2015年高考真题（安徽卷）物理试题详尽解析（Word版）.doc

姓名 座位号 （在此卷上答题无效）（在此卷上答题无效） 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（安徽卷）年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷） 理科综合能力测试理科综合能力测试（物理） 本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，第卷第 1 页至第 5 页，第卷第 6 页 至第 12 页。全卷满分 300 分，时间 150 分钟。 考生注意事项：考生注意事项： 1、答题前，务必在试题卷，答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘 贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。务必在答题卡背面规定的地方填写姓 名和座位号后两位。 2、答第卷时，每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3、答第卷时，必须使用 0.5 毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。 作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出，确认后再用 0.5 毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必 须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。4、考试结束后，务必将试题卷和答题卡一并上交。 第卷（选择题 共 120 分） 本卷共本卷共 20 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 120 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。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。 14图示是 粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹， M、N、P、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子 核静止不动。图中所标出的 粒子在各点处的加速度方向正确的是 AM 点 BN 点 CP 点 DQ 点 【答案】C 【解析】由牛顿第二定律加速度的方向与所受合力方向相同， 粒子与重金属原子核的作用力为斥力，沿两连线的 背离方向，由题图可得 P 点描述正确。选项 C 正确。 15由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别 q1和 q2，其间距离为 r 时，它们之间的相互作用力的大小为，式中 k 为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应12 2q qFkr为 Akg·A2·m3 Bkg·A2·m3·s4 Ckg·m2·C2 DN·m2·A2 【答案】B 【解析】静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2，由牛顿第二定律知：1N=1kg·m/s2，由电流的定义知： 1C=1A·s，故 1N·m2/C=1 kg·A2·m3·s4选项 B 正确。 16图示电路中，变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表 A1的示数增大了 0.2A，电流表 A2的示数增大了 0.8A，则下列说法正确的是 A电压表 V1示数增大 B电压表 V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿 cd 的方向滑动 【答案】D 【解析】由于理想变压器，输入与输出端电压对确定的输入电源是一定的，A、B 错误；而 P1=P2，即U1I1=U2I2，故，由变压器原理：为降压变压器，C 错误；V2不变电12211 4IU IU11224 1nU nU流表 A2的示数增大，负载电阻减小，变阻器滑片是沿 cd 的方向滑动，D 正确。选项 D 正确。 17一根长为 L，横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ，棒内单位体积自由电子数为 n，电子的 质量为 m，电荷量为 e在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率 粒子 MNPQ重金属原子核重金属原子核v0A1V1A2V2V3ab R0Rcd为 v，则金属棒内的电场强度大小为A B 22mv eL2mv Sn eC Dnevev SL【答案】C 【解析】由题义金属棒中的电荷量为 q=LSne，由一端运动到另一端所需时间 t=L/v，故电流 I=q/t=Snev， 棒两端加上恒定的电压 U=IR，而 R=L/S，所以 U=Lnev；金属棒内的电场强度大小 E=U/L=nev， 选项 C 正确。 18如图所示，一束单光从空气入射到棱镜的 AB 面上，经 AB 和 AC 两个面折射后从 AC 面进入空气。 当出射角 i和入射角 i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为 已知棱镜顶角为 ，则计 算棱镜对该色光的折射率表达式为A B C Dsin2sin2sin2sin2 sinsin()2 sinsin()2 【答案】A【解析】由折射定律公式：，由几何关系可得：棱镜中的折射角、12sin sinn 002180(180) 22空气中的入射角代入得，选项 A 正确。1()22sin2sin2n19如图所示，abcd 为水平放置的平行线“匸”形光滑金属导轨，间距为 l，导轨间有垂直于导轨平面的匀 强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨电阻不计。已知金属杆 MN 倾斜放置，与导轨成 角，单位长度 的电阻为 r，保持金属杆以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好） 。则A电路中感应电动势为sinBlv B电路中感应电流的大小为sinBv rC金属杆所受安培力的大小为2sinB lv rD金属杆的热功率为22sinB lv r 【答案】B【解析】由法拉第电磁感应定律可得：，A 错误；又由欧姆定律，故电路中感EBlvsinEEIRlr应电流的大小为，选项 B 正确；金属杆所受安培力的大小为sinBvIr，C 错误；金属杆的热功率为2sinlB lvFBIr，D 错误。22 22sinsin()sinQBvlrB lvPI Rrr LS v+ABiiCaMNbcdvlS+20已知均匀带电的无穷大平面在真空中触发电场的场强大小为，其中 为平面上单位面积所带的02 电荷量，0为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空，带电荷量为 Q不 计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大 小分别是A和 B和 0Q S20Q S02Q S20Q SC和 D和02Q S202Q S0Q S202Q S【答案】D【解析】均匀带电的无穷大平面在真空中触发电场的场强大小为，正极板的电荷在极板间触发电场02 的场强大小为，负极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为，方向相同，故极板间的电场02Q S02Q S强度大小为；以一极板电荷为试探电荷得两极板间相互的静电引力为选项 D0Q S02QFnqEQS正确。 第 II 卷（非选择题 共 180 分） 21 （18 分）I在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的 木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个 弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加压力，使橡皮条伸长，结点到达纸 面上某一位置，如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整： 用铅笔描下结点位置，记为 O； 记录两个弹簧测力计的示数 F1和 F2，沿每条细绳（套）的方向用铅笔分别描出 几个点，用刻度尺把相应的点连成线； 只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点扔拉到位置 O，记录测力计的示数 F3，_； 按照力的图示要求，作出拉力 F1、F2、F3； 根据力的平行四边形定则作出 F1和 F2的合力 F； 比较 的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实 验。 【答案】沿此时细绳（套）的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线F 和 F3 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为 100A、 内阻为 2500 的表头，一个开关，两个电阻箱（0999.9 ）和若干导线。 (1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为 50mA 的电流表，则应该将表头与电阻箱（填“并联”或“串联”） ，并将该电阻箱阻值调为 (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图 1 所示，通过改变电 阻 R 测相应的电流 I，且作相关计算后一并记录如下表。mA RErR()I(mA) IR(V)123456 95.075.055.045.035.025.0 15.018.724.829.536.048.0 1.421.401.361.331.261.20 图 1 根据表中数据，图 2 中已描绘出四个点，请将第 5、6 两组数据也描绘在图 2 中，并画出 IRI 图 线；I/mAIR/V01020304050601.11.21.31.41.51.6×× ××图 2I/mAIR/V01020304050601.11.21.31.41.51.6×× ××××根据图线可得电池的电动势 E 是 V，内阻 r 是 【答案】(1)并联 5.0 (2)如图所示 1.53 2.0 【解析】电流表扩大量程需并联一个电阻，有 ImARmA=(IImA)R并，得 R并=5.0描点作图如图，由图可 得电池的电动势 E 是 1.53V，曲线斜率的绝对值为电池内阻内阻 r 是 2.0 22 （14 分） 一质量为 0.5kg 的小物块放在水平地面上的 A 点，距离 A 点 5m 的位置 B 处是一面墙，如图所示。物 块以 v0=9m/s 的初速度从 A 点沿 AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为 7m/s，碰后以 6m/s 的速度 反向运动直至静止。g 取 10m/s2 (1)求物块与地面间的动摩擦因数 ； (2)若碰撞时间为 0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小 F； (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W解：解：(1)由动能定理，有 22 011 22mgsmvmv可得 =0.32 (2)由动量定理，有 F tmvmv 可得 F=130N(3) 219J2Wmv23 （16 分） 在 xOy 平面内，有沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E（图中未画 出） 。由 A 点斜射出一质量为 m，带电量为+q 的粒子，B 和 C 是粒子运动轨 迹上的两点，如图所示。其中 l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求：ABv0xyA BC(2l0,-3l0)-l0l0O(1)粒子从 A 到 C 过程中电场力对它做的功； (2)粒子从 A 到 C 过程所经历的时间； (3)粒子经过 C 点时的速率。 解：解：(1) 0()3ACACWqE yyqEl(2)根据抛体运动的特点，粒子在 x 方向上做匀速直线运动，由对称性可知轨道最高点 D 在 y 轴上， 可令 tAD=tDB=T，则 tBC=T由 qE=ma 得 qEam又 21 2DyaT2 013(2 )2DylaT解得 02mlTqE则 AC 过程所经历的时间 023mltqE(3)粒子在 DC 段做类平抛运动，于是有02(2 )CxlvT(2 )CyvaT22017 2CCxCyqElvvvm24 （20 分） 由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间 的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心 O 在三角形所在平面内做相 同角速度的圆周运动（图示为 A、B、C 三颗星体质量不相同时的一般情况） ，若 A 星体质量为 2m，B、C 两星体的质量均为 m，三角形的边长为 a，求： (1)A 星体所受合力大小 FA； (2)B 星体所受合力大小 FB； (3)C 星体的轨道半径 RC； (4)三星体做圆周运动的周期 T 解：解：(1)由万有引力定律，A 星体所受 B、C 星体引力大小为方向如图2222AB BACAm mmFGGFra则合力大小为 222 3AmFGa(2)同上，B 星体所受 A、C 星体引力大小分别为方向如图2222AB ABm mmFGGra222cB CBm mmFGGra由 2 0 2cos602BxABCBmFFFGa2 0 2sin603ByABmFFGa可得 2 22 27BBxBymFFFGa(3)通过分析可知，圆心 O 在中垂线 AD 的中点，2231 42CRaa（或：由对称性可知 OB=OC=RC 1 2cosBxBCaFDBOBDFOBRxyA BC(2l0,-3l0)-l0 l0 ODxyO FABFCBFBAFCAABCDFBABCRARBRCO可得 7 4CRa(4)三星体运动周期相同，对 C 星体，由2 2 227()CBCmFFGmRaT可得 3aTGm