1、20 20 天津卷(物理) 1.N2、N3、O 1 、O 22020天津卷 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 ( ) 图- 1.D 解析 A 图是杨氏双缝干涉实验,证明的是光具有波动性,B 图是光电效应实验,证明的是光的粒子性,C 图是电磁波的 发射与接收,证明的是电磁波可以在真空中传播,D 图是 粒子散射实验,证明了原子具有核式结构,所以 D 正确. 2.D52020天津卷 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,
2、地球静止轨道卫星 ( ) 图- A.周期大 B.线速度大 C.角速度大 D.加速度大 2.A 解析 根据卫星运行的规律“高轨低速(包括线速度、角速度、向心加速度)长周期”直接判断出 A 正确. 3.N72020天津卷 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 3.B
3、 解析 在真空中的红外线的波长比紫外线的波长长,B 正确;根据E=h= 可知,红外线的光子能量比紫外线的光子能 量小,A 错误;光在真空中的传播速度都相同,C 错误;红外线和紫外线都能发生偏振现象,D 错误. 4.G42020天津卷 一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0 时的波形如图-所示.t= 时 ( ) 图- A.质点a速度方向沿y轴负方向 B.质点b沿x轴正方向迁移了 1 m C.质点c的加速度为零 D.质点d的位移为-5 cm 4.C 解析 t= 时,质点 a回到平衡位置向上运动,A 错误;波动过程中,各个质点在各自的平衡位置做往复运动,并不随波迁 移,B 错误;t= 时,质
4、点 c恰好回到平衡位置,所以加速度为零,C 正确;质点d经四分之一周期到达最大位移处,位移为 5 cm,D 错误. 5.H52020天津卷 水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意图如图-所示.从储水罐充气口充入气体,达到 一定压强后,关闭充气口.扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出.若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变, 则气体 ( ) 图- A.压强变大 B.对外界做功 C.对外界放热 D.分子平均动能变大 5.B 解析 阀门M打开后,气体的质量不会发生改变,罐内气体温度始终保持不变,根据玻意耳定律可知,气体体积增大,则 压强变小,气体对外做功,温度没有变化,所以内能
5、不变,分子的平均动能不变,气体从外界吸热,A、C、D 错误,B 正确. 6.L5(多选)2020天津卷 手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图-所示,电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通 过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流 后,就会在邻近的受电线圈中感应出电流,最终实现为手机电池充电.在充电过程中 ( ) 图- A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变 C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递 D.手机和基座无需导线连接,这样传递能量没有损失 6.AC 解析 送电线圈通
6、入正弦式交变电流后,就会产生周期性变化的磁场,A 正确;受电线圈中感应电流也会产生同频率 的周期性变化的磁场,B 错误;送电线圈和受电线圈是通过互感现象中电场能和磁场能相互转化而实现能量传递的,C 正确;在 电场能和磁场能相互转化的过程中,存在着能量的损失,D 错误. 7.K2(多选)2020天津卷 如图-所示,在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场. 一带电粒子从y轴上的M点射入磁场,速度方向与y轴正方向的夹角=45.粒子经过磁场偏转后在N点(图中未画出)垂 直穿过x轴.已知OM=a,粒子电荷量为q,质量为m,重力不计.则 ( ) 图- A.粒子带负电荷
7、B.粒子速度大小为 C.粒子在磁场中运动的轨迹半径为a D.N与O点相距( +1)a 7.AD 解析 根据题意可知,带电粒子进入磁场后沿顺时针方向做圆周运动,由左手定则可判断粒子带负电,A 正确;粒子垂 直穿过x轴的N点,轨迹如图所示,轨迹半径为 a,根据qvB=m ,得 v= ,B、C 错误;O点到N点的距离L=R+a=( )a,D 正确. 8.E6(多选)2020天津卷 复兴号动车在世界上首次实现速度 350 km/h 自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大 标志性成果.一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动 车行驶过
8、程所受到的阻力F保持不变.动车在时间t内 ( ) 图- A.做匀加速直线运动 B.加速度逐渐减小 C.牵引力的功率P=Fvm D.牵引力做功W= m - m 8.BC 解析 动车在时间t内以恒定功率P在平直轨道上运动,由P=F牵v,P不变,v增大,知牵引力逐渐变小,所以动车做的 是加速度逐渐减小的加速运动,A 错误,B 正确;牵引力的功率P=F牵v,当达到最大速度时,牵引力与阻力大小相等,所以 P=Fvm,C 正确;物体动能的变化量等于合力做的功,所以 D 错误. 9.D3、J72020天津卷 (1)某实验小组利用图-甲所示装置测定平抛运动的初速度.把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直 木板上,在
9、桌面上固定一个斜面,斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行.每次改变木板和桌边之间的距离,让钢球从斜面顶 端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球的落点. 甲 图- 为了正确完成实验,以下做法必要的是 . A.实验时应保持桌面水平 B.每次应使钢球从静止开始释放 C.使斜面的底边ab与桌边重合 D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动 0.2 m,在白纸上记录了钢球的 4 个落点,相邻两点之间的距离依次为 15.0 cm、 25.0 cm、35.0 cm,示意图如图乙所示.重力加速度g取 10 m/s 2,钢球平抛的初速度为 m/s. 图甲装置中,木板上
10、悬挂一条铅垂线,其作用是 . (2)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确. 电压表(量程 03 V,内阻约为 3 k) 电流表(量程 00.6 A,内阻约为 1 ) 滑动变阻器(020 ,额定电流 1 A) 待测电池组(电动势约为 3 V,内阻约为 1 ) 开关、导线若干 该小组连接的实物电路如图-所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是 . 图- 改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端.(填“a”或“b”) 实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显.为了解决这个
11、问题,在电池组负极和开关之 间串联一个阻值为 5 的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图-所示. 根据图像可知,电池组的电动势为 V,内阻为 .(结果均保留两位有效数字) 图- 9.(1)AB 2 方便将木板调整到竖直平面,减小误差 (2)5 a 2.9 0.80 解析 (1)因为要测定的是平抛运动的初速度,就要保证每次钢球做平抛运动的初速度必须相等,且水平,所以实验时要保 持桌面水平,且钢球每次都要从静止释放,保证初速度的大小不变. 因为每次木板都向远离桌子的方向移动相同的距离,所以在竖直方向上相邻两个点的时间间隔相等,则 y=gT 2得 T=
12、, 解得T=0.1 s,则v= = =2 m/s. 木板上悬挂一条铅垂线的作用是方便将木板调整到竖直平面,减小误差. (2)因为电池组内阻较小,电流表内阻也很小,所以电流表应外接,以免测量电池组内阻误差太大. 在闭合开关前滑动变阻器的阻值应调节到最大值,滑片P应置于a端. 从图像可以看出,纵坐标的截距代表了电动势,每一小格是 0.1 V,所以电池组的电动势为 2.9 V,横坐标的截距代表短路电 流,根据闭合电路欧姆定律可知,Im= ,代入数据,解得 r=0.80 . 10.J2、L52020天津卷 如图-所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化.正方形硬质金属框 abcd放
13、置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻R=0.1 ,边长l=0.2 m.求: (1)在t=0 到t=0.1 s 时间内,金属框中的感应电动势E; (2)t=0.05 s 时,金属框ab边受到的安培力F的大小和方向; (3)在t=0 到t=0.1 s 时间内,金属框中电流的电功率P. 图- 10.(1)0.08 V (2)0.016 N 垂直于ab向左 (3)0.064 W 解析 (1)在t=0 到t=0.1 s 的时间 t内,磁感应强度的变化量的大小 B=0.2 T,设穿过金属框的磁通量变化量的大小 为 ,有 =Bl 2 由于磁场均匀变化,金属框中产生的电动势是恒定的,有 E= 联立式,代
14、入数据,解得E=0.08 V (2)设金属框中的电流为I,由闭合电路欧姆定律,有 I= 由图可知,t=0.05 s 时,磁感应强度为B1=0.1 T,金属框ab边受到的安培力 F=IlB1 联立式,代入数据,解得F=0.016 N 方向垂直于ab向左. (3)在t=0 到t=0.1 s 时间内,金属框中电流的电功率 P=I 2R 联立式,代入数据,解得P=0.064 W 11.F32020天津卷 长为l的轻绳上端固定,下端系着质量为m1的小球A,处于静止状态.A受到一个水平瞬时冲量后在竖 直平面内做圆周运动,恰好能通过圆周轨迹的最高点.当A回到最低点时,质量为m2的小球B与之迎面正碰,碰后A、
15、B粘在一 起,仍做圆周运动,并能通过圆周轨迹的最高点.不计空气阻力,重力加速度为g,求: (1)A受到的水平瞬时冲量I的大小; (2)碰撞前瞬间B的动能Ek至少多大? 11.(1)m1 (2) 解析 (1)A恰好能通过圆周轨迹的最高点,此时轻绳的拉力刚好为零,设A在最高点时的速度大小为v,由牛顿第二定律,有 m1g=m1 A从最低点到最高点的过程中机械能守恒,取轨迹最低点处重力势能为零,设A在最低点的速度大小为vA,有 m1 = m1v 2+2m 1gl 由动量定理,有 I=m1vA 联立式,得I=m1 (2)设两球粘在一起时的速度大小为v,A、B粘在一起后恰能通过圆周轨迹的最高点,需满足 v
16、=vA 要达到上述条件,碰后两球速度方向必须与碰前B的速度方向相同,以此方向为正方向,设B碰前瞬间的速度大小为vB,由动 量守恒定律,有 m2vB-m1vA=(m1+m2)v 又Ek= m2 联立式,得碰撞前瞬间B的动能Ek至少为Ek= 12.I72020天津卷 多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器,其基本原理如图-所示,从离子源A处飘 出的离子初速度不计,经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器.质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管(无场区域) 构成,开始时反射区 1、2 均未加电场,当离子第一次进入漂移管时,两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强 电场,其电场强
17、度足够大,使得进入反射区的离子能够反射回漂移管.离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区 2 时, 撤去反射区的电场,离子打在荧光屏B上被探测到,可测得离子从A到B的总飞行时间.设实验所用离子的电荷量均为q,不 计离子重力. (1)求质量为m的离子第一次通过漂移管所用的时间T1; (2)反射区加上电场,电场强度大小为E,求离子能进入反射区的最大距离x; (3)已知质量为m0的离子总飞行时间为t0,待测离子的总飞行时间为t1,两种离子在质量分析器中反射相同次数,求待测离子 质量m1. 图- 12.(1) (2) (3)( ) m 0 解析 (1)设离子经加速电场加速后的速度大小为v,有 qU= mv 2 离子在漂移管中做匀速直线运动,则 T1= 联立式,得 T1= (2)根据动能定理,有 qU-qEx=0 得x= (3)离子在加速电场中运动和反射区电场中每次单向运动均为匀变速直线运动,平均速度大小均相等,设其为 ,有 = 通过式可知,离子在反射区的电场中运动路程是与离子本身无关的,所以不同离子在电场区运动的总路程相等,设为L1,在 无场区的总路程设为L2,根据题目条件可知,离子在无场区速度大小恒为v,设离子的总飞行时间为t总,有 t总= + 联立式,得 t总=(2L1+L2) 可见,离子从A到B的总飞行时间与 成正比.依题意可得 = 可得m1=( ) m 0
