2015年高考真题(安徽卷)物理试题详尽解析(Word版)

姓名座位号（在此卷上答题无效）绝密★启用前2015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（物理）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第1页至第5页，第Ⅱ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：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Ⅰ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Ⅱ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Ⅰ卷（选择题共120分）本卷共20小题，每小题6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。14．图示是α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α粒子在各点处的加速度方向正确的是A．M点B．N点C．P点D．Q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，α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122qqFkr，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为A．kg·A2·m3B．kg·A–2·m3·s–4C．kg·m2·C–2D．N·m2·A–2【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=1kg·A–2·m3·s–4．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c→d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ΔP1=ΔP2，即U1ΔI1=U2ΔI2，故122114IUIU，由变压器原理：112241nUnU为降压变压器，C错误；V2不变电流表A2的示数增大，负载电阻减小，变阻器滑片是沿c→d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ρ，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为v，则金属棒内的电场强度大小为α粒子MNPQ重金属原子核v0A1V1A2V2V3abR0RcdA．22mveLB．2mvSneC．nevD．evSL【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=ρL/S，所以U=ρLnev；金属棒内的电场强度大小E=U/L=ρnev，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iʹ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θ．已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为A．sin2sin2B．sin2sin2C．sinsin()2D．sinsin()2【答案】A【解析】由折射定律公式：12sinsinn，由几何关系可得：棱镜中的折射角002180(180)22、空气中的入射角1()22代入得sin2sin2n，选项A正确。19．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θ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sinBvrC．金属杆所受安培力的大小为2sinBlvrD．金属杆的热功率为22sinBlvr【答案】B【解析】由法拉第电磁感应定律可得：EBlv，A错误；又由欧姆定律sinEEIRlr，故电路中感应电流的大小为sinBvIr，选项B正确；金属杆所受安培力的大小为2sinlBlvFBIr，C错误；金属杆的热功率为2222sinsin()sinQBvlrBlvPIRrr，D错误。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02，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0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．0QS和20QSB．02QS和20QSLSv+–ABiʹiCθαθaMNbcdvlS+++++–––––C．02QS和202QSD．0QS和202QS【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02，正极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为02QS，负极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为02QS，方向相同，故极板间的电场强度大小为0QS；以一极板电荷为试探电荷得两极板间相互的静电引力为02QFnqEQS．选项D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：①用铅笔描下结点位置，记为O；②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；③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，__________；④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；⑥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】③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⑥F和F3Ⅱ．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100μA、内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0~999.9Ω）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Ω．(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。②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IR–I图线；I/mAIR/V01020304050601.11.21.31.41.51.6××××××I/mAIR/V01020304050601.11.21.31.41.51.6××××图2mARErR(Ω)I(mA)IR(V)12345695.075.055.045.035.025.015.018.724.829.536.048.01.421.401.361.331.261.20图1②根据图线可得电池的电动势E是V，内阻r是Ω．【答案】(1)并联5.0(2)①如图所示②1.532.0【解析】电流表扩大量程需并联一个电阻，有ImARmA=(I–ImA)R并，得R并=5.0Ω．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2.0Ω．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μ；(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：(1)由动能定理，有2201122mgsmvmv可得μ=0.32(2)由动量定理，有Ftmvmv可得F=130N(3)219J2Wmv23．（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：(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：(1)0()3ACACWqEyyqEl(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212DyaT2013(2)2DylaT解得02mlTqE则A→C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)CyvaT220172CCxCyqElvvvm24．（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．ABv0xyABC(2l0,-3l0)-l0l0OxyABC(2l0,-3l0)-l0l0ODABCRARBRCO解：(1)由万有引力定律，A星体所受B、C星体引力大小为2222ABBACAmmmFGGFra方向如图则合力大小为2223AmFGa(2)同上，B星体所受A、C星体引力大小分别为2222ABABmmmFGGra222cBCBmmmFGGra方向如图由202cos602BxABCBmFFFGa202sin603ByABmFFGa可得22227BBxBymFFFGa(3)通过分析可知，圆心O在中垂线AD的中点，223142CRaa（或：由对称性可知OB=OC=RC12cosBxBCaFDBOBDFOBR可得74CRa(4)三星体运动周期相同，对C星体，由22227()CBCmFFGmRaT可得3aTGmxyOFABFCBFBAFCAABCDFB