2015年高考真题（北京卷）物理试题详尽解析（Word版）.doc

绝密绝密启用前启用前 2015 年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试理科综合能力测试（北京卷北京卷） 第一部分（选择题（选择题 共共 120 分）分） 本部分共本部分共 20 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 120 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 13下列说法正确的是A物体放出热量，其内能一定减小B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 【答案】C 14下列核反应方程中，属于 衰变的是A B144171 7281NHeOH2382344 92902UThHeC D2341 1120HHHen2342340 90911ThPae【答案】B 15周期为 2.0s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示， 此时质点 P 沿 y 轴负方向运动。则该波 A沿 x 轴正方向传播，波速 v=20m/s B沿 x 轴正方向传播，波速 v=10m/s C沿 x 轴负方向传播，波速 v=20m/s D沿 x 轴负方向传播，波速 v=10m/s 【答案】B 16假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，己知地球到太阳的距离小于火星 到太阳的距离，那么A地球公转周期大于火星的公转周期B地球公转的线速度小于火星公转的线速度C地球公转的加速度小于火星公转的加速度D地球公转的角速度大于火星公转的角速度 【答案】D 17实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生 衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀 速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则 A轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C轨迹 l 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 【答案】D 18 “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为 人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大 D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力 【答案】A 19如图所示，其中电流表 A 的量程为 0.6A，表盘均匀划分为 30 个小格，每一小格表示 0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表21内阻的 2 倍。若用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值，则下 列分析正确的是 A将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04A B将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02 A C将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06 A20 40 0x/m y/cm P 21 A AR1 R2 1 b2 b3 bD将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01 A 【答案】C 20利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC 卡）的工作原理及相关问题。IC 卡内部有 一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的 LC 振荡电路。公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器） 向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC 卡内的线圈 L 中产生感应电流，给电容 C 充电，达到 一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是 AIC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作 C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈 L 中不会产生感应电流 DIC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 【答案】B 第二部分（非选择题（非选择题 共共 180 分）分） 21 （18 分） （1） “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa和 bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图 1 所示。在玻璃砖的一侧插 上两枚大头针 Pl和 P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻 璃砖观察，并依次插上大头针 P3和 P4。在插 P3和 P4时，应使 （选填选项前的字母） 。 AP3只挡住 Pl的像 BP4只挡住 P2的像 CP3同时挡住 Pl、P2的像 （2）用单摆测定重力加速度的实验装置如图 2 所示。 组装单摆时，应在下列器材中选用 （选填选项前的字 母） 。A长度为 1 m 左右的细线B长度为 30 cm 左右的细线C直径为 1.8 cm 的塑料球D直径为 1.8 cm 的铁球 测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振 动所用的时间 t，则重力加速度 g= (用 L、n、t 表示)。 下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理。组次123摆长 L/cm80.0090.00100.00 50 次全振动所用的时间 t/s90.095.5100.5 振动周期 T/s1.801.91 重力加速度 g/(m·s-2)9.749.73 请计算出第 3 组实验中的 T= s，g= m/s。 用多组实验数据做出 T2L 图像，也可以求出重力加速度 g。已知三位同学 做出的 T2L 图线的示意图如图 3 中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都 过原点，图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b，下列分 析正确的是 （选填选项前的字母） 。 A出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L B出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次 C图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值 某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图 4 所示。由于家里只有一 根量程为 30 cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标记，使得悬点 O 到 A 点问的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长。实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时，测得相应 单摆的周期为 T1、T2。由此可得重力加速度 g= （用 l1、l2、T1、T2表示） 。【答案】 （1）C（2）A、DT=2.01，g=9.76B2224n Lgt图 1 P1 P2 a b a' b' 图 2 O T 2 O L a b c 图 3 图 4 A O 22 12 22 124()n llgTT22 （16 分） 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 L=0.4 m，一端连 接 R=1 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B=1T。 导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和 导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向 右匀速运动，速度 v=5 m/s。求：（1）感应电动势 E 和感应电流 I；（2）在 0.1 s 时间内，拉力的冲量 IF的大小；（3）若将 MN 换为电阻 r=1 的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压 U。解：解：（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势1 0.4 0.5V2VEBLv 感应电流2A2A1EIR（2）拉力大小等于安培力大小1 2 0.40.8FBILNN 冲量大小0.8 0.10.08FIF tN sN s （3）由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流2A=1A2EIRr 由欧姆定律可得，导体棒两端电压1VUI R 23 （18 分） 如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质 量不计。物块（可视为质点）的质量为 m，在水平桌面上沿 x 轴 运动，与桌面间的动摩擦因数为 。以弹簧原长时物块的位置为 坐标原点 O，当弹簧的伸长量为 x 时，物块所受弹簧弹力大小为 Fkx，k 为常量。 （1）请画出 F 随 x 变化的示意图；并根据 Fx 图像求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中弹 力所做的功。 （2）物块由 x1向右运动到 x3，然后由 x3返回到 x2，在这个过程中，a求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的 概念。解：解：（1）F-x 图像如答图，物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中，弹力做负功；F-x 图线下的面积等于弹力做功大小，弹力做功211 22Wkx xkx （2）a物块由 x1向右运动到 x3的过程中，弹力做功22 1133113111() ()222TWkxkxxxkxkx 物块由 x3向左运动到 x2的过程中，弹力做功22 2233232111() ()222TWkxkxxxkxkx 整个过程中，弹力做功22 121211 22TTTWWWkxkxR M N v B O x1 x2 x3 x x F 答图弹性势能的变化量22 2111 22PTEWkxkx b整个过程中，摩擦力做功312(2-)fWmgxxx 与弹力做功比较，弹力做功与 x3无关，即与实际路径无关，只与始末位置有关，所以，我们可以定 义一个由物体之间的相互作用力（弹力）和相对位置决定的能量弹性势能，而摩擦力做功与 x3有关， 即与实际路径有关，所以，不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”。 24 （20 分） 真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示。光 照前两板都不带电。以光照射 A 板，则板中的电子可能吸收光的能量 而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于 A 板向 B 板运动，忽略电子之 间的相互作用。保持光照条件不变。a 和 b 为接线柱。 已知单位时间内从 A 板逸出的电子数为 N，电子逸出时的最大动 能为 Ekm。元电荷为 e。 （1）求 A 板和 B 板之间的最大电势差 Um，以及将 a、b 短接时 回路中的电流 I短。 （2）图示装置可看作直流电源，求其电动势 E 和内阻 r。 （3）在 a 和 b 之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为 U。外电阻上消耗的电功率设为 P；单 位时间内到达 B 板的电子，在从 A 板运动到 B 板的过程中损失的动能之和设为Ek。请推导证明：P= Ek 。(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明) 解：解：（1）由动能定理得：，可得kmEeUkm mEUe短路时所有逸出电子都到达 B 板，故短路电流INe短（2）电源的电动势等于断路时的路端电压，即上面求出的 Um,所以km mEEUe电源内阻：2kmEErINe短（3）外电阻两端的电压为 U，则电源两端的电压也是 U。由动能定理，一个电子经电源内部电场后损失的动能之和keEeU设单位时间内有 N个电子到达 B 板，则损失的动能之和kkeENEN eU根据电流的定义，此时电源内部的电流，IN e 此时流过外电阻的电流也是，外电阻上消耗的电功率IN e PIUN eU所以 kPE AA B a b