2009 年天津高考理综试题及答案
理科综合共 300 分,考试用时 150 分钟
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 6 页,共
120 分。
答卷前,考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上,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,答在试卷上的无效。考试结束后,将本试
卷和答题卡一并交回。
祝各位考生考试顺利!
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. 物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力 F,A 中 F 垂直于
斜面向上。B 中 F 垂直于斜面向下,C 中 F 竖直向上,D 中 F 竖直向下,施力后物块仍然
静止,则物块所受的静摩擦力增大的是
D 【 解 析 】 四 个 图 中 都 是 静 摩 擦 。 A 图 中
Af
G
sin
; B 图 中
Bf
G
sin
; C 图 中
Cf
(
G F
)sin
;D 图中
Cf
(
G F
)sin
。
FN
f
G
FN
f
G
FN
f
G
FN
f
G
2.下列关于电磁波的说法正确的是
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
B【解析】电磁波在真空中也能传播,A 错;衍射是一切波所特有的现象,B 对;电磁波是横
波,横波能发生偏振现象,C 错;所有波都能传递信息,D 错。
3.为探究小灯泡 L 的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻
器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光。
由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的 U-I 图象应是
C【解析】灯丝电阻随电压的增大而增大,在图像上某点到原点连线的斜率应越来越大。C
正确。
4.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻 R,质量不能忽略的金属棒与
两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场
中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力 F 作用下加速上升的一段时间内,力 F
做的功与安培力做的功的代数和等于
A.棒的机械能增加量
B.棒的动能增加量
C.棒的重力势能增加量
D.电阻 R 上放出的热量
A【解析】棒受重力G 、拉力 F 和安培力 AF 的作用。由动能定理: F
W W W
A
G
得
E
K
W W
A
F
E
K
mgh
,即力 F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量。选 A。
5.如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N 为板间同一电场线
上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度 vM 经过 M 点在电场线上向下运动,且未与下板
接触,一段时间后,粒子以速度 vN 折回 N 点。则
A.粒子受电场力的方向一定由 M 指向 N
B.粒子在 M 点的速度一定比在 N 点的大
C.粒子在 M 点的电势能一定比在 N 点的大
D.电场中 M 点的电势一定高于 N 点的电势
B【解析】由于带电粒子未与下板接触,可知粒子向下做的是减速运动,故电场力向上,A
错;粒子由 M 到 N 电场力做负功电势能增加,动能减少,速度增加,故 B 对 C 错;由于粒子
和两极板所带电荷的电性未知,故不能判断 M、N点电势的高低,C 错。
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,有的只有一个选项
正确,有的有多个选项正确。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.下列说法正确的是
A. 15
7
N H
C
12
6
1
1
4
2
He
是衰变方程
B. 1
1
H H
2
1
3
2
He
是核聚变反应方程
C. 238
92
U
234
90
D. 4
2
He
27
13
Al
Th He
4
2
是核裂变反应方程
是原子核的人工转变方程
1
0
n
30
15
P
BD【解析】A 选项中 N15
7 在质子的轰击下发生的核反应,属于人工转变,A 错;C 选项是α
衰变,不是裂变,C 错。
7.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光
A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大
B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大
C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光临界角较大
D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大
C【解析】由
Cv 可知,蓝光在玻璃中的折射率大,蓝光的速度较小,A 错;以相同的入
n
射角从空气中斜射入玻璃中,蓝光的折射率大,向法线靠拢偏折得多,折射角应较小,B 错。
从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式
sin
C 正确;用同一装置进行双缝干涉实验,由公式
距小,D 错
8.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关
系式为 x=Asin
4
t
,则质点
A.第 1 s 末与第 3 s 末的位移相同
C 1
可知,红光的折射率小,临界角大,
n
L
d
可知蓝光的波长短,相邻条纹间
x
x
A
O
-A
1
2
3
4
5
6
7
8
t/s
B.第 1 s 末与第 3 s 末的速度相同
C.3 s 末至 5 s 末的位移方向都相同
D.3 s 末至 5 s 末的速度方向都相同
AD【解析】由关系式可知
4
rad/s
,
2
T
s8
,将 t=1s 和 t=3s 代入关系式中求得
两时刻位移相同,A 对;画出对应的位移-时间图像,由图像可以看出,第 1s 末和第 3s 末
的速度方向不同,B 错;仍由图像可知,3s 末至 5s 末的位移大小相同,方向相反,而速度
是大小相同,方向也相同。故 C 错、D 对。
2009 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
第 II 卷
注意事项:
1.用黑色墨水的钢笔或或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,单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强度
为 B 的水平匀强磁场中,线框面积为 S,电阻为 R。线框绕与 cd 边重合的竖
直固定转轴以角速度匀速转动,线框中感应电流的有效值 I=
。线框从中性
面开始转过
2
的过程中,通过导线横截面的电荷量 q=
。
(2)图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流 RI =300A,内阻
Rg=100 ,可变电阻 R 的最大阻值为 10 k ,电池的电动势 E=1.5 V,
内阻 r=0.5 ,图中与接线柱 A 相连的表笔颜色应是
色,
接正确使用方法测量电阻 Rx 的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则 Rx=
k .若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表
仍能调零,按正确使用方法再测上述 Rx 其测量结果与原结果相比较
(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)如图所示,将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,利用此装置可以测定重力和速度。
1 所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,
此外还需
(填字母代号)中的器材。
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
2 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度。为使图线的斜
率等于重力加速度,除作 v-t 图象外,还可作
图象,其纵轴表示的
是
,横轴表示的是
。
(1)
2
BS
2
R
,
BS
R
【解析】本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷
量的计算等知识。
电动势的最大值
E m
BS
,电动势的有效值
E
mE
2
,电流的有效值
I
E
R
2
BS
2
R
;
q
tI
E
R
t
tR
t
R
BS
R
(2)红,5,变大
【解析】本题考查欧姆的结构、测量原理和相关计算,还涉及测量误差的分析。
欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“-”出,即回路中电流从标有“+”
标志的红表笔进去,所以与 A相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即 Rx=0)时,电流表应
调至满偏电流 Ig,设此时欧姆表的内阻为 R内此时有关系
I g 得
E
内R
R
内
E
gI
kΩ5
;当
指针指在刻度盘的正中央时 I=Ig/2,有
I
g
2
E
R
内
R
x
,代入数据可得
Rx
R
kΩ5内
;当
电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流 Ig 不变,由公式
I g ,
E
内R
欧姆表内阻 R内得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由
I
E
R
x
RI
g
内
R
R
内
x
R
内
I
1
g
R
R
内
x
,可知当 R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏
左了,欧姆表的示数变大了。
(3)①D,
2
v
2
h
,速度平方的二分之一,重物下落的高度。
【解析】本题考查用打点计时器测重力加速度。涉及器材的选取和用图像处理数据的方法。
①打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关,所以不要天平和砝码。计算速
度需要测相邻计数的距离,需要刻度尺,选 D。
②由公式
v
2
2
gh
,如绘出
2
v
2
h
图像,其斜率也等于重力加速度。
10.(16 分)如图所示,质量 m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的
水平面上,车长 L=15 m,现有质量 m2=0.2 kg 可视为质点的
物块,以水平向右的速度 v0=2 m/s 从左端滑上小车,最后
在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取 g=10 m/s2
,求
(1) 物块在车面上滑行的时间 t;
(2) 要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度 v′0 不超过多少。
(1)0.24s
(2)5m/s
【解析】本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系
这些物理规律的运用。
(1)设物块与小车的共同速度为 v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
vm
02
vmm
1
2
设物块与车面间的滑动摩擦力为 F,对物块应用动量定理有
vmvmtF-
02
2
其中
解得
F
gm
2
①
②
③
t
vm
01
gmm
2
1
代入数据得
s24.0t
④
(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度 v′,则
vm
02
vmm
1
2
由功能关系有
代入数据解得
2
vm
02
1
2
=5m/s
1
2
vmm
1
2
2
gLm
2
⑤
⑥
故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度 v0′不能超过 5m/s。
11.(18 分)如图所示,直角坐标系 xOy 位于竖直平面内,在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和
匀强电场,磁场的磁感应为 B,方向垂直 xOy 平面向里,电场线平行于 y 轴。一质量为 m、电
荷量为 q 的带正电的小球,从 y 轴上的 A 点水平向右抛出,经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场,
恰能做匀速圆周运动,从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场,MN 之间的距离为 L,小球过
M 点时的速度方向与 x 轴的方向夹角为.不计空气阻力,重力加速度
为 g,求
(1) 电场强度 E 的大小和方向;
(2) 小球从 A 点抛出时初速度 v0 的大小;
(3) A 点到 x 轴的高度 h.
(1)
mg
q
,方向竖直向上 (2)
qBL
2m
cot
(3)
2
2
2
LBq
2
8
gm
【解析】本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。
(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡(恒力不能充
当圆周运动的向心力),有
qE
mg
E
mg
q
①
②
重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直
向上。
(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,
为 r,由几何关系知
POM
,如图所示。设半径
L
r2
sin
③
小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力白日提供,设小球做圆周运动的速率为 v,有
由速度的合成与分解知
由③④⑤式得
qvB
2
mv
r
v
0
v
cos
v
0
qBL
2
m
cot
(3)设小球到 M点时的竖直分速度为 vy,它与水平分速度的关系为
由匀变速直线运动规律
由⑥⑦⑧式得
vy
tan0v
v
2
2
gh
h
2
2
2
LBq
2
8
gm
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
12.(20 分)2008 年 12 月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座
A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体 S2 绕人马座 A*做椭圆运动,其轨
道半长轴为 9.50 102 天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位),人马座 A*就处在
该椭圆的一个焦点上。观测得到 S2 星的运行周期为 15.2 年。
(1) 若将 S2 星的运行轨道视为半径 r=9.50 102 天文单位的圆轨道,试估算人马座 A*的质量
MA 是太阳质量 Ms 的多少倍(结果保留一位有效数字);
(2) 黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足
以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为 m 的粒子具有势能为
Ep=-G
Mm
R
(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中 M、R 分别表示黑洞的质量和半
径。已知引力常量 G=6.7 10-11N·m2/kg2,光速 c=3.0 108m/s,太阳质量 Ms=2.0 1030kg,
太阳半径 Rs=7.0 108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马
座 A*的半径 RA 与太阳半径 gR 之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)。