2015天津市高考物理试卷（纯word详解版）

C．电压表：量程3V，内电阻约30kΩ D．电压表：量程6V，内电阻约60kΩ

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 F （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 为纵坐标，以 为横坐标．

考点： 测定电源的电动势和内阻． 专题： 实验题．

分析： 1、根据电路电流选择电流表，根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．

2、根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出实验图．

3、根据闭合电路欧姆定律得出对应的表达式，让图象为直线，便于我们处理．

解答： 解：①实验数据中最大电流为0.57A，为准确测量，电流表应选A，电源电动势约为1.5×3=4.5V，电压表应选D，

电阻值太大，调节不方便，为方便实验操作，滑动变阻器应选F；

②测量电源电动势和内阻的时候，由于电源的内阻是很小的，为了减小内阻的测量误差，我们选用的是电流表的外接法，故应将ad、cg以及fh相连组成电路；

③由于电流表坏，故只能利用电压表和电阻箱进行实验，由闭合电路欧姆定律可得：电源电动势E=U+Ir=U+r，则=+?，故应作出﹣图象； 故答案为：①ADF；②ad，cg，fh；③；． 点评： 本题考查了测电压表内阻、测电源电动势与内阻实验，要掌握办偏法测电表内阻的方法；根据电路图由欧姆定律求出图象的函数表达式是正确求出电源电动势与内阻的前提与关键

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

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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．

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考点： 动能定理；牛顿第二定律． 专题： 动能定理的应用专题．

分析： （1）对邮件运用动量定理，求出邮件速度达到传送带速度所需的时间． （2）对邮件运用动能定理，求出邮件相对地面的位移大小．

（3）根据摩擦力的大小以及皮带的位移大小求出邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W． 解答： 解：（1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则： F=μmg ①

取向右为正方向，对邮件应用动量定理得，Ft=mv﹣0，② 由①②式并代入数据得， t=0.2s ③

（2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有：

④

由①④式并代入数据得，x=0.1m ⑤

（3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则： s=vt ⑥

摩擦力对皮带做的功W=﹣Fs ⑦

由①③⑥⑦式并代入数据得，W=﹣2J． 答：（1）邮件滑动的时间t为0.2s； （2）邮件对地的位移大小x为0.1m；

（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W为﹣2J． 点评： 本题考查了动量定理、动能定理的基本运用，本题也可以采用动力学知识进行求解，关键需理清邮件在整个过程中的运动规律． 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．

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考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系． 专题： 电磁感应与电路结合．

分析： （1）线框匀速进入（离开）磁场，重力与安培力平衡，根据平衡条件、安培力公式、切割公式、欧姆定律列式求解即可分别求出两个速度；

（2）由动能定理和功的计算公式，写出重力做的功W，然后结合功能关系即可求出磁场的宽度．

解答： 解：（1）设线框dc边刚进入磁场时，线框的速度为v1，感应电动势 E=B?2lv1 ① 感应电流：I= ②

dc边受安培力的大小：F=BI?2l ③ 由于做匀速运动，则：F=mg ④

由①～④式解得速度：⑤

设线框ab边将离开磁场时，线框的速度为v2，同理可得：

⑥

所以：v2=4v1 ⑦

（2）在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功WG=2mgl 根据动能定理得：2mgl=

⑧

线框完全穿过磁场的过程中，由功能关系得：

⑨

联立⑦⑧⑨得：H=

答：（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4倍； （2）磁场上下边界间的距离是

．

点评： 本题是电磁感应中的综合问题，全面考查电磁感应定律、欧姆定律以及动能定理、平衡条件等知识，分析清楚线框的运动过程、应用匀变速直线运动的速度位移公式、E=BLv、安培力公式、平衡条件、能量守恒定律、电流定义式即可正确解题．

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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v2的大小与轨迹半径r2；

（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sinθn； （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．

考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 专题： 带电粒子在复合场中的运动专题．

分析： （1）粒子在混合场中加速，由动能定理可求得进入第2层时的速度；再由洛仑兹力充当向心力可求得半径；

（2）根据电场力做功可明确速渡，再根据洛仑兹力充当向心力找出第n层中的半径关系，由数学规律可得出通项式，即可求出sinθn；

（3）根据题意进行假设，通过讨论明确增大比荷能否使粒子飞出右侧磁场． 解答： 解：（1）粒子在进入第2层磁场时，经过两次加速，中间穿过磁场时洛仑兹力不做功；由动能定理可得：

2qEd=mv2 解得：v2=2

；

2

粒子在第2层磁场中受到的洛仑兹力充当向心力，有： qv2B=m解得：r2=

；

（2）设粒子在第n层磁场中运动的速度为vn，轨迹半径为rn； 则有： nqEd=mvn qvnB=m

；

2

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