2004年至2013年天津高考物理试题分类——压轴题
2004年至2013年天津高考物理试题分类——压轴题
（2004年）25.（22分）磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l 、a 、b ，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻1R 相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B ，方向如图所示。发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v ，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p ?维持恒定，求：
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大； （2）磁流体发电机的电动势E 的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P 。
（1）不存在磁场时，由力的平衡得p ab F ?=
（2）设磁场存在时的气体流速为v ，则磁流体发电机的电动势Bav E = 回路中的电流bl
a R Bav I L ρ+
=
电流I 受到的安培力bl
a R v
a B F L ρ+
=22安
设F '为存在磁场时的摩擦阻力，依题意
v v F F =' 存在磁场时，由力的平衡得F F p ab '+=?安 根据上述各式解得)
(1020bl
a
R p b av B Bav E L ρ+
?+
=
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率p abv P ?=
由能量守恒定律得v F EI P '+= 故)
(1020bl
a
R p b av B p abv P L ρ+
?+
?=
（2005年）25．（22分）正电子发射计算机断层（PET ）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床
诊断和治疗提供全新的手段。 （1）PET 在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高度质子轰击氧16获得的，反应中同时还产生另一个粒子，试写出该核反应方程。
（2）PET 所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D 形盒的半径为R ，两盒间距为d ，在左侧D 形盒圆心处放有粒子源S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向如图所示。质子质量为m ，电荷量为q 。设质子从粒子源S 进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t （其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同，加速电子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f 和加速电压U 。 （3）试推证当R>>d 时，质子在电场中加速的总时间相对于在D 形盒中回旋的总时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。
25．（1）核反应方程为He N H O 4213711168+→+ ①
（2）设质子加速后最大速度为v ，由牛顿第二定律有R
v m qvB 2= ②
质子的回旋周期qB m
v R T ππ22== ③ 高频电源的频率m
qB
T f π21== ④
质子加速后的最大动能2
2
1mv E k = ⑤
设质子在电场中加速的次数为n ，则nqU E k = ⑥
又2
T
n t = ⑦ 可解得t BR U 22π= ⑧
（3）在电场中加速的总时间为v nd
v nd t 221=
= ⑨ 在D 形盒中回旋的总时间为v
R
n t π=2 ⑩
故1221<<=
R
d
t t π⑾ 即当R>>d 时，t 1可忽略不计。
（2006年）25.（22分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。
（1）可见星A所受暗星B的引力
A
F可等效为位于O点处质量为m'的星体（视为质点）对它的引力，设A和
B的质量分别为
1
m、
2
m，试求m'（用
1
m、
2
m表示）；
（2）求暗星B的质量
2
m与可见星A的速率v、运行周期T和质量
1
m之间的关系式；
（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量
s
m的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率
s
m
v/
10
7.25
?
=，运行周期s
T4
10
7.4?
=π，质量
s
m
m6
1
=，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？
（kg
m
kg
m
N
G
s
30
2
2
1110
0.2
,
/
10
67
.6?
=
?
?
=-）
25.（22分）
（1）设A、B的圆轨道半径分别为
1
r、
2
r，由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，设其为ω。由牛顿运动定律，有
1
2
1
r
m
F
A
ω
=
2
2
2
r
m
F
B
ω
=
B
A
F
F=
设A、B之间的距离为r，又
2
1
r
r
r+
=，由上述各式得
1
2
2
1r
m
m
m
r
+
=①
由万有引力定律，有
2
2
1
r
m
m
G
F
A
=，将①代入得
2
1
2
2
1
3
2
1
)
(r
m
m
m
m
G
F
A+
=
令
2
1
1
r
m
m
G
F
A
'
=比较可得
2
2
1
3
2
)
(m
m
m
m
+
='②
（2）由牛顿第二定律，有12
121
1
r v m r m m G =' ③
又可见星A 的轨道半径π
21vT
r =
④ 由②③④式解得G T
v m m m π2)
(32
2132=+ ⑤ （3）将s m m 61=代入⑤式，得G T
v m m m s π2)6(3223
2=
+ 代入数据得s s m m m m 5.3)
6(2
232
=+ ⑥ 设)0(2>=n nm m s ，将其代入⑥式，得s s s m m n
n
m m m 5.3)16()
6(22
232=+=+ ⑦ 可见，2
232
)
6(m m m s +的值随n 的增大而增大，试令n 2=，得 s s s m m m n
n 5.3125.0)16
(2<=+ ⑧
若使⑦式成立，则n 必大于2，即暗星B 的质量2m 必大于2s m ，由此得出结论：暗星B 有可能是黑洞。 （2007年）25.（22分）离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P 处注入，在A 处电离出正离子，BC 之间加有恒定电压，正离子进入B 时的速度忽略不计，经加速后形成电流为I 的离子束后喷出。已知推进器获得的推力为F ，单位时间内喷出的离子技师为J 。为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。
（1）求加在BC 间的电压U ；
（2）为使离子推进器正常运行，必须在出口D 处向正离子束注入电子，试解释其原因。 25.（22分）
（1）设一个正离子的质量为m ，电荷量为q ，加速后的速度为v ，根据动能定理，有
2
2
1mv qU =
①
设离子推进器在△t 时间内喷出质量为△M 的正离子，并以其为研究对象，推进器对 △M 的作用力为F ′，由动量定理，有
Mv t F △△=' ②
由牛顿第三定律知F ′＝F ③
设加速后离子束的横截面积为S ，单位体积内的离子数为n ，则有
nqvS I =
④ nmvS J = ⑤
由④、⑤可得m
q J I = 又t
M
J ??=
⑥
解得JI
F U 22
= ⑦
（2）推进器持续喷出正离子束，会使带有负电荷的电子留在其中，由于库仑力作用将严重阻碍正离子的继续喷出。电子积累足够多时，甚至会将喷出的正离子再吸引回来，致使推进器无法正常工作。因此，必须在出口D 处发射电子注入到正离子束，以中和正离子，使推进器获得持续推力。
（2008年）25.（22分）磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具，它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R ，金属框置于xOy 平面内，长边MN 为l 平行于y 轴，宽为d 的NP 边平行于x 轴，如图l 所示。列车轨道沿Ox 方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B 沿O x 方向按正弦规律分布，其空间周期为λ ，最大值为B 0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v 0沿Ox 方向匀速平移。设在短暂时间内，MN 、PQ 边所在位置的磁感应强度随时问的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox 方向加速行驶，某时刻速度为v （v ＜v 0＝。 （1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；
（2）为使列车获得最大驱动力，写出MN 、PQ 边应处于磁场中的什么位置及λ与d 之间应满足的关系式； （3）计算在满足第（2）问的条件下列车速度为v 时驱动力的大小。
（l ）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感
应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。
（2）为使列车得最大驱动力，MN 、PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围
面积的磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此，d 应为
2
λ
的奇数倍，即 d ＝(2k ＋1)
2
λ
或λ=122+k d (k ∈N ) ①
（3）由于满足第（2）问条件，则MN 、PQ 边所在处的磁感就强度大小均为B 0且方向总相反，经短暂时间Δt ，磁
场沿Ox 方向平移的距离为v 0Δt ，同时，金属框沿Ox 方向移动的距离为v Δt 。 因为v 0＞v ，所以在Δt 时间内MN 边扫过的磁场面积 S ＝(v 0－v )l Δt
在此Δt 时间内，MN 边左侧穿过S 的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化 MN ?Φ＝B 0l (v 0－v )Δt ② 同理，该Δt 时间内，PQ 边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化 PQ ?Φ＝B 0l (v 0－v )Δt ③ 故在内金属框所围面积的磁通量变化
?Φ＝MN ?Φ＋PQ ?Φ ④ 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小 E ＝t
??Φ
⑤
根据闭合电路欧姆定律有 I ＝
R
E
⑥ 根据安培力公式，MN 边所受的安培力 F MN ＝B 0Il PQ 边所受的安培力
F PQ ＝B 0Il
根据左手定则，MN 、PQ 边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小 F ＝F MN ＋F PQ ＝2 B 0Il ⑦ 联立解得
F ＝R
v v l B )
(40220- ⑧
（2009年）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M A 是太阳质量M s 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E p =-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·m 2/kg 2，光速c=3.0?108m/s ，太阳质量M s =2.0?1030kg ，太阳半径R s =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R A 与太阳半径g R 之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）。 答案：（1）6
410?，（2）17<
【解析】本题考查天体运动的知识。其中第2小题为信息题，如“黑洞”“引力势能”等陌生的知识都在题目中给出，考查学生提取信息，处理信息的能力，体现了能力立意。 （1）S2星绕人马座A *做圆周运动的向心力由人马座A *对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为m S2，角速度为ω，周期为T ，则
2
A 222
M G
S S m m r r ω= ① 2T
π
ω= ②
设地球质量为m E ，公转轨道半径为r E ，周期为T E ，则 2S 2
M G
E
E E E
m m r r ω= ③ 综合上述三式得
3
2
A S M M E E T r r T ????
= ? ???
?? 式中 T E =1年 ④ r E =1天文单位 ⑤ 代入数据可得
6A
S
M 410M =? ⑥ （2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时料子的势能为零。“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”，说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，则其能量总和小于零，则有 2102Mm mc G R
-< ⑦ 依题意可知
A R R =，A M M = 可得
A 2
2R A
GM c < ⑧ 代入数据得
10
1.210m A R
17A
S
R R < ⑩ (2010年)12．（20分）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M 、N
为两块水平放置的平行金属极板，板长为L ，板右端到屏的距离为D ，且D 远大于L ，O ′O 为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O ′O 的距离。以屏中心O 为原点建立xOy 直角坐标系，其中x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。
（1）设一个质量为m 0、电荷量为q 0的正离子以速度v 0沿O ′O 的方向从O ′点射入，板间不加电场和磁场时，
离子打在屏上O 点。若在两极板间加一沿＋y 方向场强为E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O 点的距离y 0;
（2）假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。
上述装置中，保留原电场，再在板间加沿－y 方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O ′点沿O ′O 方方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y 坐标相同的两个光点，对应的x 坐标分别为3．24 mm 和3．00 mm ，其中x 坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板间运动时O ′O 方向的分速度总是远大于x 方向和y 方向的分速度．
12．（20）
（1）离子在电场中受到的电场力
E q
F y 0= ①
离子获得的加速度0
m F a y y =
②
离子在板间运动的时间0
0v L
t =
③ 到达极板右边缘时，离子在+y 方向的分速度
t a v y y '= ④ 离子从板右端到达屏上所需时间
v D
t =' ⑤
离子射到屏上时偏离O 点的距离
'0
0t v y y = 由上述各式得
2
000v m ELD
q y =
⑥ （2）设离子电荷量为q ，质量为m ，入射时速度为v ，磁场的磁感应强度为B ，磁场对离子的洛伦兹力 qvB F x = ⑦
已知离子的入射速度都很大，因而离子在磁场中运动时间甚短，所经过的圆弧与圆周相比甚小，且在板间运动时，O O '方向的分速度总是远大于在x 方向和y 方向的分速度，洛伦兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度
m
qvB
a x =
⑧ x a 是离子在x 方向的加速度,离子在x 方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动,到达极板右端时,离子在x
方向的分速度
m
qBL
v L m qvB t a v x x =
==)( ⑨ 离子飞出极板到达屏时,在x 方向上偏离O 点距离
mv
qBLD
v D m qBL t v x x =
='=)( ⑩ 当离子的初速度为任意值v 时,离子到达屏上时的位置在y 方向上偏离O 点的距离为y ,考虑⑥式,得
2
mv qELD
y =
○11 由⑩两式得y m k x =2
○12 其中E
LD
qB k 2=
上式表明,k 是与离子进入板间初速度无关的定值,对两种离子均相同,由题设条件知,x 坐标3.24mm 的光点对应
的是碳12离子,其质量为x u m ,121=坐标3.00mm 的光点对应的是未知离子,设其质量为,2m 由○
12式代入数据可得
u m 142≈○
13 故该未知离子的质量数为14.
(2011年)12．（20分）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代
科学技术的发展。
（1）当今医学影像诊断设备PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同
位素碳11作示踪原子。碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。若碳11的半衰期t 为20min ，经2.0h 剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）
（2）回旋加速器的原理如图，D 1和D 2是两个中空的半径为R 的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f 的交
流电源上，位于D 1圆心处的质子源A 能不断产生质子（初速度可忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，D 1、D 2置于盒面垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中。若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P ，求输出时质子束的等效电流I 与P 、 B 、R 、f 的关系式（忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速）。
（3）试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r 是装
置大、减小还是不变？
12．（20分）
（1）核反应方程为
He C H N 4
211611147
+→+
①
设碳11原有质量为m 0，经过t 1=2.0h 剩余的质量为m r ，根据半衰其定义有
%6.1212120
120201
≈??
? ??=??? ??=t r m m
②
（2）设质子质量为m ，电荷量为q ，质子离子加速器时速度大小为v ，由牛顿第二定律知
R
v m
qvB 2= ③
质子运动的回旋周期为
qB
m
v R T ππ22==
④
由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T 与频率f 的关系得
T
f 1=
⑤
设在t 时间内离开加速器的质子数为N ，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率
t
mv N P 2
21?=
⑥
输出时质子的等效电流
t
Nq I =
⑦
由上述各式得
f
BR P
I 2
π=
⑧
若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样得分。 （3）方法一
设*)(N k k ∈为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为k r 、
k k k k k k r r r r r r -=?>+++111),(，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为k v 、,1+k v D 1、D 2之间的电压为U ，由动能定理知
22
212
121k
k mv mv qU -=
+ ⑨
由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力， 知qB
mv r k
k =
，则 2)(222122k k r r m
B q qU -=
+
整理得)
(412k k k r r qB mU
r +=
?+
⑩
因U 、q 、m 、B 均为定值，令,42
qB
mU
C =
由上式得 1
k k k C
r r r +?=
+
相邻轨道半径1k r +、2k r +之差
121k k k r r r +++?=-
同理
112
k k k C
r r r +++?=
+
因为2k k r r +>，比较k r ?、1k r +?得
1k r +? 11 说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r 减小。 方法二： 设* ()k k N ∈为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为r k 、 11()k k k r r r ++>，1k k k r r r -?=-，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为k v 、1k v +，D 1、D 2之间的电压为U 。 由洛化兹力充当质子做圆周运动的向心力，知k k mv r qB = ，故 11 k k k k r v r v ++= ○ 12 由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量 K E qU ?= ○ 13 以质子在D 2盒中运动为例，第k 次进入D 2时，被电场加速(21)k -次，速度大小为 k v = ○ 14 同理，质子第(1)k +次进入D 2时，速度大小为 1k v += 综合上述各式得 1k k r r += 整理得 22 121 21k k r k k r +-=+ 2212 1 2 21k k k r r k r ++-=+ 21 12(21)() k k k k r r k r r ++?= ++ 同理，对于相邻轨道半径1k r +、2k r +，121k k k r r r +++?=-，整理后有 21 1 122(21)() k k k k r r k r r ++++?= ++ 由于2k k r r +>，比较k r ?、1k r +?得 1k r +? 15 说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r 减小。用同样的方法也可得到质子在D 1盒中运动 时具有相同的结论。 （2012年）12对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示，质量为m 、电荷量为q 的铀235离子，从容器A 下方的小孔S 1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S 2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，做半径为R 的匀速圆周运动。离子进行半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I 。不考虑离子重力及离子间的相互作用。 （1） 求加速电场的电压U ： （2） 求出离子被收集的过程中任意时间t 内收集到离子的质量M ； （3） 实际上加速电压的大小会在U 范围内微小变化。若容器A 中有电荷量 相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，应小于多少？（结果用百分数表示，保留两位有效数字） 12.（20分） （1）设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v ，由动能定理得 22 1mv qU = 离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力充当向心力，即R v m qvB 2 = 由上两式可得m R qB U 22 2= （2）设在t 时间内首级到的离子的个数为N ，总电荷量为Q ，则It Q =， q Q N = ，nm M = 解得q mIt M = （4） 由221mv qU =，R v m qvB 2=可得q mU B R 21= 设' m 为铀238离子的质量，由于电压在U U ?±之间有微小的变化，铀235离子在磁场中最大半径为 q U U m B R maz ) (21?+= 铀238离子在磁场中的最小半径为q U U m B R ) (21'' min ?-= 这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为' min max R R < 即< ?+q U U m B )(21q U U m B )(21'?- 则有)()(' U U m U U m ?- m m m m U U +- =，故u u u u U U 235238235238+-< ? 解得 %3.6 U （2013年）12.(20分）超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。 （l ）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圈环水平放 置在匀强磁场中，磁感线垂直于圈环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。 （2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I ，并经一年以上的时间t 未 检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI 的电流变化，其中I I ?，当电流的变化小于ΔI 时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S ，环中定向移动电子的平均速率为v ，电子质量为m 、电荷量为e ．试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。 （3）若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t ，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程 度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。 【答案】(1) 逆时针方向 见解析 (2) 2 mvS I etI ? (3)见解析 【解析】(1) 逆时针方向。 撤去磁场瞬间。环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁场方向 相同，即向上。由右手螺旋定则可知，环中电流的方向是沿逆时针方向。 (2)设圆环周长为l 、电阻为R ，由电阻定律得 l R S ρ = ① 设t 时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为E ?，由焦耳定律得 2 E I Rt ?= ② 设环中单位体积内定向移动电子数为n ，则 I nevS = ③ 式中n 、e 、S 不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化，电流变化大小取I ?时，相应定向移动电子的平均速率的变化得大小为v ?，则 I neS v ?=? ④ 设环中定向移动电子减少的动能总和为k E ?，则 2 211()2 2k E nlS mv m v v ?? ?=- -????? ⑤ 由于I I ?，可得 k lmv E I e ?=? ⑥ 根据能量守恒定律，得 k E E ?=? ⑦ 联立上述各式，得 2 mvS I etI ρ?= ⑧ (3)由2 mvS I etI ρ?= 看出，在题设条件限制下，适当增大超导电流，可以使实验获得ρ的准确程度更高，通过增大穿过该环的磁通量变化率可实现增大超导电流。 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．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 A ．23411120H H He n +→+ B ．1441717281N He O H +→+ C ．427 30 1213150He Al P n +→+ D ．235 114489192056360U n Ba Kr 3n +→++ 【答案】A 考点：核反应的种类。 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 【答案】D 考点：光的折射，全反射，几何光学 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 【答案】D 【解析】 试题分析：导体棒ab 、电阻R 、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（k t B =??为一定值），则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab 中的电流方向由a 到b ，故 A 错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势B S E k S t t Φ???===???，回路面积S 不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律R E I =，所以ab 中的电流大小不变，故B 错误；安培力BIL F =，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故 C 错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力f 与安培力F 等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故 D 正确。 考点：楞次定律，法拉第电磁感应定律，安培力 2020年高考物理试题分类汇编：电路（带详细解析） 〔新课标卷〕19.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如下图，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分不为a η、b η.由图可知a η、b η的值分不为 A 、34、14 B 、13、23 C 、12、12 D 、23、13 答案：D 解析：电源效率E U = η，E 为电源的总电压〔即电动势〕，依照图象可知U a =E 32 U b =E 3 1，因此选项D 正确。 〔上海理综〕41．中国馆、世博中心和主题馆等要紧场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×103kW 。设太阳能电池板的发电效率为18%，地球表 面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为 1.353kW ，那么所使用的太阳能电池板的总面积为 m 2。 答案：1.9×1014 〔上海理综〕42．各场馆的机器人专门引人注目。在以下图设计的机器人模块中，分不填入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼吁声就来为你服务。 答案：光；声；与〔&〕 〔上海理综〕44．在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池〔结构如图〕。 〔1〕以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤： ①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I； ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中〔填〝A〞或〝B〞〕端。读出电压U； ③重复步骤①和②，多次测量，取平均值； ④依照公式P= 运算氢燃料电池输出功率。 〔2〕在上述第②步中遗漏的操作是； 〔3〕假如该电动机的效率为η，汽车运动的速度为v，那么汽车的牵引力为。 答案：〔1〕A；UI；(2)选择恰当量程；〔3〕 UI v η 〔上海物理〕5. 在图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是 〔A〕○A变大，○V变大〔B〕○A变小，○V变大 〔C〕○A变大，○V变小〔D〕○A变小，○V变小答案：B 12年高考（2010-2019）全国1卷物理试题分类解析 专题07 力学实验 一、选择题 1.（2010年）22．(4分) 图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题： (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____。(填入正确选项前的字母) A．米尺 B．秒表 C．0～12V的直流电源 D。0～I2V的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有______。(写出两个原因) 【答案】（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。 【解析】（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。 2.（2011年）2 3.（10分） 利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电 门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。 s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950 t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4 s/t(m/ s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图： （1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t 四个物理量之间所满足的关系式是_______； (2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出s t t 图线； 2018年天津市高考物理试卷 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．（6.00分）国家大科学工程﹣﹣中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是（） A．N俘获一个α粒子，产生O并放出一个粒子 B．Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子 C．B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子 D．Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子 2．（6.00分）滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直圆面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（） A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变 3．（6.00分）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N，电势能分别为E PM、E PN．下列判断正确的是（） A．v M＜v N，a M＜a N B．v M＜v N，φM＜φN C．φM＜φN，E PM＜E PN D．a M＜a N，E PM＜E PN 4．（6.00分）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P．若发电机线圈的转速变为原来的，则（） A．R消耗的功率变为P B．电压表V的读数变为U C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变 5．（6.00分）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定（） A．Hα对应的前后能级之差最小 B．同一介质对Hα的折射率最大 C．同一介质中Hδ的传播速度最大 D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能 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．（6.00分）2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面 2020年高考物理试题分类汇编：3--4 1．（2020福建卷）.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 A．沿x轴负方向，60m/s B．沿x轴正方向，60m/s C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30m/s 答案：A 2．（1）（2020福建卷）（6分）在“用双缝干涉测光的波长” 实验中（实验装置如图）： ①下列说法哪一个是错误 ．．．．．．的_______。（填选项前的字母） A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放 上单缝和双缝 B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线 与该亮纹的中心对齐 C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距x/(1) V =- a n ②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为___mm。 答案：①A ②1.970 3．（2020上海卷）．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表 面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（ ） （A ）频率 （B ）强度 （C ）照射时间 （D ）光子数目 答案： A 4．（2020上海卷）．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（ ） （A ）甲为紫光的干涉图样 （B ）乙为紫光的干涉图样 （C ）丙为红光的干涉图样 （D ）丁为红光的干涉图样 答案： B 5．（2020上海卷）．如图，简单谐横波在t 时刻的波形如实线所示，经过?t ＝3s ，其波形如虚线所示。已知图中x 1与x 2相距1m ，波的周期为T ，且2T ＜?t ＜4T 。则可能的最小波速为__________m/s ，最小周期为__________s 。 答案：5，7/9， 6．（2020天津卷）.半圆形玻璃砖横截面如图，AB 为直径，O 点为圆心，在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 的距离相等，两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a 、b 两束光 A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大 B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大 C ．若a 光照射某金属表面能发生光电效应，b 光也一定能 D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大 解析：当光由光密介质—玻璃进入光疏介质—空气时发生折射或全反射，b 发生全反射说明b 的入射角大于或等于临界角，a 发生折射说明a 的入射角小于临界角，比较可知在玻璃中a 的临界角大于b 的临界角；根据临界角定义有n C 1 sin = 玻璃对 （A ） （B ） （C ） （D ） 10年（2010-2019）高考全国1卷物理试题分类解析 专题15 光学 一、 选择题 1.（2010年）34．[物理——选修3-4]（1）(5分) 如图，一个三棱镜的截面为等腰直角AB C ?，A ∠为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为 。(填入正确选项前的字母) A. 62 B.2 C.3 2 D.3 【答案】A 【解析】如下图所示，根据折射率定义有，2sin 1sin ∠=∠n ，13sin =∠n ，已知∠1=450 ∠2+∠3=900，解得：n= 6 2 。 二、 计算题 1.（2011年）34.（物理选修3-4）（2）（9分） 一般圆柱形透明物体横截面积如图所示，底面AOB(图中曲线)，O 表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出。已知光线在M 点的入射角为300，∠MOA=600，∠NOB=300.求 （1）光线在M 点的折射角； （2）透明物体的折射率。 【解答】如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线。 设在M 点处，光的入射角为i ，折射角的r ，∠OMQ ＝a ，∠PNF ＝β。根据题意有 α＝300 ① 由几何关系得，∠PNO ＝∠PQO ＝r ，于是 β+r ＝300 ② 且a+r ＝β ③ 由①②③式得r ＝150 ④ (2)根据折射率公式有 r i n sin sin = ⑤ 由④⑤式得2 2 6+=n ⑥ 2.(2012年)16． 2017·天津卷(物理) 1．O2[2017·天津卷] 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() 图1 A．21H＋31H―→42He＋10n B．147N＋42He―→178O＋11H C．42He＋2713Al―→3015P＋10n D．23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n 1．A[解析] 21H＋31H―→42He＋10n是核聚变反应方程，A正确；147N＋42He―→178O＋11H 是原子核的人工转变反应方程，B错误；42He＋2713Al―→3015P＋10n是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，C错误；23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n是铀核裂变的反应方程，D错误． 2．N1、N2、O1[2017·天津卷] 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() 图1 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 2．D[解析] 由图可知，复色光通过三棱镜后分成两束，棱镜对b光的折射率大于对a 光的折射率，a光波长大于b光的波长，在三棱镜中，a光的速度大于b光，a光的频率小于b光，故a光的波长大于b光，B错误；由几何关系可知，光线射入三棱镜的折射角r与射出三棱镜的入射角r′之和为60°，只增大入射角i，则r增大，r′减小，故a、b光都不会消失，A错误；光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，C错误；由于b光的频率大于 2016年天津市高考物理试卷 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）（2015?天津）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：物理学史． 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）（2015?天津）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：光的折射定律；光电效应． 专题：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，波长较长．由 θ F 2020普通高校招生考试试题汇编-相互作用 1（2020安徽第1题）．一质量为m 的物块恰好静止在倾 角为θ的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F ， 如图所示。则物块 A ．仍处于静止状态 B ．沿斜面加速下滑 C ．受到的摩擦力不便 D ．受到的合外力增大 答案：A 解析：由于质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，说明斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，斜面与物块的动摩擦因数μ=tan θ。对物块施加一个竖直向下的恒力F ，使得合力仍然为零，故物块仍处于静止状态，A 正确，B 、D 错误。摩擦力由mgsin θ增大到(F+mg)sin θ，C 错误。 2（2020海南第4题）.如图，墙上有两个钉子a 和b,它 们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l 。 一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光 滑钉子b 悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a 端2l 得c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡 后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比12 m m 为 A.5 B. 2 C.52 D.2 解析：平衡后设绳的BC 段与水平方向成α角，则：tan 2,sin 5 αα== 对节点C 分析三力平衡，在竖直方向上有：21sin m g m g α=得： 1215sin 2 m m α==，选C 3 (广东第16题).如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止。下列判断正确的是 A. F 1 > F 2> F 3 B. F 3 > F 1> F 2 C. F 2> F 3 > F 1 D. F 3> F 2 > F 1 4(北京理综第18题)．“蹦极”就是跳跃 者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等 处，从几十米高处跳下的一种极限运动。 某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小 随时间t 变化的情况如图所示。将蹦极过 程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g 。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为 A ．g B ．2g C ．3g D ．4g 5（2020海南第5题）.如图，粗糙的水平地面上有一斜 劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保 持静止，则地面对斜劈的摩擦力 A.等于零 B.不为零，方向向右 C.不为零，方向向左 D.不为零，v 0较大时方向向左，v 0较小时方向向右 解析：斜劈和物块都平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零，选A 6（2020山东第19 题）．如图所示，将两相同的木块a 、b 至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a 、b 均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a 所受摩擦力0≠fa F ，b 所受摩擦力0=fb F ，现将右侧细 说明： （1）此书近600页，原想放在一个文档中，由于内容多，运行太慢，因此分成几个文档。 （2）点击目录可浏览相应页面。 （3）此书用word 排版，将近六年的全国及各省市的高考试题按高考考查知识点分类， 有利于广大教师备课和学生系统复习，如有不足和遗漏之处请各位同仁批评指证。 2000-2010高考物理试题分类汇编 十一、交变电流 1. 选择题 2000夏季高考物理天津江西卷 一大题 9小题 4分 考题： 9．图中A 、B 、C 是本相交流电源的三根相线，O 是中线，电源的相电压为220V ，1L 、 2L 、3L 是三个“220V 60W ”的灯泡，开关1K 断开，2K 、 3K 闭合，由于某种原因，电源中线在图中O 处断了，那么2L 和3L 两灯泡将 A ．立刻熄灭 B ．变得比原来亮一些 C ．变得比原来暗一些 D ．保持亮度不变 82．交流发电机及其产生正弦式电流的原理．正弦式电流的图像和三角函数表 达．最大值与有效值，周期与频率 1. 不定项选择题 2005夏季高考物理广东卷 一大题 9小题 4分 考题： 9．钳形电流表的结构如图4（a ）所示。图4（a ）中电流表的读数为1.2A 。图4 （b ）中用同一电缆线绕了3匝，则 A ．这种电流表能测直流电流，图4（b ）的读数 为2.4A B ．这种电流表能测交流电流，图4（b ）的读数 为0.4A C ．这种电流表能测交流电流，图4（b ）的读数为3.6A D ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b ）的读数为3.6A 2. 选择题 2003夏季高考大综辽宁卷 一大题 34小题 6分 考题： 34．电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的 规律）、安培定律（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，右图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的 电器是电动机），下列选项中正确的是 A ．发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动 机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 B ．发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律 C ．发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑定律 电动 机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 D ．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要原理是法拉 第电磁感应定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律 3. 选择题 2000春季高考物理北京安徽卷 一大题 9小题 4分 考题： 9．一矩形线圈abcd 处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与ab 垂直．当 线圈以角速度ω 绕ab 转动时，感应电动势的最大值为1ε，线圈受到的最大磁力矩为M 1；当以角速度ω 绕中心轴O O '转动时，感应电动势的最大值为2ε，最大磁力矩为M 2．则 21:εε和21:M M 分别为 A ．1∶1，1∶1 B ．1∶1，1∶2 C ．1∶2，1∶1 D ．1∶2，1∶2 4. 非选择题 2003夏季高考理综全国卷 第II 卷大题 25小题 20分 考题： 25．（20分）曾经流行过一种自行车车头灯供电的小型交流发电机，图1为其结构 示意图。图中N 、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定的转轴上的矩形线框，转轴过bc 绝密★启用前 2018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 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7页，共120分。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条码。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 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2．本卷共8题，每题6分，共48分。 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．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是 A．14 7N俘获一个α粒子，产生17 8 O并放出一个粒子 B．27 13Al俘获一个α粒子，产生30 15 P并放出一个粒子 C．11 5B俘获一个质子，产生8 4 Be并放出一个粒子 D．6 3Li俘获一个质子，产生3 2 He并放出一个粒子 2．滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB ，从滑道的A 点滑行到最低点B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿 AB 下滑过程中 A ．所受合外力始终为零 B ．所受摩擦力大小不变 C ．合外力做功一定为零 D ．机械能始终保持不变 3．如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下 的运动轨迹，设M 点和N 点的电势分别为M N ??、，粒子在M 和N 时加速度大小分别为M N a a 、，速度大小分别为M N v v 、，电势能分别为P P M N E E 、。下列判断正确的是 A ．M N M N v v a a <<， B ．M N M N v v ??<<， C ．P P M N M N E E ??<<， D ．P P M N M N a a E E <<， 4．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电 阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P 。若发电机线圈的转速变为原来的12 ，则 A ．R 消耗的功率变为12 P B ．电压表V 的读数为1 2U C ．电流表A 的读数变为2I 2012年天津高考理综物理试题解析 2012年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷） 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. 下列说法正确的是 A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B. 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C. 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 2. 如图所示，金属棒MN两 端由等长的轻质细线水平悬 挂，处于竖直向上的匀强磁场 中，棒中通以由M向N的电 流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是 A. 棒中的电流变大，θ角变大 B. 两悬线等长变短，θ角变小 C . 金属棒质量变大，θ角变大 产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中 A．做直线运动，电势能先变小后变大 B．做直线运动，电势能先变大后变小 C．做曲线运动，电势能先变小后变大 D．做曲线运动，电势能先变大后变小 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. 半圆形玻璃砖横截面如图， AB为直径，O点为圆心，在该 截面内有a、b两束单色可见光 从空气垂直于AB射入玻璃砖， 两入射点到O的距离相等，两 束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光 A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大 B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光 2019高考物理题分类汇编 一、直线运动 18．（卷一）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高 度为H 。上升第一个4H 所用的时间为t 1，第四个4H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21 t t 满足（） A ．1<21t t <2 B ．2<21 t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<21t t <5 25. （卷二）（2）汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶司机忽然发现前方有一警示牌立即刹车。从刹车系统稳定工作开始计时，已知汽车第1s 内的位移为24m ，第4s 内的位移为1m 。求汽车刹车系统稳定工开始计时的速度大小及此后的加速度大小。 二、力与平衡 16．（卷二）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3，重力加速度取10m/s 2。若轻绳能承受的最大张力为1500N ，则物块的质量最大为（） A ．150kg B ．1003kg C ．200kg D ．2003kg 16．（卷三）用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于 两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I 、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g 。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2，则（） A ．1233= =F mg F mg ， B ．1233==F mg F mg ， C ．121 3== 2F mg F mg ， D ．1231==2 F mg F mg ， 19．（卷一）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物 块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力 缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已 知M始终保持静止，则在此过程中（） A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 三、牛顿运动定律 20．（卷三）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，木板与实验台之间的摩擦可以忽略。物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时 撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关 系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如 图（c）所示。重力加速度取g=10m/s2。由题给数 据可以得出（） A．木板的质量为1kgB．2s~4s内，力F的大小为 C．0~2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为 四、曲线与天体 19.（卷二）如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台 起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向 的速度，其v-t图像如图（b）所示，t1和t2是他落在倾斜雪 道上的时刻。（） A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C．第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次 的大 D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 2019年高考物理试题分类汇编（热学部分） 全国卷I 33．[物理—选修3–3]（15分） （1）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。 （2）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。 （i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； （ii）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。 全国卷II 33．[物理—选修3-3]（15分） （1）（5分）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位 时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”） 2020年天津市普通高中学业水平等级性考试 物理试卷 一、单项选择题 1.在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误； B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误； C．实验是有关电磁波的发射与接收，与原子核无关，故C错误； D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D正确； 故选D。 2.北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（） A. 周期大 B. 线速度大 C. 角速度大 D. 加速度大 【答案】A 【解析】 【详解】卫星有万有引力提供向心力有 222 2 24Mm v G m mr m r ma r r T πω 可解得 v = ω= 2T = 2 GM a r = 可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A 正确，BCD 错误。 故选A 。 3.新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（ ） A. 红外线的光子能量比紫外线的大 B. 真空中红外线的波长比紫外线的长 C. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D. 红外线能发生偏振现象，而紫外线不能 【答案】B 【解析】 【详解】A ．因为红外线的频率小于紫外线，根据 E h ν= 可知红外线的光子能量比紫外线的低，故A 错误； 历年高考物理试题分类汇编 牛顿运动定律选择题 08年高考全国I理综 15.如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静 止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的 摩擦力，则在此段时间内小车可能是AD A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动 08年高考全国II理综 16.如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧 挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间 的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾 角为α。B与斜面之间的动摩擦因数是A A. 2 tan 3 α B. 2 cot .3 α C. tanαD.cotα 08年高考全国II理综 18.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳 两端各系一小球a和b。a球质量为m，静置于地面；b球质量为 3m，用手托往，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放 b后，a可能达到的最大高度为B A.h B.1.5h C.2h D.2.5h 08年高考北京卷理综 20.有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一跸特殊条件下的结果等方面进 行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。 举例如下：如图所示。质量为M 、倾角为θ的滑块A 放于水平地面上。把质量为m 的滑块 B 放在A 的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B 相对地面的加 速度a=2 sin sin M m g M m θθ++,式中g 为重力加速度。 对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。但是，其中有一项是错误的。请你指出该项。D A. 当θ?时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的 B. 当θ＝90?时，该解给出a=g,这符合实验结论，说明该解可能是对的 C. 当M ≥m 时，该解给出a=gsin θ,这符合预期的结果，说明该解可能是对的 D. 当m ≥M 时，该解给出a=sin B θ,这符合预期的结果，说明该解可能是对的 08年高考山东卷理综 19.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所 示。设投放初速度为零．箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中．下列说法正确的是C A.箱内物体对箱子底部始终没有压力 B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 08年高考宁夏卷理综 20.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通 过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N ，细绳对小球的拉力为T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是AB 10年高考（2010-2019年）全国1卷物理试题分类解析 专题06 机械能 一、选择题 1.（2010年）16．如图所示，在外力作用下某质点运动的t v -图象为正弦曲线。从图中可以判断 A ．在10~t 时间内，外力做正功 B ．在10~t 时间内，外力的功率逐渐增大 C ．在2t 时刻，外力的功率最大 D ．在13~t t 时间内，外力做的总功为零 【解析】A 正确，因为在10~t 时间内，物体做加速运动，外力与位移方向相同，所以外力做正功。B 错误，根据P=Fv 和图象斜率表示加速度，t v sin =，则t a cos =，加速度对应合外力，即t cos F =，所以功率 t t t p 2sin 2 1 cos sin = =，当t=450时，功率最大，外力的功率先增大后减小。C 错误，因为此时速度为0， 所以此时外力的功率为零。D 正确，根据动能定理，在13~t t 时间内，外力做的总功021m 21W 212 3=-=mv v 。 所以本题选AD 。 【答案】AD 本题考查速度图象和功及功率的综合知识。 2.（2011年）15.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能： A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零，再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D. 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大 【解析】本题主要考查运动分析方法，涉及牛顿第二定律、速度、动能等规律与概念。若恒力方向与速度方向在同一条直线上且相同，则质点匀加速直线运动，速度一直增加，动能一直增加。A 选项正确；若恒力方向与速度方向在同一条直线上但相反，则质点匀减速速直线运动，速度将减小到零，动能将减小到零；接着做反方向的匀加速直线运动，速度、动能将一直增加。选项B 正确；若恒力方向与速度方向不在同一条直线上，开始时恒力方向与速度方向小于90o ，则质点做匀加速曲线运动，速度一直增加。如果开始时恒力方向与速度方向大于90o ，则质点匀减速曲线运动，动能减小，当速度方向与恒力方向垂直时速度最小，接着匀加速曲线运动，速度、动能减小。选项C 错D 对。 2015年天津市高考物理试卷 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）（2015?天津）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 2．（6分）（2015?天津）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（） 3．（6分）（2015?天津）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x a=2m和x b=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（） 4．（6分）（2015?天津）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（） 5．（6分）（2015?天津）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，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（） 簧弹性势能变化了 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）（2015?天津）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（）物理卷2020年高考天津卷理综物理试题解析正式版解析版
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