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2009年天津高考理综试题及答案.doc

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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 =300A,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 s24.0t 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)。
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