2015年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）物理.docx

1、2015 年普通高等学校招生全国统一考试 (广东卷 )物理 一、选择题 1.甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前 1 小时内的位移 -时间图像如图 3 所示，下列表述正确的是 A.0.2 0.5 小时内，甲的加速度比乙的大 B.0.2 0.5 小时内，甲的速度比乙的大 C.0.6 0.8 小时内，甲的位移比乙的小 D.0.8 小时内，甲、乙骑车的路程相等 解析 ： 在 s-t 图象 中，图线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，在 0.20.5 小时内，甲、乙均做匀速直线运动，且甲的图线斜率较大，即甲的速度比乙的大， A 错误 B 正确。由图象可知 0.60.8 小时内甲的位移比乙的位移

2、大， C 错； 0.8 小时内，甲的路程比乙的路程在， D错。 答案： B 2.如图 4 所示，帆板在海面上以速度 v 朝正西方向运动，帆船以速度 v 朝正北方向航行，以帆板为参照物 A.帆船朝正东方向航行，速度大小为 v B.帆船朝正西方向航行，速度大小为 v C.帆船朝南偏东 45 方向航行，速度大小为 2 v D.帆船朝北偏东 45 方向航行，速度大小为 2 v 答案 ： D 解析 ： 以帆板为参考系求帐船的运动，即求帆船相对帆板的运动情况， v船对帆板 = v船对地 +v地对帆板 ，画出其对应矢量示意图如下图所示，根据图中几何关系解得 v船对帆船 = 2v，方向为北偏东 45。故选项

3、D 正确。 3.图 5 为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 P，使输出电压有效值由 220V 降至 110V，调节前后 A.副线圈中的电流比为 1 2 B.副线圈输出功率比为 2 1 C.副线圈的接入匝数比为 2 1 D.原线圈输入功率比为 1 2 解析 ： 设原线圈中电流为 I1，匝数为 n1，两端输入电压为 U1，输入功率为 P1，幅线圈中电流为 I2，匝数为 n2，两端输出电压为 U2，输出功率为 P2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有：1122Un ，所以当输出电压 U2由 220V 降

4、至 110V 时，副线圈匝数 n2也应减少为一半，故选项 C 正确；由于副线圈两端所接用电器不变，所以当 用电器电压减半时，其电流 I2也减半，故选项 A 错误；根据功率计算式 P UI可知，副线圈中输出功率 P2变为原来的 1/4，故选项 B 错误；由能量守恒定律可知，原线圈中输入功率 P1也变为原来的 1/4，故选项 D 错误。 答案： C 4.在同一匀强磁场中， 粒子 (He42)和 质子 (H21)做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则 粒子和质子 A.运动半径之比是 2 1 B.运动周期之比是 2 1 C.运动速度大小之比是 4 1 D.受到的洛伦兹力 之比是 2 1 解析 ： 带

5、电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供， 2vqvB mr，解得mvr qB ，由题意可知 HHm v m v ，所以有 12HHr qrq ， 14HHv mvm ，12H H Hf q vf q v ，故选项 A、 C、 D 均错。由周期公式 2 mTqB知 21HHTq，故选项 B 正确。 答案： B 5. (多选 )图 6为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气 A.内能增大 B.压强增大 C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子运动速率都增大 解析 ： 当 内筒中水加热升温 时， 金属内筒和隔热外筒

6、间封闭的空气 温度也将升高，其内能增大 ， 故选项 A 正确；又由于其体积不变，根据查理定律可知，其 压强 也 增大 ，故选项 B 正确；因气体体积、分子数不变，即分子间间距不变，因此 分子间引力和斥力都 不变，故选项 C错误；温度升高，分子的热运动加剧，其平均速率增大，但分子的运动仍然为无规则运动，某时刻，对某个分子而言，其速率可能会很小，故选项 D 错误。 答案： AB 6. (多选 )科学家使用核反应获 取氚， 再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为： 4321 4 . 9 M e VX Y H e H 和 2 3 41 1 2 1 7 . 6 M e VH H e X ，下列表述

7、正确的有 A.X 是中子 B.Y 的质子数是 3，中子数是 6 C.两个核反应都没有质量亏损 D.氘和氚的核反应是核聚变反应 答案 ： AD 解析 ： 由 2 3 41 1 2 1 7 . 6 M e VH H H e X ，根据反应前质量数、电荷数守恒可知 X 的质量数为 1，电荷数为 0，因此 X 为中子， A 正确。再由 4321 4 . 9 M e VX Y H e H 根据反应前质量数、电荷数守恒可知， Y 质量数为 6，电荷数为 3，即质子数为 3，中子数也为 3，故选项 B 错误；由于两个反应中都释放了能量，因此根据爱因斯坦质能方程可知，两个反应中都有质量亏损，故选项 C 错误。

8、根据聚变反应的定义可知 D 正确。 答案： AD 7. (多选 )如图 7 所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有 A.三条绳中的张力都相等 B.杆对地面的压力大于自身重力 C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 . 解析 ： 因为杆静止，受力平衡，所以在水平、竖直面内的合力分别为零，故选项 C 正确；由于 三条绳长度不同， 因此 三条绳 与直杆间夹角不同，若 三条绳中的张力都相等 ，在同一 水平面 内的分量因夹角不同而不同，所以水平面内杆受力不能平衡，故选项 A 错误；又

9、因绳中拉力在竖直方向的分量均竖直向下，所以地面对杆的支持力 大于 杆的重力，根据牛顿第三定律可知， 杆对地面的压力大于自身重力 ，故选项 B 正确； 绳子拉力的合力 与杆自身重力无关 ，属于杆受到的外力，在竖直方向上，它们的总合力与地面对杆的支持力为平衡力，故选项 D错误。 答案： BC 8. (多选 )在星球表面发射探测器，当发射速度为 v 时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到 2 v 时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为 10 1， 半径比约为 2 1，下列说法正确的有 A.探测器的质量越大，脱离星球所需的发射速度越 大 B.探测器在地球表面受

10、到的引力比在火星表面的大 C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 D.探测器脱离星球的过程中势能逐渐变大 解析 ： 探测器绕星球表面做匀速圆周运动的向心力由星球对它的万有引力提供，设星球的质量为 M，探测器的质量为 m，运行轨道半径为 r，星球半径为 R，根据万有引力定律有：2MmFGr ，在星球表面时， r=R，所以探测器在地球表面和火星表面受到的万有引力之比为： 地火 =地火 火2地2 =52，故选项 B 正确。根据 22M m vGmrr 得 GMv r ，速度为与探测器的质量无关，探测器绕地球和绕火星表面做匀速圆周运动的速度大小之比为： 地火 =地火 火地 = 5，又因为发射速度

11、达到 2v 时，探测器可摆脱星球引力束缚脱离该星球，故选项 A、 C 错误；探测器脱离星球的过程中，高度逐渐增大，其势能逐渐变大，故选项 D 正确。 答案： BD 9. (多选 )如图 8 所示的水平匀强电场中，将两个带电小球 M和 N 分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后， MN 保持静止，不计重力，则 A.M 的带电量比 N 大 B.M 带负电荷， N 带正电荷 C.静止时 M 受到的合力比 N 大 D.移动过程中匀强电场对 M 做负功 解析 ： 释放后， MN 保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力 qE 和相互之间的库仑力 F的作用，因此有 qE=F，两者方向相反，其合

12、力为 0，故选项 C 错误；由牛顿第三定律可知，MN 间相互作用的库仑力 F，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力 qE 也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷 ，电量相等，故选项 A错误；两小球异种电荷，相互间的库仑力为引力，由图中位置关系可知，小球 M 受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场力方向相反，所以带负电，小球 N 受到的水平匀强电场的电场力方向向向，与电场力方向相同，所以带正电，故选项 B 正确；由图示可知，小球 M移动方向与水平匀强电场力方向成钝角，所以匀强电场对 M 做负功，故选项 D 正确。 答案： BD 二、非选择题 10.(1)(

13、8 分 )某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。 图 14 请完成以下主要实验步骤：按图 14(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系起有重物的纸带，使重物 (填“靠近”或“远离” )计时器下端； ， ，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。 图 14(b)和 (c)是实验获得的两条纸带，应选取 (填“ b” 或“ c” )来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和 。 (2)(10 分 )某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性，使用的器材包括电压表 (内阻约为 3k )、电流表 (内阻约为 1 )

14、、定值电阻等。 图 15 使用多用电表粗测元件 X 的电阻。选择 “ 1” 欧姆档测量，示数如图 15(a)所 示，读数为 。据此应选择图 15 中的 (填 “ b” 或 “ c” )电路进行实验。 连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐 (填“ 增大 ” 或 “ 减小 ” )；依次记录电流及相应的电压；将元件 X 换成元件 Y，重复实验。 图 16(a)是根据实验数据作出的 U-I 图线，由图可判断元件 (填“ X”或“ Y” )是非线性元件。 图 16 该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R 21 的定值电阻，测量待测电池组的电动势E 和电阻

15、 r，如图 16(b)所示。闭合 S1和 S2，电压表读数为 3.00V；断开 S2，读数为 1.00V，利用图 16(a)可算得 E V， r (结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表 )。 解析 ： (1)由实验装置示意图可知，需要通过打点计时器在纸带上打下若干点，来研究重物的下落运动，因此开始时，重物要靠近打点计时器，以确保有限长度的纸带能够用来打的点的有效部分足够长，本实验通过自由落体运动来测量重力加速度，因此要让纸带上第一打点对应的重物速度为 0，所以需要先接通电源，再释放纸带。 对照两条纸带发现，纸带 b 点迹间隔逐渐变大，而纸带 c 点迹间隔先逐渐变大后逐渐变小，说明 c

16、对应重物运动先加速，后减速，与自由落体全运动特征不符，因此应选用纸带 b，自由落体运动的前提是物体只在重力作用下所做的运动，而现实实 验中，重物在下落过程中还受到空气阻力作用，以及纸带在穿过打点计时器的过程中，受到摩擦阻力的作用。 (2)由图 15(a)可知，指针指在“ 10”位置，由于“ 10”位置左右两边的最小刻度都不是 1，因此不需要估读下一位，又因为多用电表选择开关选择了“ 1 ”档，所以最终读数为 10 ，此值约为所用电压表内阻的 1/300，电流表内阻的 10 倍，因而相对较小，为了减小电表内阻引起的实验测量误差，应选用电流表外接法，即图 (15)b 电路。 图 15(b)电路中采

17、用了滑动变阻器的 分压式接法，在滑片 P 从左向右滑动的过程中，测量电路部分分得的电压逐渐增大，因此电流表读数应逐渐增大。 图 16(a)可知， X 对应 U-I 关系图线为直线， Y 对应的 U-I 关系图线为曲线，即 Y 是非线性元件。 图 16(b)可知，当线性元件 X 两端电压为 3.00V 时，对应流经它的电流为 0.30A，电压为1.00V 时，对应流经它的电流为 0.10A，所以元件 X 的电阻为 RX=10 ，根据闭合电路欧姆定律 ()E I R r可知，当闭合 S1 和 S2 时， R 被短路， 0 .3 0 ( )xE R r ，断开 S2 后， R与元件 X 串联接在电源

18、两端， 0 .1 0 ( )xE R R r ，解得 3.2VE ， 0.50r 。 答案： 靠近，先通电源，再释放纸带； b，纸带与打点计时器间的阻力； 10， b； 增大； Y； 3.2， 0.50 11.(18 分 )如图 17(a)所示，平行长直金属导轨 水平放置，间距 L 0.4m，导轨右端接有阻值 R 1 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场， bd 连线与导轨垂直，长度也为 L，从 0 时刻开始，磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化，规律如图 17(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀

19、速运动， 1s 后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度 v 1m/s 做直线运动，求： (1)棒进入磁场前，回路中的电动势 E； (2)棒在运动过程中受到的最大安培力 F，以及棒通过三角形 abd 区域时电流 i 与时间 t 的关系式。 解析 ： (1)在棒进入磁场前，由于正方形区域 abcd 内磁场磁感应强度 B 的变化，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，在棒进入磁场前回路中的电动势为 2( ) 0 .0 4 V2BLEn t (2)当棒进入磁场时，磁场磁感应强度 B=0.5T 恒定不变，此时由于导体棒做切割磁感线运动，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉

20、第电磁感应定律可知，回路中的电动势为：me Blv，当棒与 bd 重合时，切割有效长度 l=L，达到最大，即感应电动势也达到最大0 . 2 V 0 . 0 4 Vme B l v E 根据安培力大小计算公式可知，棒在运动过程中受到的最大安培力为： 0 .0 4 NmmF i L B在棒通过三角形 abc 区域时，切割的有效长度为 2 ( 1)l v t(其中， 112Ls t sv ) 综合上述分析可知，回路中感应电流为： 22 ( 1)e B v tiRR(其中， 112Ls t sv ) 即： 1it(其中， 1 1.2s t s ) 答案： (1)E 0.04V； (2)Fm 0.04N

21、， 1it(其中， 1 1.2s t s ) 12.(18 分 )如图 18 所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径 R 0.5m，物块 A 以 v0 6m/s 的速度滑入 圆轨道，滑过最高点 Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上 P 处静止的物块 B 碰撞，碰后粘在一起运动， P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为 L 0.1m，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为 0.1， A、 B 的质量均为 m 1kg(重力加速度 g 取 10m/s2； A、 B 视为质点，碰撞时间极短 )。 (1)求 A 滑过 Q 点时的速度大小 v

22、和受到的弹力大小 F； (2)若碰后 AB 最终停止在第 k 个粗糙段上，求 k 的数值； (3)求碰后 AB 滑至第 n 个 (n k)光滑段上的速度 vn与 n的关系式。 解析 ： (1)物声 A 从开始运动到运动至 Q 点的过程中，受重力和轨道的弹力作用，但弹力始终不做功，只有重力做功，根据动能定理有： 220112 22m g R m v m v 解得 20 4 4 m /sv v g R 在 Q 点，假设轨道对物块 A 的弹力 F 方向竖直向下，由牛顿第二定律有： 2vm g F mR解得： 2 2 2 NvF m m gR ，为正值，说明方向与假设的方向相同。 (2)根据机械能守恒

23、定律可知，物块 A 与物块 B 碰撞前瞬间的速度为0v，前碰后 A、 B 瞬间一起运动的速度为0v，根据动量守恒定律有：002mv mv解得： 00 3m /s2vv 设物块 A 与物块 B 整体在粗糙段上滑行的总路程为 s，根据动能定理有：2012 0 ( 2 )2m g s m v 解得： 20 4 .5 m2vs g所以物块 A 与 B 整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的 45sL倍，即 k=45 (3)物块 A 与物块 B 整体在每段粗糙直轨道上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度为： 22 1 m / s2 mgagm 由题意可知 AB 滑至第 n 个 (nk)光滑段时，先前已经滑过 n 个粗糙段，根据匀变速直线速度 位移关系式有： 2202 nnaL v v解得： 20 2 9 0 . 2 m / snv v n a L n (其中 n=1、 2、 3、 44) 答案： (1)v 4m/s， F 22N； (2)k 45； (3)vn 9 0.2n m/s(其中 n 1、 2、 3、 44)