2015年北京市高考物理试卷及解析

第1页（共15页）2015年北京市高考物理试卷一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48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。）1．（6分）（2015•北京）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2．（6分）（2015•北京）下列核反应方程中，属于α衰变的是（）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+e3．（6分）（2015•北京）周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，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/sB．沿x轴正方向传播，波速v=10m/sC．沿x轴负方向传播，波速v=20m/sD．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s4．（6分）（2015•北京）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（）第2页（共15页）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5．（6分）（2015•北京）实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β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1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6．（6分）（2015•北京）“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7．（6分）（2015•北京）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0.02A，R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的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（）第3页（共15页）A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A8．（6分）（2015•北京）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（）A．IC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D．IC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二、非选择题9．（2015•北京）“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，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1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（）A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像第4页（共15页）10．（18分）（2015•北京）用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示．（1）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1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球（2）测出悬点O至小球球心的距离（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）．（3）如表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理．组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间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/s2．（4）用多组实验数据做出T2﹣L图象，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2﹣L图线的示意图如图2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LB．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（5）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3所示，由于家里只有一根量程为30cm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点间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）．11．（16分）（2015•北京）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω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，与导轨接解良好．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=5m/s．求：（1）感应电动势E和感应电流I；（2）在0.1s时间内，拉力的冲量IF的大小；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U．第5页（共15页）12．（18分）（2015•北京）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μ，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F=kx，k为常量．（1）请画出F随x变化的示意图；并根据F﹣x图象求物块沿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．13．（20分）（2015•北京）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）第6页（共15页）第7页（共15页）2015年北京市高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48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。）1．（6分）考点：热力学第一定律．菁优网版权所有专题：热力学定理专题．分析：做功和热传递都能改变内能；物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：△U=Q+W．解答：解：A、物体放出热量，若外界对物体做更多的功大于放出的热量，内能可能增加，故A错误；B、物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C、物体吸收热量，同时对外做功W，如二者相等，则内能可能不变，若Q＞W，则内能增加，若W＞Q，则内能减少，故C正确；D、物体放出热量，Q＜0，同时对外做功，W＜0，则△U＜0，故内能一定减少，故D错误．故选：C．点评：热力学第一定律实质是能量守恒定律的特殊情况，要在理解的基础上记住公式：△U=W+Q，同时要注意符号法则的应用．2．（6分）考点：裂变反应和聚变反应．菁优网版权所有专题：衰变和半衰期专题．分析：α衰变是指原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，根据这一特定即可判断．解答：解：A、方程N+He→O+H；是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程．故A错误；B、方程U→Th+He，是U原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，属于α衰变．故B正确；C、方程H+H→He+n，是轻核的聚变反应．故C错误；D、方程Th→Pa+e，释放出一个电子，是β衰变的过程．故D错误．故选：B．点该题考查α衰变的本质与常见的核反应方程，比较简单，在平时学习中要掌握衰变，第8页（共15页）评：裂变，聚变和几种粒子发现的方程式．3．（6分）考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．菁优网版权所有专题：振动图像与波动图像专题．分析：根据P点的速度方向可运用波形平移法判断波的传播方向．由图读出波长，由v=求出波速．解答：解：由题，此时P点向y轴负方向运动，根据平移法可知，波形将向右平移，则知，该波沿x轴正方向传播．由图读出波长λ=20m，故波速v=m/s．故B正确．故选：B．点评：本题结合波形图考查波长、波速与周期之间的关系，其中根据质点的振动方向判断波的传播方向、读出波长等是基本能力，要加强训练，熟练掌握．4．（6分）考点：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力提供向心力=ma，解出线速度、周期、向心加速度以及角速度与轨道半径大小的关系，据此讨论即可．解答：解：A、B、根据万有引力提供向心力，得，．由此可知，轨道半径越大，线速度越小、周期越大，由于地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，所以v地＞v火，T地＜T火．故AB错误．C、据万有引力提供向心加速度，得：，可知轨道半径比较小的地球的向心加速度比较大．故C错误；D、根据：T=，所以：，可知轨道半径比较小的地球的公转的角速度比较大．故D正确．故选：D．点评：本题考查万有引力定律的应用，要掌握万有引力提供向心力，并能够根据题意选择不同的向心力的表达式．5．（6分）考裂变反应和聚变反应；洛仑兹力．菁优网版权所有第9页（共15页）点：专题：衰变和半衰期专题．分析：静止的原子核发生β衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后粒子与反冲核的运动方向相反，动量的方向相反，大小相等．由半径公式r==，P是动量，分析两个粒子半径轨迹半径之比．解答：解：原子核发生β衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；由半径公式r==（P是动量），分析得知，r与电荷量成反比，β粒子与新核的电量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则β粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1．所以半径比较大的轨迹1是衰变后β粒子的轨迹，轨迹2是新核的．新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向里．由以上的分析可知，选项D正确，ABC错误．故选：D．点评：该题即使没有说明是β衰变也可根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动的轨迹由左手定则可以分析判断粒子的带电的情况．其中要注意的是电子的动量与新核的动量大小相等．6．（6分）考点：动量定理