2015年普通高等学校招生全国统一考试（福建卷）物理.docx

1、 2015 年普通高等学校招生全国统一考试 (福建卷 )物理 一、选择题 (共 6 小题，每小题 6 分，满分 36 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 ) 1.(6 分 )如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光 a、 b，波长分别为 a、 b，该玻璃对单色光 a、 b 的折射率分别为 na、 nb，则 ( ) A. a b， na nb B. a b， na nb C. a b， na nb D. a b， na nb 解析： 由光路图可知， a 光的偏折程度较小， b 光的偏折程度较大，则 a 光的折射率小， b光的折射率大 。 即 na nb。 折射率越大，频

2、率越大，波长越小，则知 a 光的波长大，即 a b。 答案： B。 2.(6 分 )如图，若两颗人造卫星 a和 b 均绕地球做匀速圆周运动， a、 b 到地心 O 的距离分别为 r1、 r2，线速度大小分别为 v1、 v2，则 ( ) A. = B. = C. =( )2 D. =( )2 解析： 根据万有引力提供向心力 =m v= ， a、 b 到地心 O 的距离分别为 r1、 r2， 所以 = 。 答案： A。 3.(6 分 )图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为 n1、 n2，在 T 的原线圈两端接入一电压 u=Umsint 的交流电源，若

3、输送电功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为 ( ) A.( ) B.( ) C.4( )2( )2r D.4( )2( )2r 解析： 加在原线圈上的电压 U1= ， 根据电压比与匝数比关系： ， 所以： 。 根据 I= ，输电线上的电流 I= ，输电线上消耗的功率 P 耗 =I22r=4( )2( )2r。 故 C正确， A、 B、 D 错误 。 答案： C。 4.(6 分 )简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴正方向传播，波速为 v，若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点 a、 b 相距为 s， a、 b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起

4、，下列四幅波形图中质点 a 最早到达波谷的是 ( ) A. B. C. D. 解析： A 图中，波长为 2s，周期为 T= = 。 a 点正向上振动，质点 a 从图示位置到达波谷的时间 tA= = ； B 图中，波长为 s，周期为 T= = 。 a 点正向下振动，质点 a 从图示位置到达波谷的时间 tB=T= ； C 图中，波长为 s，周期为 T= = 。 a 点正向上振动，质点 a 从图示位置到达波谷的时间 tC= ； D 图中，波长为 s，周期为 T= = 。 a 点正向下振动，质点 a 从图示位置到达波谷的时间 tA= T= ； 故 D 图中质点 a 最早到达波谷 。 答案： D。 5.

5、(6 分 )如图，在竖直平面内，滑道 ABC 关于 B 点对称，且 A、 B、 C 三点在同一水平线上 。若小滑块第一次由 A 滑到 C，所用的时间为 t1，第二次由 C 滑到 A，所用的时间为 t2，小滑 块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则 ( ) A.t1 t2 B.t1=t2 C.t1 t2 D.无法比较 t1、 t2的大小 解析： 在 AB 段，由牛顿第二定律得： mg F=m ，滑块受到的支持力： F=mg m ，则速度 v 越大，滑块受支持力 F 越小，摩擦力 f=F 就越小， 在 BC 段，由牛顿第二定律得： F mg=m ，滑块受

6、到的支持力： F=mg+m ，则速度 v 越大，滑块受支持力 F 越大，摩擦力 f 就越大， 由题意知从 A 运动到 C 相比从 C 到 A，在 AB 段速度较大，在 BC 段速度较小，所以从 A到 C运动过程受摩擦力较小，用时短，故 A 正确， BCD 错误 。 答案： A。 6.(6 分 )如图，由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的正方形线框 abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场 B 中 。 一接入电路电阻为 R 的导体棒 PQ，在水平拉力作用下沿 ab、 dc 以速度 v 匀速滑动，滑动过程 PQ 始终与 ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦 。 在 PQ 从靠

7、近 ad 处向 bc 滑动的过程中 ( ) A.PQ 中电流先增大后减小 B.PQ 两端电压先减小后增大 C.PQ 上拉力的功率先减小后增大 D.线框消耗的电功率先减小后增大 解析： 根据右手定则可知， PQ 中电流的方向为 QP ，画出该电路的等效电路图如图， 其中 R1为 ad和 bc上的电阻值， R2为 ab 上的电阻与 cd上的电阻的和，电阻之间的关系满足：R1+R2+R1=3R，由题图可知， 当导体棒向右运动的过程中，开始时的电阻值： 当导体棒位于中间位置时，左右两侧的电阻值是相等的，此时： ， 可知当导体棒向右运动的过程中，开始时的电阻值小于中间位置处的电阻值，所以当导体棒向右运动

8、的过程中电路中的总电阻先增大后减小 。 A、导体棒由靠近 ad 边向 bc 边匀速滑动的过程中，产生的感应电动势 E=BLv，保持不变，外电路总电阻先增大后减小，由欧姆定律分析得知电路中的总电流先减小后增大，即 PQ 中电流先减小后增大 。 故 A 错误 。 B、 PQ 中电流先减小后增大， PQ 两端电压为路端电压， U=E IR，可知 PQ 两端的电压先增大后减小 。 故 B 错误； C、导体棒匀速运动， PQ 上外力的功率等于回路的电功率，而回路的总电阻 R 先增大后减 小，由 P= 得知， PQ 上外力的功率先减小后增大 。 故 C 正确 。 D、由以上的分析可知，导体棒 PQ 上的电

9、阻始终大于线框的电阻，当导体棒向右运动的过程中电路中的总电阻先增大后减小，根据闭合电路的功率的分配关系与外电阻的关系可知，当外电路的电阻值与电源的内电阻相等时外电路消耗的电功率最大，所以可得线框消耗的电功率先增大后减小 。 故 D 错误 。 答案： C。 二、非选择题 (本题包括 4 小题，共 72 分 ) 7.(6 分 )某同学做 “ 探究弹力和弹簧伸长量的关系 ” 的实验 。 图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为 7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量 l 为 cm； 解析： 由图可知，图乙中示数为： 14.65cm，则伸长量 l=14

10、.66cm 7.73cm=6.93cm。 答案： 6.93 本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是 ； (填选项前的字母 ) A。 逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B。 随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 解析： 为了更好的找出弹力与形变量之间的规律，应逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 。 答案 ： A 图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 l 与弹力 F 的关系图线 。 图线的 AB 段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是 。 解析： 在弹簧的

11、弹性限度范围内，胡克定律是成立的，但若超过弹簧的弹性限度，胡克定律将不再适用；图中出现偏折的原因是因为超过了弹簧的弹性限度 。 答案：超过弹簧的弹性限度 8.(12 分 )某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接 。 实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接； 解析： 滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，电路图如图所示： 答案： 某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A； 解析：

12、 由图乙所示电流表可知，其量程为 0.6A，分度值为 0.02A，示数为 0.44A。 答案： 0.44 该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直接与电动势为 3V、内阻为 1 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值为 W(保留两位小数 )。 解析： 电源内阻为 1 欧姆，当外电路电阻与电源内阻相等，即灯泡并联总电阻为 1 欧姆时灯泡的总功率最大， 由于内外电阻相等，则内外电压相等，电源电动势为 3V，则路端电压为 1.5V，由图丙所示图象可知， 电压为 1.5V 时通过小电珠的电流为 0.375A，此时小电珠的电阻： R= = =4

13、， 4只小电珠的并联阻值为 1 ， 因此需要 4 只小电珠并联，此时小电珠的总功率： P=4UI=41.50.3752.25 。 答案： 4 2.25 9.(15分 )一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的 v t图象如图所示 。 求： (1)摩托车在 0 20s 这段时间的加速度大小 a； 解析： 摩托车在 0 20s 这段时间的加速度 a= = =1.5m/s2。 答案： 摩托车在 0 20s 这段时间的加速度大小 a 是 1.5m/s2。 (2)摩托车在 0 75s 这段时间的平均速度大小 。 解析： 摩托车在 0 75s 这段时间的位移 平均速度大小 = = =20m/s

14、答案 ：摩托车在 0 75s 这段时间的平均速度大小 是 20m/s。 10.(19 分 )如图，质量为 M 的小车静止在光滑水平面上，小车 AB 段是半径为 R 的四分之一圆弧光滑轨道， BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于 B 点 。 一质量为 m 的滑块在小车上从 A 点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为 g。 (1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力； 解析： 当滑块到达 B 时的速度最大，受到的支持力最大；当滑块下滑的过程中机械能守恒，得： 滑块在 B 点处受到的支持力与重力的合力提供向心力，得： 解得： N=3mg 由牛顿第三定律得：滑块对小车的压力： N

15、=N=3mg 即滑块运动过程中对小车的最大压力是 3mg。 答案： 若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力是 3mg。 (2)若不固定小车，滑块仍从 A 点由静止下滑，然后滑入 BC 轨道，最后从 C 点滑出小车 。 已知滑块质量 m= ，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的 2 倍，滑块与轨道 BC 间的动摩擦因数为 ，求： 滑块运动过程中，小车的最大速度大小 vm； 滑块从 B 到 C 运动过程中，小车的位移大小 s。 解析： 在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的 2 倍，设小车的最大速度是 vm，由机械能守恒得： 解得： 由于在任一时刻滑块相对地面速

16、度的水平分量是小车速度大小的 2 倍，所以滑块从 B 到 C运动过程中，滑块的平均速度是小车的平均速度的 2 倍，即： 由于它们运动的时间相等，根据： 可得： s 滑块 =2s 车 又： s 滑块 +s 车 =L 所以：小车的位移大小： s= L 答案 ： 滑块运动过程中，小车的最大速度大小是 ； 滑块从 B 到 C 运动过程中，小车的位移大小是 。 11.(20 分 )如图，绝缘粗糙的竖直平面 MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为 E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B。 一质量为 m，电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开始沿

17、MN 下滑，到达 C 点时离开 MN做曲线运动 。 A、 C 两点间距离为 h，重力加速度为 g。 (1)求小滑块运动到 C 点时的速度大小 vc； 解析： 小滑块沿 MN 运动过程，水平方向受力满足 qvB+N=qE 小滑块在 C 点离开 MN 时 N=0 解得 vc= 答案： 小滑块运动到 C 点时的速度大小 vc为 。 (2)求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克服摩擦力做的功 Wf； 解析： 由动能定理 mgh Wf= 0 解得 Wf=mgh 答案： 小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克服摩擦力做的功 Wf为 mgh 。 (3)若 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过

18、程中速度最大的位置，当小滑块运动到 D 点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的 P 点 。 已知小滑块在 D 点时的速度大小为 vD，从 D 点运动到 P 点的时间为 t，求小滑块运动到 P 点时速度的大小 vp。 解析： 如图， 小滑块速度最大时，速度方向与电场力、重力的合力方向垂直， 撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，等效加速度为 g ， g = 且 解得 答案 ：小滑块运动到 P 点时速度的大小 vp为 。 物理 -选修 3-3 12.(6 分 )下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是 ( ) A.分子间距离减小时分子势能一定减小 B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈

19、 C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 解析： A、当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，分子间距的增大时反之，故 A 错误； B、温度是分子平均动能的标志，故温度高平均动能一定大，物体中分子无规则运动越剧烈 。故 B 正确； C、根据麦克斯韦统计规律可知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故 C 错误； D、单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故 D 错误 。 答案： B。 13.(6 分 )如图，一定质量的理想气体，由状态 a 经过

20、 ab 过程到达状态 b 或者经过 ac 过程到达状态 c。 设气体在状态 b 和状态 c 的温度分别为 Tb和 Tc，在过程 ab和 ac 中吸收的热量分别为 Qab和 Qac，则 ( ) A.Tb Tc， Qab Qac B.Tb Tc， Qab Qac C.Tb=Tc， Qab Qac D.Tb=Tc， Qab Qac 解析： 设气体在 a 状态时的温度为 Ta，由图可知： VC=Va=V0、 Vb=2V0=2Va， 从 a 到 b 是等压变化： 解得： Tb=2Ta 从 a 到 c 是等容变化： ，由于 Pc=2P0=2Pa 解得： Tc=2Ta 所以： Tb=Tc 因为从 a 到 c

21、 是等容变化过程，体积不变，气体不做功，故 ac 过程增加的内能等于 ac过程吸收的热量；而 ab 过程体积增大，气体对外做正功，由热力学第一定律可知 ab过程增加的内能大于 ab 过程吸收的热量， Qac Qab。 答案： C。 物理 -选修 3-5 14.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ( ) A. 射线是高速运动的电子流 B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D. Bi 的半衰期是 5 天， 100 克 Bi 经过 10 天后还剩下 50 克 解析： A、 射线是高速运动的光子流 。 故 A 错误； B、氢原子辐射

22、出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，轨道半径减小，能级减小，根据，得动能增大 。 故 B 正确； C、太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变 。 故 C 错误； D、设原来 Bi 的质量为 m0，衰变后剩余质量为 m 则有：g，即可知剩余质量为 25g，故 D 错误 。 答案： B。 15.如图，两滑块 A、 B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块 A 的质量为 m，速度大小为 2v0，方向向右，滑块 B 的质量为 2m，速度大小为 v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是 ( ) A.A 和 B 都向左运动 B.A 和 B 都向右运动 C.A 静止， B 向右运动 D.A 向左运动， B 向右运动 解析： 两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前， A、 B 的速度分别为： vA=2v0、 vB=v0。 碰撞前系统总动量： P=mAvA+mBvB=m2v 0+2m ( v0)=0， P=0， 系统总动量为 0，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是 0； 若碰撞为完全非弹性碰撞，则 碰撞后二者的速度相等，都是 0； 若碰撞不是完全非弹性碰撞，则碰撞后二者的速度方向运动相反 。 故 D 正确， ABC 错误 。 答案： D。