物理卷2017年高考天津卷理综物理试题解析(正式版)(解析版)Word文档下载推荐.doc
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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
【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(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,回路面积S不变,即感应电动势为定值,根据欧姆定律,所以ab中的电流大小不变,故B错误;
安培力,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。
楞次定律,法拉第电磁感应定律,安培力
4.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。
摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。
下列叙述正确的是
A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B.在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
【答案】B
机械能,向心力,冲量和动量定理,瞬时功率
5.手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。
绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。
t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是
A.该简谐波是纵波
B.该简谐波的最大波长为2L
C.时,P在平衡位置上方
D.时,P的速度方向竖直向上
【答案】C
机械振动和机械波
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.在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2Ω,则
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线
B.t=1s时,线圈中的电流改变方向
C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大
D.一个周期内,线圈产生的热量为
【答案】AD
交变电流的规律和“四值问题”
7.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。
设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。
下列说法正确的是
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>
aB,则Q靠近M端且为正电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<
EpB
D.B点电势可能高于A点电势
【答案】BC
电子在电场中做曲线运动,虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹,电场力沿电场线直线曲线的凹侧,电场的方向与电场力的方向相反,如图所示,由所知条件无法判断电子的运动方向,故A错误;
若aA>
aB,说明电子在M点受到的电场力较大,M点的电场强度较大,根据点电荷的电场分布可知,靠近M端为场源电荷的位置,应带正电,故B正确;
无论Q为正电荷还是负电荷,一定有电势,电子电势能,电势能是标量,所以一定有EpA<
EpB,故C正确,D错误。
电场强度,电场线,电势,电势能,曲线运动,带电粒子在电场中的运动
8.如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是
A.绳的右端上移到,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
【答案】AB
受力分析,共点力的平衡
三、非选择题
9.(18分)
(1)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。
假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R,地球表面处重力加速度为g,且不考虑地球自转的影响。
则组合体运动的线速度大小为__________,向心加速度大小为___________。
【答案】
万有引力定律的应用
(2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______________。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。
纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。
重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。
A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度
【答案】
(2)①AB②BC
由EG的长度长度可求出打F点的速度vF,打O点的速度v1=0,但求不出OF之间的距离h,故A错误;
由BC和CD的长度长度可求出打C点的速度vC,打O点的速度v1=0,有OC之间的距离h,可以用来验证机械能守恒定律,故B正确;
由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2,有CF之间的距离h,可以来验证机械能守恒定律,故C正确;
AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度,但BC、CF、BF之间的距离都无法求出,无法验证机械能守恒定律,故D错误。
实验——验证机械能守恒定律
(3)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现、和三条导线中,混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是________导线断开;
若读数为零,则一定是___________导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如右图。
由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V,内阻r=__________Ω。
(3)①②1.41(1.36~1.44均可)0.5(0.4~0.6均可)
实验——用伏安法测干电池的电动势和内阻
10.(16分)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2kg、mB=1kg。
初始时A静止于水平地面上,B悬于空中。
先将B竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮)然后由静止释放。
一段时间后学科&
网细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。
取g=10m/s2。
空气阻力不计。
求:
(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;
(2)A的最大速度v的大小;
(3)初始时B离地面的高度H。
(1)
(2)(3)
(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有:
解得:
(3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有:
解得,初始时B离地面的高度
自由落体运动,动量守恒定律,机械能守恒定律
11.(18分)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。
一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。
粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。
不计粒子重力,问:
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。
(1),方向与x轴方向的夹角为45°
角斜向上
(2)
粒子到达O点时的速度大小为
(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F,粒子在电场中运动的加速度:
设磁感应强度大小为B,粒子做匀速圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力,有:
根据几何关系可知:
整理可得:
带电粒子在复合场中的运动
12.(20分)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。
电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。
两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计。
炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。
首先开关S接1,使电容器完全充电。
然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。
当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。
问:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。
(1)磁场的方向垂直于导轨平面向下
(2)(3)
(3)电容器放电前所带的电荷量
开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值vm时,MN上的感应电动势:
最终电容器所带电荷量
设在此过程中MN的平均电流为,MN上受到的平均安培力:
由动量定理,有:
又:
整理的:
电磁感应现象的综合应用,电容器,动量定理