1、2016年天津市红桥区高考物理一模试卷一、单项选择题1一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m铀发生一系列衰变，最终生成物为铅已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有（）A经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变C经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩D经过一个半衰期后该矿石的质量剩下2一列横波沿x轴传播，t1时刻波形图为实线，t2时刻的波形图为虚线已知t2=t1+s，振动周期为0.5s，则波的传播方向和传播距离为（）A向右，9mB向左，3mC向右，3mD向左，9m3质量为m的物块在竖直向上的外力作用下，由静止开始竖直向上做匀加速运
2、动，加速度为，在物块向上运动位移为h的过程中，下列说法正确的是（）A物块的动能增加了B物块的重力势能增加C外力做功为D物块的机械能增加了4用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：h1；h3；h（1+2）；h（1+2+3） 以上表示式中（）A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确5通过某电阻的周期性交变电流的图象如图，则该交流电的有效值I（）A4.5AB3.5AC4AD3A二、不定项选择题6如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大
3、动能的装置其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的（）A加速的次数B加速电压的大小C金属盒的半径D匀强磁场的磁感应强度7人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，已知地球质量为M、半径为R、表面重力加速度为g，万有引力常量为G，则下述关于人造地球卫星的判断正确的是（）AA各国发射的所有人造地球卫星的运行速度都不超过BB各国发射的所有人造地球卫星的运行周期都应小于2C地球同步卫星一定在赤道上方一定高度处D地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空8对爱因斯坦光电效应方程EK=hvW，下面的理解正确的有（）A只要是用同种频率的光照射
4、同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EKB式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C逸出功W和极限频率v0之间应满足关系式W=hv0D光电子的最大初动能和入射光的频率不是成正比三、填空题9有一游标卡尺，游标上有20个小的等分刻度如图甲所示的度数是mm用螺旋测微器测量一根金属丝的值，如图乙所示的度数是mm10用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”下列物理量需要测量的是、通过计算得到的是（填写代号）A重锤质量 B重力加速度C重锤下落的高度 D与下落高度对应的重锤的瞬时速度设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g图b是实验得到的一
5、条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式，动能增量的表达式由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量11（1）伏安法测电源的电动势和内阻的实验原理是（2）某同学设计如图所示电路测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA实验时，应先将电阻箱的电阻调到（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（3）根据实验数据描点，绘出的R图象是一条直线若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=，内阻r=（用k、b和RA表示）四、计算题12如图所示，木板A静止在光
6、滑水平面上，一小滑块B（可视为质点）以某一水平初速度从木板的左端冲上木板（1）若木板A的质量为M，滑块B的质量为m，初速度为v0，且滑块B没有从木板A的右端滑出，求木板A最终的速度v；（2）若滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A，恰不掉下，最终速度的大小为v2=1.5m/s，求M与m的大小关系；（3）若该滑块B与木板A间的动摩擦因数=0.3，g取10m/s2求木板A的长度13如图所示，倾角=30、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上一根质量m=0.2Kg，电阻R=l的金属棒ab垂直于导轨放置现用一平行于导轨向
7、上的牵引力F作用在曲棒上使ab棒由静止开始沿导轨 向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2求：（1）若牵引力恒定，请在答题卡上定性画出ab棒运动的vt图象；（2）若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大？（3）当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量q=0.48C，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大？14如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴
8、正向的夹角为求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间（粒子所受重力不计）2016年天津市红桥区高考物理一模试卷参考答案与试题解析一、单项选择题1一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m铀发生一系列衰变，最终生成物为铅已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有（）A经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变C经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩D经过一个半衰期后该矿石的质量剩下【考点】爱因斯坦质能方程；原子核衰变及半衰期、衰变速度【专题】爱因斯坦的质能方程应用专题【分析】解答本题的关键是熟练掌握有关半衰期的运算，弄
9、清总质量、衰变质量、衰变时间，半衰期之间关系【解答】解：总质量m、衰变质量m1、衰变时间，半衰期之间关系为：m1=m（）n，n为半衰期次数，即n=，t0为半衰期，t为衰变时间，所以在本题中有：A、经过2T剩余U为：m1=m（）n，发生衰变的为m；经过时间2T后该矿石的质量为：M=Mm+=Mm，故AB错误；C、由上分析可知，经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m1=m（）3=，故C正确D、经过一个半衰期后该矿石的质量剩下Mm，故D错误；故选：C【点评】本题考查了有关半衰期的理解及运算，要注意对基本概念和规律的理解及应用2一列横波沿x轴传播，t1时刻波形图为实线，t2时刻的波形图为虚线已知t2=
10、t1+s，振动周期为0.5s，则波的传播方向和传播距离为（）A向右，9mB向左，3mC向右，3mD向左，9m【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系【专题】定量思想；图析法；振动图像与波动图像专题【分析】根据时间与周期的关系，由波形的平移法，可以确定波的传播方向，继而可求得波传播的距离【解答】解：由题，t2=t1+s，则波传播的时间为：t=s，而周期为T=0.5s，则t=T，波传播的距离为：x=12m=3m，由波形平移法得知，波向x轴正方向故选：C【点评】本题知道两个时刻的波形，运用波形的平移法进行处理是经常采用的方法初次之外，在分析波的传播上还经常用到上坡下坡法、二速（波速和质点振动的速度
11、）同侧法以及前点带动后点法解答该类型的题要注意对时间间隔的限制，以及波传播的周期性3质量为m的物块在竖直向上的外力作用下，由静止开始竖直向上做匀加速运动，加速度为，在物块向上运动位移为h的过程中，下列说法正确的是（）A物块的动能增加了B物块的重力势能增加C外力做功为D物块的机械能增加了【考点】动能定理的应用；重力势能的变化与重力做功的关系【专题】动能定理的应用专题【分析】由动能定理研究动能的增量物体克服重力做功多少，重力势能就增加多少根据牛顿第二定律求解外力的大小，由功的公式W=Fl求解外力做功；外力做功多少，机械能就增加多少【解答】解：A、根据动能定理得：物块动能的增量为Ek=F合h=mah
12、=mgh故A正确B、重力做功为mgh，则物体的重力势能增加mgh故B错误C、根据牛顿第二定律得：Fmg=ma，得F=mg，外力做功为W=Fh=故C错误D、除重力做功之外的力对物体做功多少，物体的机械能就增加多少，故物块的机械能增加了故D错误故选A【点评】本题考查分析功能关系的能力几对功能关系要理解记牢：重力做功与重力势能变化有关，合力做功与动能变化有关，除重力和弹力以外的力做功与机械能变化有关4用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：h1
13、；h3；h（1+2）；h（1+2+3） 以上表示式中（）A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确【考点】氢原子的能级公式和跃迁【专题】原子的能级结构专题【分析】氢原子能释放出三种不同频率的光子，知氢原子被单色光照射后跃迁到第3能级，吸收的光子能量等于两能级间的能级差【解答】解：由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于n=1和n=3能级间的能级差，即单色光的能量E=hv3又hv3=hv1+hv2故正确故C正确，A、B、D错误故选C【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁满足的规律，即EmEn=hv5通过某电阻的周期性交变电流的图象如图，则该交流电的有效值I（）A4.5AB3.5A
14、C4AD3A【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系【专题】交流电专题【分析】有效值定义：取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值；由图象可知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，根据有效值的定义求解【解答】解：将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：I12Rt1+I22Rt2=I2RT，代入数据得：32R0.2+62R0.1=I2R0.3，解得：I=3A故选：D【点评】本题考察的是根据交变电流有效值的定义计算有关交变电流的有效值要注意利用好电流的热效应二、不定项选择题6如图所示，回旋加
15、速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的（）A加速的次数B加速电压的大小C金属盒的半径D匀强磁场的磁感应强度【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】当带电粒子从回旋加速器最后出来时速度最大，根据求出最大速度，再根据求出最大动能，可知与什么因素有关【解答】解：根据得，最大速度，则最大动能知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，与加速的次数和加速电压的大小无关故C、D正确，A、B错误故选CD【点评】解决本题的关键知道根据求最大速度，知道最大动
16、能与D形盒的半径有关，与磁感应强度的大小有关7人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，已知地球质量为M、半径为R、表面重力加速度为g，万有引力常量为G，则下述关于人造地球卫星的判断正确的是（）AA各国发射的所有人造地球卫星的运行速度都不超过BB各国发射的所有人造地球卫星的运行周期都应小于2C地球同步卫星一定在赤道上方一定高度处D地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【专题】定量思想；推理法；人造卫星问题【分析】根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期根据轨道半径和地球半径关系去找出最大线速度和最小周期了解同步卫星的含义【解答】解：A、根据万有
17、引力提供向心力，列出等式： =m得：v=，其中r为轨道半径，由于人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以rR，所以v，故A正确B、根据万有引力提供向心力，列出等式： =mT=2根据黄金代换GM=gR2得：T=2由于人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以rR，所以T2，故B错误；C、人造地球卫星受地球万有引力提供向心力，由于万有引力指向地心，所以人造地球卫星的圆心必定与地心重合，故C正确D、它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的所以地球同步卫星可相对地面静止，只有在赤道的正上空
18、故D错误故选：AC【点评】要求解一个物理量大小变化，我们应该把这个物理量先表示出来，再根据已知量进行判断向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用8对爱因斯坦光电效应方程EK=hvW，下面的理解正确的有（）A只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EKB式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C逸出功W和极限频率v0之间应满足关系式W=hv0D光电子的最大初动能和入射光的频率不是成正比【考点】光电效应【专题】光电效应专题【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，根据光电效应方程可知最大初
19、动能与入射光频率的关系【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm=hW0知，同种频率的光照射同一种金属，从金属中逸出的所有光电子最大初动能EK都相同，但初动能可能不同故A错误 B、W表示逸出功，是每个电子从这种金属中飞出过程中，克服金属中正电荷引力所做的功的最小值故B错误； C、根据光电效应方程Ekm=hW0知，当最大初动能为零时，入射频率即为极限频率，则有W=h0，故C正确 D、根据光电效应方程Ekm=hW0知，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系故D正确故选：CD【点评】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，注意逸出功的含义三
20、、填空题9有一游标卡尺，游标上有20个小的等分刻度如图甲所示的度数是10.50mm用螺旋测微器测量一根金属丝的值，如图乙所示的度数是1.731mm【考点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用【专题】定量思想；推理法；基本实验仪器【分析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读【解答】解：游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.0510mm=0.50mm，所以最终读数为10.50mm螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.0123.1mm=0.231mm，所以最终读数为1.731mm故答
21、案为：10.50，1.731【点评】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读10用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”下列物理量需要测量的是C、通过计算得到的是D（填写代号）A重锤质量 B重力加速度C重锤下落的高度 D与下落高度对应的重锤的瞬时速度设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式（s3s1）mg，动能增量的表
22、达式由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是小于（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量【考点】验证机械能守恒定律【专题】实验题【分析】根据实验原理得到要验证的表达式，确定待测量；需验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等；【解答】解：重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去需要测量的物理量是C：重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是D：与下落高度对应的重锤的瞬时速度重物由B点到D点势能减少量的表达式为（s3s1）mg，B点的速度，D点的速度，则动能的增加量EK=mvD2mvB2=由于重锤下落时要克服阻力做功，有内能产生，根据能
23、量守恒定律知，该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量故答案为：C，D；（s3s1）mg，小于【点评】对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验11（1）伏安法测电源的电动势和内阻的实验原理是闭合电路欧姆定律（2）某同学设计如图所示电路测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（3）根据实验数据描点，绘出的R图象是一条直线若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=，内阻r=（用k、b和RA表示）【考点】测定电源的电动势和内阻【专题】实验题；定
24、性思想；实验分析法；恒定电流专题【分析】（1）明确测量电动势和内电阻的基本实验原理；（2）实验中应保证开始时的电流最小，可以保证电路安全，由闭合电路欧姆定律可知应如何调节滑动变阻器；（3）由题意及闭合电路欧姆定律可得出的关系，结合R图象可知其斜率及截距的含义，从而可以得出电动势和内电阻【解答】解：（1）测量电动势和内电阻实验中采用的实验原理为闭合电路欧姆定律；（20电路为限流接法，开始时应让电流最小，然后再逐渐增大，故开始时滑动变阻器应达到最大值处； （2）由闭合电路欧姆定律可得：I=变形可得： =+由函数知识可知：图象的斜率k=；故E=；图象与纵坐标的交点b=r=；故答案为：（1）闭合电路欧
25、姆定律；（2）最大值；（2）；【点评】本题考查测定电动势和内阻的实验，本实验要特别注意数据的处理，能正确应用图象并结合函数关系进行分析得出结果四、计算题12如图所示，木板A静止在光滑水平面上，一小滑块B（可视为质点）以某一水平初速度从木板的左端冲上木板（1）若木板A的质量为M，滑块B的质量为m，初速度为v0，且滑块B没有从木板A的右端滑出，求木板A最终的速度v；（2）若滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A，恰不掉下，最终速度的大小为v2=1.5m/s，求M与m的大小关系；（3）若该滑块B与木板A间的动摩擦因数=0.3，g取10m/s2求木板A的长度【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的
26、位移与时间的关系【专题】定量思想；方程法；动量定理应用专题【分析】（1）以AB整体分析，整个过程动量守恒，由动量守恒定律即可求出；（2）滑块B以v1=3.0m/s，木板A最终速度的大小为v=1.5m/s，说明滑块未掉下达到共同速度，利用动量守恒定律可求两物体质量关系；（3）由于产生的内能等于摩擦力与相对位移的乘积，由此分析解答即可【解答】解：（1）AB组成的整体在水平方向上不受外力，设向右为正方向，根据动量守恒定律得：mv0=（M+m）v解得：（2）由题意得滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A，滑块未掉下就达到共同速度，由动量守恒定律得：mv1=（M+m）v即：3m=1.5（m+M）解
27、得：M=m （3）若该滑块B与木板A间的动摩擦因数=0.3，则：代入数据得：L=0.75m答：（1）木板A最终的速度（2）若滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A，恰不掉下，最终速度的大小为v2=1.5m/s，M与m的大小相等；（3）若该滑块B与木板A间的动摩擦因数=0.3，g取10m/s2木板A的长度是0.75m【点评】本题是动量守恒定律与动能定理、能量守恒定律的综合运用，分析清楚物体的运动过程，把握物理规律是关键13如图所示，倾角=30、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上一根质量m=0.2Kg，电阻R=l
28、的金属棒ab垂直于导轨放置现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在曲棒上使ab棒由静止开始沿导轨 向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2求：（1）若牵引力恒定，请在答题卡上定性画出ab棒运动的vt图象；（2）若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大？（3）当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量q=0.48C，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大？【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；功率、平均功率和瞬时功率；电磁感应中的能量转化【专题】电磁感应功能问题【分析】（1）ab棒向上先做加
29、速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动（2）当加速度为零时，ab棒最终做匀速运动，结合共点力平衡以及P=Fv求出ab棒最终的速度（3）根据电流的定义式，结合法拉第电磁感应定律求出撤去牵引力后ab棒滑动的距离【解答】解：（1）ab棒先做加速度逐渐减小的加速运动，即图线的斜率逐渐减小，最终做匀速直线运动，即图线与时间轴平行，vt图象如图所示 （2）当以恒定功率牵引ab棒时，P=FvF安=BILF（mgsin+F安）=0代入数据得：v=8m/s （v=9m/s舍去）（3）设撤去F后ab棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为s，通过ab的电荷量，又=BLS联立各式得：答：（1）图线
30、如图所示（2）ab棒最终的速度为8m/s（3）撤去牵引力后ab棒滑动的距离为0.48m【点评】解决本题的关键知道金属棒在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律的、法拉第电磁感应定律进行求解14如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间（粒子所受重力不计）【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（1）根据题意画出运动轨迹图，根据几何知识
31、和洛伦兹力提供向心力求出粒子的坐标位置；（2）根据转过的角度和周期计算粒子在磁场中运动的时间【解答】解：（1）带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为L，射出时速度的大小仍为v0，射出方向与x轴的夹角仍为 由于洛伦兹力提供向心力，则：qv0B=m，R为圆轨道的半径，解得：R= 圆轨道的圆心位于OA的中垂线上，由几何关系可得： =Rsin 联立两式解得L=；所以粒子离开磁场的位置为（，0）；（2）因为T=该粒子在磁场中运动的时间t=（1）；答：（1）该粒子射出磁场的位置为（，0），（2）该粒子在磁场中运动的时间为（1）【点评】此题考查带电粒子在磁场中的运动，找圆心，画出运动轨迹图是解决此问题的关键，作图越规范越好
