2015年天津市高考物理试卷解析版

2015年天津市高考物理试卷解析版参考答案与试题解析一、单项选择题（每小题6分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（6分）物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（ ）A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【考点】1U：物理学史．菁优网版权所有【分析】本题是原子物理学史问题，根据相关科学家的物理学成就进行解答．【解答】解：A、天然放射现象是原子核发生衰变而产生的，说明原子核内部是有结构的，故A正确。B、电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构，但不能说明原子具有核式结构，故B错误。C、α粒子散射实验的重要发现是原子的核式结构，而不是电荷的量子化，故C错误。D、密立根油滴实验测出了电子的电荷量，发现了电荷量的量子化，不明说明核外电子的轨道是不连续的，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了原子核的知识和物理学史，象、原子的核式结构学说、α粒子散射实验、密立根油滴实验都是考查的重点，要重点掌握．2．（6分）中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子•涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（ ）A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光【考点】H3：光的折射定律．菁优网版权所有【专题】54I：光电效应专题．【分析】由图看出第一次折射时，b光折射角较大，其折射率较小，频率较小，波长较푐长．由公式v=得到，b光在玻璃中的传播速度较大；结合发生光电效应的条件分푛析；折射率较小，则临界角大，不容易发生全反射．【解答】解：画出光路图，分析可知，第一次折射时，b光的折射角较大，而入射角相푠푖푛푖等，根据折射率公式n=得知，b光的折射率较小，频率较小，波长较长。再由푠푖푛푟푐=λf，可知，折射率越小，则波长越长。푛푐A、由公式v=得知，b光的折射率较小，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小푛于b光，故A错误；B、光的折射率较小，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光的折射角较大，所以b光侧移量小。故B错误；C、b光的折射率较小，频率较小，分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能，故C正确；D、b光的折射率较小，则临界角大，不容易发生全反射，所以以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光。故D错误。故选：C。【点评】该题结合光的折射考查折射率、折射率与光的频率、速度的关系以及光电效应的条件等知识点的内容，关键之处是画出光路图，分析第一次折射时折射角的关系，要注意运用反射的对称性作图．3．（6分）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2m和xb＝6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是（ ）A．该波沿+x方向传播，波速为1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿+y方向D．质点a在t＝2s时速度为零【考点】73：简谐运动的振动图象；F4：横波的图象；F5：波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有【专题】51D：振动图像与波动图像专题．【分析】A、由图可知ab两点之间的距离，利用波的速度公式可求出波传播的速度大小，结合b点在该时刻的位置及振动方向，利用平移法可知波的传播方向，从而可知选项A的正误B、方向经过4s的时间与周期之间的关系，利用在一个周期内，质点经过的路程为振幅的4倍，即可得知选项B的正误。C，结合b质点此时刻的位置和振动方向，从而可得知a质点所处的位置和振动方向，继而可知选项C的正误。D、通过t＝2s时b的位置，可判断出a点的位置，从而可知a点的运动情况，继而得知选项D的正误。【解答】解：A、ab两点间的距离为x＝xb﹣xa＝6﹣2＝4m，振动从a传播到b的时间푇푥4为半个周期，为t==4s，所以波速为：v===1m/s，但是b点该时刻的振动2푡4方向是沿y轴正方向，由微平移法可知波向﹣x轴方向传播，选项A错误。B、质点a振动4s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的2倍，即为1m，选项B错误C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向，ab间相隔半个波长，振动步调完全相反，所以此时刻质点a的速度沿﹣y方向，选项C错误。D、在t＝2s时，质点b在正的最大位移处，ab两质点的振动步调完全相反，所以质点a在负的最大位移处，此时a的速度为零，选项D正确。故选：D。【点评】该题考查了简谐波的传播和质点的振动，解答该题要熟练的掌握波传播方向的判断，常用的方法有“微平移法”、“带动法”、“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”，还有就是要熟练的掌握步调一致的点的判断和步调始终相反的点的判断。会通过时间计算振动质点通过的路程。4．（6分）未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是（ ）A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小【考点】48：线速度、角速度和周期、转速；4F：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有【专题】528：万有引力定律的应用专题．【分析】首先分析出该题要考查的知识点，就是对向心加速度的大小有影响的因素的分析，列出向心加速度的表达式，进行分析即可得知正确选项。【解答】解：为了使宇航员在航天器上受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，即为使宇航员随旋转舱转动的向心加速度为定值，且有a＝g，宇航员随旋转舱转动的加速度为：a＝ω2R，由此式可知，旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小，此加速度与宇航员的质量没有关系，所以选项ACD错误，B正确。故选：B。【点评】该题的考查方法非常新颖，解题的关键是从相关描述中提起有用的东西，对于该题，就是得知在向心加速度不变的情况下，影响向心加速度大小的物理量之间的变化关系，该题还要熟练的掌握有关匀速圆周运动的各个物理量的关系式，并会应用其进行正确的计算和分析。5．（6分）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（ ）A．圆环的机械能守恒B．弹簧弹性势能变化了3mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【考点】6B：功能关系；6C：机械能守恒定律．菁优网版权所有【分析】分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，由于弹簧的拉力对圆环做功，所以圆环机械能不守恒，系统的机械能守恒；根据系统的机械能守恒进行分析。【解答】解：A、圆环沿杆滑下过程中，弹簧的拉力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，故A错误，B、图中弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L，可得物体下降的高度为h=3L，根据系统的机械能守恒得弹簧的弹性势能增大量为△Ep＝mgh=3mgL，故B正确。C、圆环所受合力为零，速度最大，此后圆环继续向下运动，则弹簧的弹力增大，圆环下滑到最大距离时，所受合力不为零，故C错误。D、根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，知圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，故D错误。故选：B。【点评】对物理过程进行受力、运动、做功分析，是解决问题的根本方法。要注意圆环的机械能不守恒，圆环与弹簧组成的系统机械能才守恒。二、不定向选择题（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．（6分）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（ ）A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小【考点】E8：变压器的构造和原理．菁优网版权所有【专题】53A：交流电专题．【分析】保持Q位置不动，则输出电压不变，保持P位置不动，则负载不变，再根据变压器的特点分析。【解答】解：AB、在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定。因此，当Q位置不变时，输出电压不变，此时P向上滑动，负载电阻值增大，则输出电流减小，电流表的读数I变小，故A错误，B正确；CD、P位置不变，将Q向上滑动，则输出电压变大，输出电流变大，则电流表的读数I变大，故C正确，D错误；故选：BC。【点评】本题的关键在于P位置不动时总电阻不变，Q不变时输出电压不变，完全利用变压器特点。7．（6分）如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（ ）A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多B．三种粒子打到屏上时的速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动．菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；531：带电粒子在电场中的运动专题．【分析】由动能定理定理可求得粒子刚进入偏转电场时的速度。粒子进入偏转电场中做类平抛运动，由分位移公式得到粒子在偏转电场中的偏转距离，再由几何关系可明确粒子打在屏上的位置。根据电场力做功W＝Eqy可分析偏转电场对粒子做功大小关系，结合动能定理分析粒子打到屏上时速度关系。1【解答】解：AD、粒子在加速电场中加速，由动能定理可知：qU=mv2﹣01202푞푈1解得：v0=푚퐿푚粒子在加速电场中的运动时间：t1==2L1；푣02푞푈12퐿2푚粒子在偏转电场中做类平抛运动，运动时间：t2==퐿2；푣02푞푈111푞푈2퐿222在偏转电场中竖直分位移：y=a2t2=•()；22푚푑푣02푈2퐿2联立得y=，y与q、m无关，所以三种粒子在偏转电场中轨迹重合，离开偏转4푈1푑电场后粒子做匀速直线运动，因此三种粒子一定打到屏上的同一位置；加速电场对粒子做功为W1＝qU1，q和U1相等，所以加速电场E1对三种粒子做功相等。偏转电场E2对粒子做功：W2＝qE2y，q、E2、y相等，则知偏转电场E2对三种粒子做功相等。故A正确，D正确。퐿3푚C、离开偏转电场后粒子的运动时间：t3==퐿3；푣02푞푈1푚粒子运动到屏上所用时间t＝t1+t2+t3＝（2L1+L2+L3）；2푞푈1푚因为不等，所以t不等，故C错误。푞1B、对整个过程，根据动能定理得W=푚푣2‒0，由于W相等，m不等，所以v不2等，即三种粒子打到屏上时速度不等，故B错误。故选：AD。【点评】本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转，要注意偏转中运动的合成与分解的正确应用，本题的结论要在理解的基础上记牢，经常用到。8．（6分）P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐2标表示物