点到x轴距离为L,到y轴距离为2L,粒子的加速度为a,运动时间为t,有
2L=v0t①
L=
at2②
设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为vy
vy=at③
设粒子到达O点时速度方向与x轴正方向夹角为α,有
tanα=
④
联立①②③④式得
α=45°⑤
即粒子到达O点时速度方向与x轴正方向成45°角斜向上。
设粒子到达O点时速度大小为v,由运动的合成有
v=
⑥
联立①②③⑥式得
v=
v0⑦
（2）设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F,由牛顿第二定律可得
F=ma⑧
又F=qE⑨
设磁场的磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,所受的洛伦兹力提供向心力,有
qvB=m
⑩
由几何关系可知
R=
L
联立①②⑦⑧⑨⑩
式得
12.答案
（1）垂直于导轨平面向下
（2）
（3）
解析
（1）由题意可知,MN所受安培力可以使其水平向右运动,故安培力方向为水平向右,而MN中的电流方向为从M到N,因此,根据左手定则可判断磁场方向为垂直于导轨平面向下。
（2）电容器完全充电后,两极板间电压为E,当开关S接2时,电容器放电,设刚放电时流经MN的电流为I,有
I=
①
设MN受到的安培力为F,有
F=IlB②
由牛顿第二定律,有
F=ma③
联立①②③式得
a=
④
（3）当电容器充电完毕时,设电容器上电荷量为Q0,有
Q0=CE⑤
开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值vmax时,设MN上的感应电动势为E',有
E'=Blvmax⑥
依题意有
E'=
⑦
设在此过程中MN的平均电流为
MN上受到的平均安培力为
有
lB⑧
由动量定理,有
Δt=mvmax-0⑨
又
Δt=Q0-Q⑩
联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得
Q=
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