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2015年全国高考理综试题及答案(物理部分)-新课标2

2015 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试 新课标 2 第Ⅰ卷
一.选择题:本题共 13 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 二.选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~17 题只有一项符合题目要求,第 18~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。 14. 如图,两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间 a 点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态。现将两 板绕过 a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转 45 ,再由 a 点从静止释放一同样的微粒,该微粒将
?

转移轨道和同步轨道的夹角为 30°,如图所示,发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为

A. 西偏北方向, 1.9 ?10 m / s
3

B. 东偏南方向, 1.9 ?10 m / s
3

C. 西偏北方向, 2.7 ?10 m / s
3

D. 东偏南方向, 2.7 ?10 m / s
3

17. 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大 小 f 恒定不变。下列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图像中,可能正确的是

A.保持静止状态 C.向正下方做匀加速运动

B.向左上方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动

15. 如图,直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为 B,方向平行于 ab 边向上。当金属框绕 ab 边 以角速度 ? 逆时针转动时, a、b、c 三点的电势分别为 Ua、Ub、Uc .已知 bc 边的长度为 l 。下列判断正确的是

18. 指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说明正确的是 A. 指南针可以仅具有一个磁极 B. 指南针能够指向南北,说明地球具有磁场 C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰 A. U a ? Uc ,金属框中无电流 B. Ub ? Uc ,金属框中电流方向沿 a ? b ? c ? a D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转 19. 有两个运强磁场区域Ⅰ和Ⅱ, Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的 k 倍, 两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。 与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子 A. 运动轨迹的半径是Ⅰ中的 k 倍 B. 加速度的大小是Ⅰ中的 k 倍 C. 做圆周运动的周期是Ⅰ中的 k 倍 D. 做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等 20. 在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为 a 的加速度

1 2 C . U bc ? ? Bl ? ,金属框中无电流 2 1 2 D. U bc ? Bl ? ,金属框中电流方向沿 a ? c ? b ? a 2
16. 由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道 上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为

3.1?103 m / s ,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为 1.55 ?103 m / s ,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,

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向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩 P 和 Q 间的拉力大小为 F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为

2 a 的加速 3

A 物块的质量

B 斜面的高度

C 斜面的倾角

度向东行驶时,P 和 Q 间的拉力大小仍为 F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可 能为 A. 8 B.10 C.15 D.18

23. (9 分)电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半 偏法)实验室提供材料器材如下: 待测电压表(量程 3V,内阻约为 3000 欧) ,电阻箱 R0 (最大阻值为 99999.9 欧),滑动变阻器 R1(最大阻值 100 欧,额定电压 2A) , 电源 E (电动势 6V,内阻不计) , 开关两个, 导线若干 (1)虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整 (2)根据设计的电路写出步骤 ________ ________ ________ (3)将这种方法测出的电压表内阻记为 R v 与内阻的真实值 Rv 先比 R v ________.
1 1

21. 如图,滑块 a、b 的质量均为 m,a 套在固定直杆上,与光滑水平地面相距 h,b 放在地面上,a、b 通过铰链用刚性 轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b 可视为质点,重力加速度大小为 g。则

Rv (添“>”“=”或“<”)主

要理由是

A. a 落地前,轻杆对 b 一直做正功 B. a 落地时速度大小为 C. a 下落过程中,其加速度大小始终不大于 g D. a 落地前,当 a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为 mg

第Ⅱ卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为题,每个考题考生都必须作答,第 33~40 为选考题, 考生格局要求作答。 (一)必考题(共 129 分) 22. (6 分)某学生用图(a)琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz, 物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b)所示,图中标出了 5 个连续点之间的距离。

24.(12 分)如图,一质量为 m、电荷量为 q(q>0)的例子在匀强电场中运动,A、B 为其运动轨迹上的两点。已知该粒 子在 A 点的速度大小为 v0,方向与电场方向的夹角为 60°;它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为 30°。不计重 力。求 A、B 两点间的电势差。

(1) (2)

物块下滑是的加速度 a= ________ m/s ;打点 C 点时物块的速度 V= ________. M/S;
2

已知重力加速度大小为 g,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是(天正确答案标号)
第 2 页 共 2 页

25.(20 分)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为 θ =37°(sin37°=

3 )的山坡 C, 5

33.[物理选修 3-3](15 分) (1) (5 分)关于扩散现象,下列说法正确的是(填正确答案标号,选对 1 个给 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分 0 分)

上面有一质量为 m 的石板 B,其上下表面与斜坡平行;B 上有一碎石堆 A(含有大量泥土) ,A 和 B 均处于静止状态,如图 所示。假设某次暴雨中,A 浸透雨水后总质量也为 m(可视为质量不变的滑块) ,在极短时间内,A、B 间的动摩擦因数 μ 减小为
1

3 ,B、C 间的动摩擦因数 μ 2 减小为 0.5,A、B 开始运动,此时刻为计时起点;在第 2s 末,B 的上表面突然变为 8
2

A.温度越高,扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 (2) (10 分)如图,一粗细均匀的 U 形管竖直放置,A 侧上端封闭,B 侧上侧与大气相通,下端开口处开关 K 关闭,A 侧空气柱的长度为 l=10.0cm,B 侧水银面比 A 侧的高 h=3.0cm,现将开关 K 打开,从 U 形管中放出部分水银,当两侧的 高度差为 h1=10.0cm 时,将开关 K 关闭,已知大气压强 P0=75.0cmHg。 (ⅰ)求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度 (ⅱ)此后再向 B 侧注入水银,使 A、B 两侧的水银达到同一高度,求注入水银在管内的长度

光滑,μ 2 保持不变。已知 A 开始运动时,A 离 B 下边缘的距离 l=27m,C 足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取 重力加速度大小 g=10m/s 。求: (1)在 0~2s 时间内 A 和 B 加速度的大小 (2)A 在 B 上总的运动时间

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34.[物理选修 3-4](15 分) (1)(5 分) 如图,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为 θ ,经折射后射出 a、b 两束光 线,则(填正确答案标号,选对 1 个给 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分 0 分)

(1) (5 分)实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是。 (填正确答案标号,选对 1 个给 2 分, 选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分 0 分) A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B. β 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关

A.在玻璃中,a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 B. 在真空中,a 光的波长小于 b 光的波长 C. 玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D.若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大,则折射光线 a 首先消失 E.分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距 (2) (10 分)平衡位置位于原点 O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平 x 轴传播,P、Q 为 x 轴上的两个点(均位于

(2) (10 分)滑块 a、b 沿水平面上同一条直线发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进 入粗糙路段。两者的位置 x 随时间 t 变化的图像如图所示。求:

x 轴正向) ,P 与 Q 的距离为 35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自 t=0 时由平衡位置开始向上振动,
周期 T=1s,振幅 A=5cm。当波传到 P 点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过 5s,平衡位置在 Q 处的质点第一次处于 波峰位置,求: (ⅰ)P、Q 之间的距离 (ⅱ)从 t=0 开始到平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程。 (ⅰ)滑块 a、b 的质量之比; (ⅱ)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。

35.[物理选修 3-5](15 分)
第 4 页 共 4 页

参考答案
一、选择题 1.A 7.C 二、选择题 14.D 15.C 16.B 17.A 18.BC 19.AC 20.BC 21.BD 2.C 8.A 3.B 9.B 4.B 10.C 5.D 11.B 6.A 12.C 13.D

联立②③式得

U AB ?
25.(20 分)

2 mv0 q



(1)在 0~2s 时间内,A 和 B 的受力如图所示,其中 f1 、 N1 是 A 与 B 之间的摩擦力和正压力的大小, f 2 、 N 2 是 B 与 C 之间的摩擦力和正压力的大小,方向如图所示。由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得

三、非选择题 (一)必考题 22.(6 分) (1)3.25(2 分) (2)C(2 分) 23.(9 分) (1)实验电路图如图所示。 (2 分) (2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最 小(1 分) ;闭合开关 S1、S2 ,调节 R1 ,使电压表的指针满偏(1 分) ;保 持滑动变阻器滑片的位置不变(1 分) ,断开 S2 ,调节电阻箱 R0 使电压表 的指针半偏(1 分) ;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内 阻(1 分) 。 (3)> (1 分) 断开 S2 ,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时 R0 两端的电压 大于电压表的半偏电压,故 RV ? ? RV (1 分,其他合理说法同样给分) 24.(12 分) 设带电粒子在 B 点的速度大小为 vB 。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变,即 1.79(2 分)

f1 ? ?1N1 N1 ? mg cos? f 2 ? ?2 N2 N2 ? N1 ? mg cos?

① ② ③ ④

规定沿斜面向下为正。设 A 和 B 的加速度分别为 a1 和 a2 ,由牛顿第 二定律得

mg sin ? ? f1 ? ma1

⑤ ⑥

mg sin ? ? f2 ? f1 ? ma2
联立①②③④⑤⑥式,并代入题给条件得

a1 ? 3m / s2 a2 ? 1m / s2

⑦ ⑧

(2)在 t1 ? 2s 时,设 A 和 B 的速度分别为 v1 和 v 2 ,则

v1 ? a1t1 ? 6m / s v2 ? a2t1 ? 2m / s

⑨ ⑩

vB sin30 ? v0 sin 60
?

?

t ? t1 时,设 A 和 B 的加速度分别为 a1? 和 a2? 。此时 A 与 B 之间摩擦力为零,同理可得
a1? ? 6m / s 2
? ?



由此得

vB ? 3v0
设 A、B 两点间的电势差为 U AB ,由动能定理有



a2? ? ?2m / s 2

即 B 做减速运动。设经过时间 t 2 ,B 的速度减为零,则有 ③
第 5 页 共 5 页

qU AB ?

1 2 2 m (vB ? vA ) 2

v2 ? a2?t2 ? 0

?

联立⑩? ? 式得

由力学平衡条件得 ?

t2 ? 1s
在 t1 ? t2 时间内,A 相对于 B 运动的距离为

p ? p0 ? h



打开开关 K 放出水银的过程中,B 侧水银面处的压强始终为 p0 ,而 A 侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐 减小,B、A 两侧水银面的高度差也随之减小,直至 B 侧水银面低于 A 侧水银面 h1 为止。由力学平衡条件有

1 2? ?1 2 1 ?1 2? s ? ? a1t12 ? v1t2 ? a1?t2 ? ? ? a2t1 ? v2t2 ? a2?t2 ? ? 2 2 ?2 ? ?2 ?
此后 B 静止不动,A 继续在 B 上滑动。设再经过时间 t3 后 A 离开 B,则有

p1 ? p0 ? h1
联立①②③式,并代入题给数据得



1 l ? s ? (v1 ? a1?t2 )t3 ? a1?t32 2
可得

?

l1 ? 12.0cm



t3 ? 1s

(ⅱ)当 A、B 两侧的水银面达到同一高度时,设 A 侧空气柱的长度为 l2 ,压强为 p2 。由玻意耳定律得 (另一解不合题意,舍去) ?

pl ? p2l2
由力学平衡条件有 ?



设 A 在 B 上总的运动时间为 t总 ,有

t总 ? t1 ? t2 ? t3 ? 4s

p2 ? p0
联立②⑤⑥式,并代入题给数据得



(利用下面的速度图线求解,正确的,参照上述答案及评分参考给分。 )

l2 ? 10.4cm
设注入的水银在管内的长度 ?h ,依题意得



?h ? 2(l1 ? l2 ) ? h1
联立④⑦⑧式,并代入题给数据得



?h ? 13.2cm
34.[物理——选修 3-4](15 分)



(1)ABD(5 分。选对 1 个给 2 分,选对 2 个给 4 分,选对 3 个给 5 分;每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) (2) (10 分) (二)选考题 33.[物理——选修 3-3](15 分) (1)ACD(5 分。选对 1 个给 2 分,选对 2 个给 4 分,选对 3 个给 5 分;每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) (2) (10 分) (ⅰ)以 cmHg 为压强单位。设 A 侧空气柱长度 l ? 10.0cm 时的压强为 p ;当两侧水银面的高度差为 h1 ? 10.0cm 时,空气柱的长度为 l1 ,压强为 p1 。由玻意耳定律得 (ⅰ)由题意, O、P 两点间的距离与波长 ? 之间满足

5 OP ? ? 4
波速 v 与波长的关系为



v?

?
T



在 t ? 5s 的时间间隔内,波传播的路程为 vt 。由题意有

vt ? PQ ?

第 6 页 共 6 页

?
4



pl ? p1l1

式中,PQ 为 P、Q 间的距离。由①②③式和题给数据,得

PQ ? 133cm



(ⅱ)Q 处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为

5 t1 ? t ? T 4
波源从平衡位置开始运动,每经过



T ,波源运动的路程为 A。由题给条件得 4


t1 ? 25 ?

T 4

故 t1 时间内,波源运动的路程为

s ? 25 A ? 125cm
35.[物理——选修 3-5](15 分)



(1)ACD(5 分。选对 1 个给 2 分,选对 2 个给 4 分,选对 3 个给 5 分;每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) (2) (10 分) (ⅰ)设 a、 b 的质量分别为 m1、m2 , a、b 碰撞前的速度为 v1、v2 。由题给图像得

v1 ? ?2m / s v2 ? 1m / s

① ②

a、 b 发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为 v 。由题给图像得

v?

2 m/s 3



由动量守恒定律得

m1v1 ? m2v2 ? (m1 ? m2 )v
联立①②③④式得



m1 : m2 ? 1:8
(ⅱ)由能量守恒得,量滑块因碰撞而损失的机械能为



?E ?

1 1 1 2 m1v12 ? m2 v2 ? (m1 ? m2 )v 2 2 2 2



由图像可知,两滑块最后停止运动。由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做的功为

1 W ? (m1 ? m2 )v 2 2
联立⑥⑦式,并代入题给数据得



W : ?E ? 1: 2



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