1、2015年天津市十二区县重点学校高三毕业班联考理科综合能力测试物理部分理科综合能力测试分为物理、化学、生物三部分，共300分，考试用时150分钟。本部分为物理试卷，本试卷分第I卷（选择题）和第卷两部分，共120分。第卷1至2页，第卷3至6页。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号涂写在答题卡上。答卷时，考生务必将卷答案涂写在答题卡上，卷II答在答题纸上，答在试卷上的无效。第卷注意事项：1每小题选出答案后，把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。2本卷共8题，每题6分，共48分。一、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
2、如图所示，用三根轻绳将质量为的物块悬挂在空中且处于静止状态。已知绳、与竖直方向的夹角分别为和，则关于、三根绳拉力大小的判断正确的是A最大 B. 最小 C. 最小 D.一样大【答案】B【考点】考查共点力的平衡 力的平行四边形定则【解析】以结点0为研究对象，受到三个拉力作用处于平衡状态，则重物对O点拉力Foc等于重物的重力根据平衡条件得与的合力与物体的重力平衡， 即，与物体的重力恰好构成如图所示的平行四边形，在其中一个直角三角形中，对应最小的角，根据几何关系，最小。故选B。2如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为4:1，原线圈两端接的交流电源，副线圈两端接的负载电阻，电表均为理想交流电表。则下
3、列说法中正确的是（ ）A副线圈中输出交流电的频率为 B副线圈中电压表的示数为 C变压器的输入功率为D原线圈中的电流表的示数为【答案】D【考点】本题考查变压器的电压关系合电流关系【解析】根据交变电流的表达式，得,由于原副线圈交变电流的频率相等，故A错；原线圈中电压的有效值为220V，根据，得,B错；副线圈中的电流,由得，D正确；变压器的输入功率等于副线圈的输出功率，C错。【点拨】注意电压表和电流表的示数均为有效值，功率和电流副线圈决定原线圈，电压原线圈决定副线圈。3A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，运动周期，则A轨道半径 B线速度C角速度 D向心加速度【答案】B【考点】考查卫星运行的线速度
4、，角速度，向心加速度公式【解析】由，得,C错；根据开普勒第三定律，得，A错；卫星的圆周运动由万有引力提供向心力， ， ，B正确；根据，得，D错。【温馨提示】出现绕同一中心天体运行，分析半径关系和周期关系时，开普勒第三定律是最简单的，需要优先考虑。4如图所示，两个相同的小球带电量分别为和，被固定在光滑、绝缘水平面上的A、B两点，O是AB的中点，、分别是和的中点。一带电量为的小球从C点由静止释放，仅在电场力作用下向右运动，则小球从点运动到点的过程中A速度一直增大B加速度一直减小C电场力先做正功后做负功D电势能先增大后减小【答案】C【考点】考查电场力的性质和能的性质【解析】设AB间M点电场强度为0，
5、则有，显然M点在OD之间，小球从点运动到点的过程中，电场力先向右后向左，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，速度先变大后变小，C正确，AD错，从点运动到点，电场强度先变小后变大，故加速度先变小后变大，B错。【技巧点拨】本题中CD间有一特殊点，确定这一点的位置后，便于分段分析物体的运动情况。5一个质量为的木块静止在粗糙的水平面上，木块与水平面间的滑动摩擦力大小为，某时刻开始受到如图所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是A0到时间内，木块的位移大小为 B时刻合力的功率为C0到时间内，水平拉力做功为D时刻，木块的速度大小为 【答案】B 【考点】考查牛顿第二定律 图象【解析】由题意，0到时间内
6、，,拉力做的功，AC错；时刻物体的瞬时速度，合力的功率为，B错；到2时间内物体的加速度， 时刻，木块的速度，B正确。【易错警示】本题若需要求4时刻的瞬时速度时，容易错误地按照匀变速直线运动，盲目套用公式计算，实际减速到0后不再继续运动。二、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，有选错或不答的得0分 ）6下列说法正确的是A只要有电场和磁场，就能产生电磁波B氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子C是原子核的人工转变方程D光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同【答案】BC【考点】考查近代物理 原子原子
7、核【解析】振荡的电场和磁场才能产生电磁波，非振荡的电场和磁场不能产生电磁波，如稳定的电场和磁场，A错；氢原子从激发态向基态跃迁辐射出的能量为两能级之差，故只能辐射特定频率的光子，B正确；根据光速不变原理，D错；C符合事实。7两种频率不同的单色光、分别照射同一金属都能发生光电效应，光照射时逸出的光电子最大初动能较大，则、两束光A. 两束光以相同的入射角由水中斜射入空气，光的折射角大B从同种介质射入真空发生全反射时，光临界角比光的小C分别通过同一双缝干涉装置，光形成的相邻亮条纹间距小D分别通过同一单缝衍射装置，光形成的中央亮条纹窄【答案】CD【考点】考查光电效应 干涉条纹宽度公式【解析】根据光电效
8、应方程，可知光的频率较高，折射率较大，光从水射向空气时，折射光线方向改变较大，折射角较大，A错；根据，光临界角比光的大，B错； 光折射率较大，波长较小，通过同一单缝衍射装置，光形成的中央亮条纹窄，分别通过同一双缝干涉装置，根据，光形成的相邻亮条纹间距小，CD正确。8如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，从波传播到处的点开始计时，经t=0.3s质元P第一次到达波谷，下面说法中正确的是 A这列波的传播速度大小为B当时质元速度沿y轴负方向C处的质元在时处于波峰位置D在开始的四分之一周期内，质元通过的路程大于【答案】ACD【考点】机械振动机械波 波长波速公式【解析】0时刻处的点与处的质元振动方向相同，
9、根据波的传播方向与振动方向的关系，处的质元0时刻向上振动，故P点0时刻也向上振动，经第一次到达波谷，故，波长，由得，A正确；0时刻质元速度方向向下，后质元速度沿y轴正方向，B错；处的质元经0.7s向右平移至Q处，故处的质元在时处于波峰位置，C正确；0时刻质元向下运动，靠近平衡位置，速度较大，在开始的四分之一周期内，质元通过的路程大于振幅，D正确。【点拨】波在传播过程中，波的最前沿的点振动方向与波源起振的方向总是相同。第卷注意事项：1用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸上。2本卷共4题，共72分。9（18分）（1）小球在距地面高15m处以某一初速度水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平
10、方向的夹角为，则小球平抛的初速度为 m/s，当小球的速度方向与水平方向夹角为时，小球距地面的高度为 m。（g取）（2）某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为的重物甲和质量为的重物乙（）等器材组装成如图所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒定律。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。 实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点的位置。然后选取、四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出、到点的距离分别为、。已知打点计时器使用交流电的频率为。重物甲下落的加速度 。（计算结果保留2位有效数字）若当地的重力加速度为，系统从运动到的过程中，只要满足关系式 ，则表明系
11、统机械能守恒。(用给出物理量的符号表示)（3）在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：A干电池两节，每节电动势约为，内阻约几欧姆B直流电压表、，量程均为，内阻约为3C电流表，量程0.6 A，内阻小于1D. 定值电阻，阻值为5E. 滑动变阻器R，最大阻值50图F. 导线和开关若干如图所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验,测得多组、数据,并画出图象，求出电动势和内电阻。电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是 ，这种误差属于 。（填“系统误差”或“偶然误差”）实验过程中，电流表发生了故障，某同学设计如图甲所示的电路，测定电源电动势
12、和内阻，连接的部分实物图如图乙所示，其中还有一根导线没有连接，请补上这根导线。实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表和的多组数据、，描绘出图象如图丙所示，图线斜率为，与横轴的截距为，则电源的电动势 ，内阻 （用、表示）。V【答案】（1）10；10（2） 6.0； （3） 电压表的分流作用，系统误差；连接定值电阻右端的接线柱（或电压表的中间接线柱）和滑动变阻器下端任意一个接线柱； ；。【考点】考查平抛运动 验证机械能守恒实验 测电源的电动势和内电阻【解析】（1）落地时，竖直速度大小，满足，得，得，当小球的速度方向与水平方向夹角为时，竖直速度与水平速度大小相等，竖直速度为，球下落的高度，小球距地面的
13、高度为。（2），得重物甲下落的加速度。只要系统减少的重力势能与增加的动能在误差允许范围内相等，则可以验证机械能守恒，关系式为，即（3）根据闭合电路欧姆定律，得，得E=，【易错警示】本题的第（2）小题中，很容易根据求加速度，需要注意题目中给的几个数据是ABCD各点到O点的距离，而不是相邻两点间的距离。10（16分）如图所示，内壁粗糙、半径的四分之一圆弧轨道在最低点与光滑水平轨道相切。质量的小球左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量的小球自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力为小球重力的2倍。忽略空气阻力，重力加速度。求（1）小球由点运动到点的过程中，摩擦力做功；
14、（2）小球通过弹簧与小球相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能；（3）小球通过弹簧与小球相互作用的整个过程中，弹簧对小球的冲量的大小。【答案】（1） （2） （3）【考点】考查动量守恒 动量定理 能量守恒【解析】（1）小球由释放到最低点的过程中，根据动能定理 小球在最低点，根据牛顿第二定律 由联立可得 （2） 小球与小球通过弹簧相互作用，达到共同速度过程中，由动量、能量关系 由联立可得 （3）小球与小球通过弹簧相互作用的整个过程中，由动量、能量关系 根据动量定理有 由联立可得 11（18分）如图所示，倾角为的光滑固定斜面，斜面上相隔为的平行虚线与间有大小为的匀强磁场，方向垂直斜面向下。一质量为，
15、电阻为，边长为的正方形单匝纯电阻金属线圈，线圈在沿斜面向上的恒力作用下，以速度匀速进入磁场，线圈边刚进入磁场和边刚要离开磁场时，边两端的电压相等。已知磁场的宽度大于线圈的边长，重力加速度为。求（1）线圈进入磁场的过程中，通过边的电量；（2）恒力的大小；（3）线圈通过磁场的过程中，边产生的热量。【答案】（1） （2） （3）【考点】考查电磁感应的力和能量问题【解析】（1）线圈进入磁场过程中，通过线框横截面的电量 根据欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律 线框进入磁场过程中的磁通量变化 由式解得 （2）线圈匀速进入磁场，根据平衡有 线圈受到的安培力 根据欧姆定律 根据法拉第定磁感应定律 由式解得 (
16、3) 线圈边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律 线圈边刚要离开磁场时，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律 线圈通过磁场的过程中，根据动能定理有 根据安培力做功和电热的关系有 根据热量分配关系有 由式解得 【易错警示】本题最后一问，求的是线框一条边上产生的热量，而不是整个线框上产生的热量。12（20分）“太空粒子探测器”主要使命之一是在太空中寻找“反物质”和“暗物质”，探索宇宙的起源的奥秘，是人类在太空中进行的最大规模的科学实验。探测器核心部件是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为，外圆弧面的半
17、径为，电势为，内圆弧面的半径为，电势为。足够长的收集板平行边界，到板的距离为。在边界和收集板之间加一个圆心为，半径为，方向垂直纸面向里的半圆形匀强磁场，磁感应强度为。假设太空中漂浮着某种带正电的反物质粒子，它们能均匀地吸附到圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。（1）反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反，如负电子为正电子的反物质。若正电子和负电子相遇发生湮灭（质量完全亏损），转化成一对同频率光子（）写出上述核反应方程，并计算该光的波长；（已知电子的质量为，普朗克常量为）（2）若发现从圆弧面收集到的粒子有能打到板上（不考虑过边界的
18、粒子），求漂浮粒子的比荷；（3） 随着所加磁场大小的变化，试定量分析收集板上的收集粒子的效率和磁感应强度的关系。【答案】（1） （2） （3）见解析【考点】核反应方程 带电粒子在磁场中的运动【解析】（1）核反应方程为 根据爱因斯坦质能方程 质量亏损为 根据能量关系 由波长、波速和频率的关系 由式解得 （2）由几何关系得 粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 粒子进入电场，根据动能定理 由式解得 （3）磁感应强度增大，粒子在磁场中运动的轨道半径减小，由几何关系，知收集效率变小，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 当磁感应强度为时，所有粒子刚好能打在收集板上，由几何关系得 解得 收集粒子的效率 当磁感应强度时，设粒子进入磁场时，速度方向与边界的夹角为，半径为，由几何关系得 收集粒子的效率 解得 综上得