2015年普通高等学校招生全国统一考试（新课标Ⅰ卷）物理及答案解析.docx

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1、2015年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (新 课 标 卷 )物 理一 、 选 择 题1.(6分 )两 相 邻 匀 强 磁 场 区 域 的 磁 感 应 强 度 大 小 不 同 、 方 向 平 行 。 一 速 度 方 向 与 磁 感 应 强 度方 向 垂 直 的 带 电 粒 子 (不 计 重 力 )， 从 较 强 的 磁 场 区 域 进 入 以 较 弱 磁 场 区 域 后 ， 粒 子A.轨 道 半 径 减 小 ， 角 速 度 增 大B.轨 道 半 径 减 小 ， 角 速 度 减 小C.轨 道 半 径 增 大 ， 角 速 度 增 大D.轨 道 半 径 增 大 ， 角 速

2、度 减 小解 析 ： 由 于 磁 场 方 向 与 速 度 方 向 垂 直 ， 粒 子 只 受 到 洛 伦 兹 力 作 用 ， 洛 伦 兹 力 不 做 功 ， 从 较 强 区 域 到 较 弱 区 或 后 ， 粒 子 速 率 不 变 ， 但 磁 感 应 强 度 变 小 ， 根 据 半 径 公 式 mvR qB 可 以 轨 道半 径 变 大 ， 由 vR 可 以 角 速 度 变 小 。 选 项 D 正 确 。答 案 ： D2.(6分 )如 图 ， 直 线 a、 b 和 c、 d 是 处 于 匀 强 电 场 中 的 两 组 平 行 线 ， M、 N、 P、 Q 是 它 们 的 交点 ， 四 点 处 的

3、 电 势 分 别 为 M、 N、 P、 Q。 一 电 子 由 M 点 分 别 运 动 到 N 点 和 P点 的 过 程中 ， 电 场 力 所 做 的 负 功 相 等 。 则 A.直 线 a 位 于 某 一 等 势 面 内 ， M QB.直 线 c 位 于 某 一 等 势 面 内 ， M NC.若 电 子 由 M 点 运 动 到 Q点 ， 电 场 力 做 正 功D.若 电 子 由 P 点 运 动 到 Q点 ， 电 场 力 做 负 功解 析 ： 电 子 带 负 电 荷 ， 从 M 到 N 和 P做 功 相 等 ， 说 明 电 势 差 相 等 ， 即 N 和 P 的 电 势 相 等 ， 匀强 电 场

4、 中 等 势 线 为 平 行 的 直 线 ， 所 以 NP和 MQ 分 别 是 两 条 等 势 线 ， 从 M 到 N， 电 场 力 对 负 电荷 做 负 功 ,说 明 MQ为 高 电 势 ， NP为 低 电 势 。 所 以 直 线 c 位 于 某 一 等 势 线 内 ， 但 是 M N ，选 项 A错 B对 。 若 电 子 从 M点 运 动 到 Q 点 ， 初 末 位 置 电 势 相 等 ， 电 场 力 不 做 功 ， 选 项 C 错 。电 子 作 为 负 电 荷 从 P到 Q即 从 低 电 势 到 高 电 势 ， 电 场 力 做 正 功 ， 电 势 能 减 少 ， 选 项 D错 。答 案

5、： B3.(6分 )一 理 想 变 压 器 的 原 、 副 线 圈 的 匝 数 比 为 3： 1， 在 原 副 线 圈 的 回 路 中 分 别 接 有 阻 值 相 同 的 电 阻 ， 原 线 圈 一 侧 接 在 电 压 为 220V的 正 弦 交 流 电 源 上 ， 如 图 所 示 。 设 副 线 圈 回 路 中 电阻 两 端 的 电 压 为 U， 原 、 副 线 圈 回 路 中 电 阻 消 耗 的 功 率 的 比 值 为 k， 则 ( ) A.U=220V， k= 91B.U=22V， k= 91C.U=66V， k= 31D.U=22V， k= 31解 析 ： 原 副 线 圈 电 压 比

6、等 于 匝 数 比 ， 根 据 副 线 圈 负 载 电 阻 的 电 压 u， 可 知 副 线 圈 电 压 为 3u，线 圈 电 流 uI R ， 原 副 线 圈 电 流 与 匝 数 成 反 比 ， 所 以 原 线 圈 电 流 1 3uI R ， 那 么 原 线 圈 输 入 电 压 220 3 3uu RR ， 整 理 得 u=66V； 原 副 线 圈 电 阻 消 耗 的 功 率 根 据 2p I R ， 电 阻 相等 ， 电 流 之 比 为 1： 3， 可 以 得 功 率 比 为 1： 9， k=19 。 所 以 选 项 A 正 确 。答 案 ： A4.(6分 )如 图 ， 一 半 径 为 R

7、， 粗 糙 程 度 处 处 相 同 的 半 圆 形 轨 道 竖 直 固 定 放 置 ， 直 径 POQ水 平 。一 质 量 为 m的 质 点 自 P点 上 方 高 度 为 R 处 由 静 止 开 始 下 落 ， 恰 好 从 P 点 进 入 轨 道 。 质 点 没 到轨 道 最 低 点 N 时 ， 对 轨 道 的 压 力 为 4mg， g 为 重 力 加 速 度 的 大 小 。 用 W 表 示 质 点 P 运 动 到 N点 的 过 程 中 克 服 摩 擦 力 所 做 的 功 。 则 A.W= mgR21 ， 质 点 恰 好 可 以 到 达 Q 点B.W mgR21 ， 质 点 不 能 到 达 Q

8、 点C.W= mgR21 ， 质 点 到 达 Q 点 后 ， 继 续 上 升 一 段 距 离D.W 2x 。 条 纹 间 距 根 据 数 据 可 得 210.5 2.1 2.1 105mmx mm m ， 根 据 Lx d 可得 9 421 630 10 3 10 0.32.1 10L m md m mmx m 。答 案 ： 0.3(2)(10 分 )甲 乙 两 列 简 谐 横 波 在 同 一 介 质 中 分 别 沿 x 轴 正 向 和 负 向 传 播 ， 波 速 均 为25 /cm s ， 两 列 波 在 0t 时 的 波 形 曲 线 如 图 所 示 ， 求 (i) 0t 时 ， 介 质 中

9、 偏 离 平 衡 位 置 位 移 为 16 cm的 所 有 质 点 的 x 坐 标(ii)从 0t 开 始 ， 介 质 中 最 早 出 现 偏 离 平 衡 位 置 位 移 为 16cm 的 质 点 的 时 间解 析 ： (i)根 据 两 列 波 的 振 幅 都 为 8cm ， 偏 离 平 衡 位 置 位 移 为 16 cm的 的 质 点 即 为 两 列 波 的波 峰 相 遇 。设 质 点 x 坐 标 为 x根 据 波 形 图 可 知 ， 甲 乙 的 波 长 分 别 为 60cm 乙 ， 50cm 甲则 甲 乙 两 列 波 的 波 峰 坐 标 分 别 为1 1 150 50(k 1, 2, 3

10、)x k 1 2 250 80(k 1, 2, 3 )x k 综 上 ， 所 有 波 峰 和 波 峰 相 遇 的 质 点 坐 标 为整 理 可 得 1 (50 300 )x n cm 1, 2, 3n (ii)偏 离 平 衡 位 置 位 移 为 16cm 是 两 列 波 的 波 谷 相 遇 的 点 ，0t 时 ， 波 谷 之 差 1 22 1 2 1(50 60) (50 50)2 2n nx 1, 2, 3n 整 理 可 得 1 210(6n 5n ) 5x 波 谷 之 间 最 小 的 距 离 为 5x cm 两 列 波 相 向 传 播 ， 相 对 速 度 为 2 50 /v cm s所 以

11、 出 现 偏 离 平 衡 位 置 位 移 为 16cm 的 最 短 时 间 0.12xt sv 答 案 ： (i) 1 (50 300 )x n cm 1, 2, 3n (ii)0.1s14.(15分 )(1)(5分 )在 某 次 光 电 效 应 实 验 中 ， 得 到 的 遏 制 电 压 0u 与 入 射 光 的 频 率 的 关 系如 图 所 示 ， 若 该 直 线 的 斜 率 和 截 距 分 别 为 k 和 b， 电 子 电 荷 量 的 绝 对 值 为 e， 则 普 朗 克 常 量 可 表 示 为 ， 所 用 材 料 的 逸 出 功 可 表 示 为 。解 析 ： 光 电 效 应 中 ， 入

12、 射 光 子 能 量 h ， 克 服 逸 出 功 0w 后 多 余 的 能 量 转 换 为 电 子 动 能 ， 反向 遏 制 电 压 0eu h w ； 整 理 得 0whu e e ， 斜 率 即 h ke ， 所 以 普 朗 克 常 量 h ek ，截 距 为 b ， 即 0eb w ， 所 以 逸 出 功 0w eb 答 案 ： h ek 0w eb(2)(10 分 )如 图 ， 在 足 够 长 的 光 滑 水 平 面 上 ， 物 体 A、 B、 C 位 于 同 一 直 线 上 ， A 位 于 B、 C之 间 。 A 的 质 量 为 m ， B、 C 的 质 量 都 为 M ， 三 者

13、都 处 于 静 止 状 态 ， 现 使 A 以 某 一 速 度 向右 运 动 ， 求 m 和 M 之 间 满 足 什 么 条 件 才 能 使 A 只 与 B、 C各 发 生 一 次 碰 撞 。 设 物 体 间 的 碰撞 都 是 弹 性 的 。解 析 ： 设 A运 动 的 初 速 度 为 0v ， A向 右 运 动 与 C发 生 碰 撞 ， 根 据 弹 性 碰 撞 可 得1 2mv mv Mv 2 2 21 21 1 12 2 2mv mv Mv 可 得 1 m Mv vm M 2 2mv vm M 要 使 得 A 与 B 发 生 碰 撞 ， 需 要 满 足 1 0v ， 即 m MA反 向 向 左 运 动 与 B发 生 碰 撞 过 程 ， 弹 性 碰 撞1 3 4mv mv Mv 2 2 21 3 41 1 12 2 2mv mv Mv 整 理 可 得3 1m Mv vm M 4 12mv vm M 由 于 m M ， 所 以 A 还 会 向 右 运 动 ， 根 据 要 求 不 发 生 第 二 次 碰 撞 ， 需 要 满 足 3 2v v即 22 12 ( )m M m m Mv v v vm M m M m M 整 理 可 得 2 24m Mm M 解 方 程 可 得 ( 5 2)m M 答 案 ： 2 24m Mm M