2015年天津市高考物理试卷附详细解析

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（ ）

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R 0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（ ）

7．（6分）（2015•天津）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E 1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E 2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（ ）

8．（6分）（2015•天津）P 1、P 2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s 1、s 2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 ，

2横坐标表示物体到行星中心的距离r 的平方，两条曲线分别表示P 1、P 2周围的a 与r 的反

比关系，它们左端点横坐标相同．则（ ）

三、实验填空题（共3小题，每小题4分，满分18分）

9．（4分）（2015•天津）如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为3：1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生第二次碰撞，A 、B 两球的质量之比

为 ，A 、B 碰撞前、后两球总动能之比为 ．

10．（4分）（2015•天津）某同学利用单摆测量重力加速度．

①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 ．

A ．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B ．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C ．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D ．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大

②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m 的单摆．实验时，由于仅有量程为20cm 、精度为1mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T 1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T 2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离△L ．用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g= ．

11．（10分）（2015•天津）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约4.5V ，内电阻约1Ω）的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：

A ．电流表：量程0.6A ，内电阻约1Ω

B ．电流表：量程3A ，内电阻约0.2Ω

C ．电压表：量程3V ，内电阻约30k Ω

D ．电压表：量程6V ，内电阻约60k Ω

E ．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5A

F ．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A

①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 （均填仪器的字母代号）．

②如图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将 和 相连、 和 相连、 和 相连（均填仪器上接线柱的字母代号）．

③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U ．用

图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以 为纵坐标，以 为横坐标．

四、计算题（共3小题，满分54分）

12．（16分）（2015•天津）某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上，邮件

2和皮带间的动摩擦因数μ=0.5．设皮带足够长，取g=10m/s，在邮件与皮带发生相对滑动过

程中，求：

（1）邮件滑动的时间t ；

（2）邮件对地的位移大小x ；

（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W ．

13．（18分）（2015•天津）如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m ，相邻各边相互垂直，且处于同一竖直平面内，ab 边长为l ，cd 边长为2l ，ab 与cd 平行，间距为2l ．匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd 边到磁场上边界的距离为2l ，线框由静止释放，从cd 边进入磁场直到ef 、pq 边进入磁场前，线框做匀速运动．在ef 、pq 边离开磁场后，ab 边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q ．线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab 、cd 边保持水平，重力加速度为g ．求：

（1）线框ab 边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd 边刚进入磁场时的几倍；

（2）磁场上下边界间的距离H ．

14．（20分）（2015•天津）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的宽度均为d ，电场强度为E ，方向水平向右；磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射．

（1）求粒子在第2层磁场中运动时速度v 2的大小与轨迹半径r 2；

（2）粒子从第n 层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为θn ，试求sin θn ；

（3）若粒子恰好不能从第n 层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下，也进入第n 层磁场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之．

2015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（ ）

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R 0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（ ）

7．（6分）（2015•天津）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E 1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E 2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（ ）

8．（6分）（2015•天津）P 1、P 2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s 1、s 2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 ，

2

横坐标表示物体到行星中心的距离r 的平方，两条曲线分别表示P 1、P 2周围的a 与r 的反比关系，它们左端点横坐标相同．则（ ）

三、实验填空题（共3小题，每小题4分，满分18分） 9．（4分）（2015•天津）如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为3：1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生第二次碰撞，A 、B 两球的质量之比为 4：1 ，A 、B 碰撞前、后两球总动能之比为

10．（4分）（2015•天津）某同学利用单摆测量重力加速度． ①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 BC ． A ．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B ．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C ．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D ．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 ②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m 的单摆．实验时，由于仅有量程为20cm 、精度为1mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T 1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T 2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离△L ．用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=

．

11．（10分）（2015•天津）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约4.5V ，内电阻约1Ω）的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：

A ．电流表：量程0.6A ，内电阻约1Ω B ．电流表：量程3A ，内电阻约0.2Ω C ．电压表：量程3V ，内电阻约30k Ω D ．电压表：量程6V ，内电阻约60k Ω

E ．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5A F ．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A ①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用

A ，电压表应选用 D

，滑动变阻器应选用

（均填仪器的字母代号）． ②如图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将 a 和 d 相连、 c 和 g 相连、 f 和 h 相连（均填仪器上接线柱的字母代号）． ③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R 和对应电压表的示数U ．用

图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以 纵坐标，以

为横坐标．

为

四、计算题（共3小题，满分54分） 12．（16分）（2015•天津）某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上，邮件

2

和皮带间的动摩擦因数μ=0.5．设皮带足够长，取g=10m/s，在邮件与皮带发生相对滑动过程中，求：

（1）邮件滑动的时间t ；

（2）邮件对地的位移大小x ；

（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W ．

13．（18分）（2015•天津）如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m ，相邻各边相互垂直，且处于同一竖直平面内，ab 边长为l ，cd 边长为2l ，ab 与cd 平行，间距为2l ．匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd 边到磁场上边界的距离为2l ，线框由静止释放，从cd 边进入磁场直到ef 、pq 边进入磁场前，线框做匀速运动．在ef 、pq 边离开磁场后，ab 边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q ．线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab 、cd 边保持水平，重力加速度为g ．求：

（1）线框ab 边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd 边刚进入磁场时的几倍； （2）磁场上下边界间的距离H ．

14．（20分）（2015•天津）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的宽度均为d ，电场强度为E ，方向水平向右；磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射．

（1）求粒子在第2层磁场中运动时速度v 2的大小与轨迹半径r 2；

（2）粒子从第n 层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为θn ，试求sin θn ； （3）若粒子恰好不能从第n 层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下，也进入第n 层磁场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之．

参与本试卷答题和审题的老师有：wxz ；听潮；pyyzg ；wslil76；gzwl ；成军（排名不分先后） 菁优网

2015年7月6日

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