2015年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷）物理及答案解析.docx

1、2015年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (安 徽 卷 )物 理一 、 选 择 题1.(6 分 )如 图 示 是 粒 了 (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 ( )A.M 点B.N 点 C.P 点D.Q 点解 析 ： 根 据 轨 迹 弯 曲 的 方 向 ， 可 以 判 定 粒 子 受 力 的 方 向 大 体

2、 向 上 ， 与 粒 子 和 重 金 属 原 子 核 的点 的 连 线 的 方 向 相 反 ， 故 M、 N、 P、 Q 是 轨 迹 上 的 四 点 的 加 速 度 的 方 向 中 ， 只 有 P 点 标 出 的方 向 是 正 确 的 。答 案 ： C2.(6 分 )由 库 仑 定 律 可 知 ， 真 空 中 两 个 静 止 的 点 电 荷 ， 带 电 量 分 别 为 q 1和 q2， 其 间 距 离 为 r时 ， 它 们 之 间 相 互 作 用 力 的 大 小 为 F=k ， 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

3、 ( )A.kgA2m3B.kgA 2m3s 4C.kgm2C 2D.Nm 2A 2解 析 ： 根 据 F=k 可 得 ： k= ，由 于 F=ma，q=It，所 以 k=根 据 质 量 的 单 位 是 kg， 加 速 度 的 单 位 m/s 2， 距 离 的 单 位 是 m， 电 流 的 单 位 是 A， 时 间 的 单 位s， 可 得 k 的 单 位 是 kgA 2m3s 4答 案 ： B3.(6 分 )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 流 两 端 ， R0为 定 值 电 阻 ， R 为 滑 动 变

4、 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 V 1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 动解 析 ： A： 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， 即 副 线 圈 电流 增 大 ，

5、 由 于 a、 b 接 在 电 压 有 效 值 不 变 的 交 流 电 流 两 端 ， 匝 数 比 不 变 ， 所 以 副 线 圈 电 压 不变 ， 即 V1， V2示 数 不 变 ， 根 据 欧 姆 定 律 得 负 载 电 阻 减 小 ， 所 以 变 阻 器 滑 片 是 沿 c d的 方 向滑 动 ， 故 A错 误 ， D正 确 ；B： 由 于 R0两 端 电 压 增 大 ， 所 以 滑 动 变 阻 器 R两 端 电 压 减 小 ， 即 电 压 表 V3示 数 减 小 ， 故 B 错误 ；C： 观 察 到 电 流 表 A 1的 示 数 增 大 了 0.2A， 电 流 表 A2的 示 数 增

6、大 了 0.8A， 即 原 线 圈 电 流 增 大量 小 于 副 线 圈 电 流 增 大 量 ， 根 据 电 流 与 匝 数 成 反 比 ， 所 以 该 变 压 器 起 降 压 作 用 ， 故 C错 误 。答 案 ： D。4.(6 分 )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 为 v， 则 金 属 棒

7、内 的 电 场 强 度 大 小 为 ( )A.B. C. nevD.解 析 ： 导 体 中 的 电 流 为 I=neSv导 体 的 电 阻 为 R=导 体 两 端 的 电 压 为 U=RI场 强 为 E=联 立 解 得 E= nev答 案 ： C5.(6 分 )如 图 所 示 ， 一 束 单 色 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

8、镜 对 该 色 光 的 折 射 率 表 达 式 为 ( ) A. B.C.D.解 析 ： 由 折 射 定 律 可 知 ， n= ；因 入 射 角 和 出 射 角 相 等 ， 即 i=i故 由 几 何 关 系 可 知 ， = ；i= + = ；故 折 射 率 n= ；答 案 ： A。6.(6 分 )如 图 所 示 ， abcd为 水 平 放 置 的 平 行 “ ” 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

9、 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 的 大 小 为B.电 路 中 感 应 电 流 的 大 小 为C.金 属 杆 所 受 安 培 力 的 大 小 为 D.金 属 杆 的 热 功 率 为解 析 ： A： 电 路 中 感 应 电 动 势 的 大 小 E=Blv； 公 式 中 的 l 为 切 割 的 有 效 长 度 ， 故 电 动 势 E=Blv；故 A 错 误 ； B： 感 应 电 流 i=

10、= ； 故 B正 确 ；C： 安 培 力 的 大 小 F=BIL= ； 故 C错 误 ；D： 功 率 P=FV= ； 故 D错 误 ；答 案 ： B。7.(6 分 )已 知 均 匀 带 电 的 无 穷 大 平 面 在 真 空 中 激 发 电 场 的 场 强 大 小 为 ， 其 中 为 平 面 上单 位 面 积 所 带 的 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 量 为 Q， 不 计 边 缘 效 应 时 ， 极 板 可 看 作 无 穷 大 导 体 板 ， 则 极 板 间 的 电 场 强 度

11、大 小和 两 极 板 间 相 互 的 静 电 引 力 大 小 分 别 为 ( )A. 和B. 和 C. 和D. 和解 析 ： 两 极 板 均 看 作 无 穷 大 导 体 板 ， 极 板 上 单 位 面 积 上 的 电 荷 量 = ； 则 单 个 极 板 形 成 的场 强 E 0= = ， 两 极 板 间 的 电 场 强 度 为 ： 2 = ；两 极 板 间 的 相 互 引 力 F=E0Q= ；答 案 ： D。二 、 非 选 择 题8.(8 分 )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

12、， 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 拉 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 F 1和 F2， 沿 每 条 细 绳 (套 )的 方 向 用 铅 笔 分 别 描 出 几 个

13、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 仍 拉 到 位 置 O， 记 录 测 力 计 的 示 数 F3，记 下 细 绳 的 方 向 ；(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 力 F3与 F 的 大 小 和 方 向 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

14、行 实 验 。解 析 ： 该 实 验 采 用 了 等 效 替 代 的 方 法 ， 因 此 要 求 两 次 拉 橡 皮 筋 要 使 橡 皮 筋 的 形 变 相 同 ， 即 将橡 皮 筋 拉 到 同 一 点 ， 力 是 矢 量 ， 因 此 在 记 录 时 要 记 录 大 小 和 方 向 ， 步 骤 (3)中 要 记 下 细 绳 的方 向 ， 才 能 确 定 合 力 的 方 向 ， 从 而 用 力 的 图 示 法 画 出 合 力 ； 步 骤 (6)比 较 力 F 3与 F 的 大 小 和方 向 ， 看 它 们 的 一 致 程 度 ， 得 出 结 论 。答 案 ： 记 下 细 绳 的 方 向 ； 力

15、F3与 F 的 大 小 和 方 向 。9.(10分 )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 100 A、 内 阻 为 2500 的 表 头 ， 一 个 开 关 ， 两 个 电 阻 箱 (0 999.9 )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 将 表 头 与 电阻 箱 并 联 (填 “ 串 联 ” 或 “ 并 联 ” )， 并 将 该 电 阻 箱 阻 值 调 为 5.

16、0 。(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 表 ：1 2 3 4 5 6R( )95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20 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

17、中 ， 并 画 出IR I图 线 ； 根 据 图 线 可 得 电 池 的 电 动 势 E 是 1.53 V， 内 阻 r 是 2.0 。分 析 ： (1)由 电 表 的 改 装 原 理 可 明 确 应 并 联 一 个 小 电 阻 分 流 来 扩 大 电 流 表 量 程 ， 根 据 并 联 电路 规 律 可 求 得 对 应 的 电 阻 ；(2)由 描 点 法 得 出 图 象 ； 再 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 求 出 表 达 式 ， 由 图 象 即 可 求 出 电 动 势 和 内 电 阻 。解 析 ： (1)电 流 表 量 程 扩 大 于 50mA， 即 扩 大 =500倍 ， 则 应

18、并 联 一 个 小 电 阻 ， 其 分 流 应 为表 头 电 流 的 499倍 ， 则 有 ： R= 5 ；(2)根 据 描 点 法 作 出 5、 6两 点 ， 再 由 直 线 将 各 点 相 连 即 得 出 对 应 的 图 象 如 图 所 示 ； (3)因 IR 即 表 示 电 源 的 路 端 电 压 ， 则 有 ； IR=E I(r+RA)，则 由 图 象 可 知 ， 对 应 的 电 动 势 为 1.53V， 内 阻 为 ： r= 5=2.0答 案 ： (1)并 联 ， 5； (2) 如 图 所 示 ； 1.53， 2.010.(14分 )一 质 量 为 0.5kg 的 小 物 块 放 在

19、 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

20、力 所 做 的 功 W。 解 析 ： (1)物 块 从 A 到 B 过 程 ， 由 动 能 定 理 得 ： mgsAB= mvB2 mv02， 代 入 数 据 解 得 ： =0.32；(2)以 向 右 为 正 方 向 ， 物 块 碰 撞 墙 壁 过 程 ，由 动 量 定 理 得 ： Ft=mv mvB， 即 ：F 0.05=0.5 ( 6) 0.5 7，F= 130N， 负 号 表 示 方 向 向 左 ；(3)物 块 向 左 运 动 过 程 ， 由 动 能 定 理 得 ：W= mv 2= 0.5 62=9J；答 案 ： (1)物 块 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 0.32；(2)

21、若 碰 撞 时 间 为 0.05s， 碰 撞 过 程 中 墙 面 对 物 块 平 均 作 用 力 的 大 小 F 为 130N；(3)物 块 在 反 向 运 动 过 程 中 克 服 摩 擦 力 所 做 的 功 W 为 9J。11.(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 象 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 l 0为 常 数 ， 粒 子 所 受 重 力 忽 略 不 计 ， 求

22、：(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 析 ： (1)粒 子 从 A 到 C 电 场 力 做 功 为 W=qE(y A yC)=3qEl0(2)根 据 抛 体 运 动 的 特 点 ， 粒 子 在 x 轴 方 向 做 匀 速 直 线 运 动 ， 由 对 称 性 可 知 ， 轨 迹 是 最 高 点D在 y轴 上 ， 可 令 tA0=toB=T， tBC=T；由 Eq=ma 得 ： a=又 y= aT2,yb+3l0= a(2T)2解 得 ： T

23、=则 A 到 C 过 程 所 经 历 的 时 间 t=3 ；(3)粒 子 在 DC 段 做 类 平 抛 运 动 ， 则 有 ：2l 0=vCx(2T)；vcy=a(2T)vc= =答 案 ： (1)粒 子 从 A 到 C 过 程 中 电 场 力 对 它 做 的 功 3qEl0(2)粒 子 从 A 到 C 过 程 所 经 历 的 时 间 3 ；(3)粒 子 经 过 C 点 时 的 速 率 为 。12.(20分 )由 三 颗 星 体 构 成 的 系 统 ， 忽 略 其 它 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

24、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 的 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

25、期 T。解 析 ： (1)由 万 有 引 力 定 律 ， A星 受 到 B、 C的 引 力 的 大 小 ： 方 向 如 图 ， 则 合 力 的 大 小 为 ：(2)同 上 ， B星 受 到 的 引 力 分 别 为 ： ， ， 方 向 如 图 ； 沿 x 方 向 ：沿 y 方 向 ：可 得 ： =(3)通 过 对 于 B 的 受 力 分 析 可 知 ， 由 于 ： ， ， 合 力 的 方 向经 过 BC的 中 垂 线 AD的 中 点 ， 所 以 圆 心 O 一 定 在 BC 的 中 垂 线 AD 的 中 点 处 。 所 以 ：(4)由 题 可 知 C 的 受 力 大 小 与 B 的 受 力 相 同 ， 对 C 星 ： 整 理 得 ：答 案 ： (1)A星 体 所 受 合 力 大 小 是 ；(2)B星 体 所 受 合 力 大 小 是 ； (3)C 星 体 的 轨 道 半 径 是 ；(4)三 星 体 做 圆 周 运 动 的 周 期 T 是 。