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2015年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試(北京卷)理綜物理部分本試卷分第一部分(選擇題)和第二部分(非選擇題)兩部分,滿分120分,考試時(shí)間60分鐘。第一部分(選擇題共48分)選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,選出最符合題目要求的一項(xiàng))13.下列說(shuō)法正確的是A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小B.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減小C.物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能增加D.物體放出熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能不變【答案】C【命題立意】本題考查了熱力學(xué)第一定律,難度中等.【解題思路】改變內(nèi)能有兩種方式---做功和熱傳遞,由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q知,物體放出熱蛩,內(nèi)能不一定減少,物體對(duì)外做功,內(nèi)能也不一定減少,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;若物體吸收的熱量大于對(duì)外做的功,內(nèi)能可能增加,選項(xiàng)C正確;物體放出熱顯,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減少,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.考點(diǎn):熱力學(xué)第一定律難度:中等14.下列核反應(yīng)方程中,屬于α衰變的是A. B.C. D.【答案】B【命題立意】本題考查了核反應(yīng)等知識(shí).難度中等.【解題思路】選項(xiàng)A是人工核反應(yīng),選項(xiàng)B是α衰變,選項(xiàng)C是核聚變反應(yīng),選項(xiàng)D是β衰變.考點(diǎn):核反應(yīng)等知識(shí)難度:中等15.周期為的簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),則該波A.沿x軸正方向傳播,波速v=20m/sB.沿x軸正方向傳播,波速v=10m/sC.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=20m/sD.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=10m/s【答案】B【命題立意】本題考査了機(jī)械波的相關(guān)知識(shí).難度中等.【解題思路】根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的原理知,該波沿x軸正方向傳播;根據(jù)圖象,這列波的波長(zhǎng)為20m,所以波速=10m/s選項(xiàng)B正確.考點(diǎn):機(jī)械波難度:中等16.假設(shè)地球和火星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng)的距離,那么A.地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B.地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C.地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D.地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度【答案】D【命題立意】本題考查了萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等知識(shí).難度中等#【解題思路】萬(wàn)有引力充當(dāng)?shù)厍蚝突鹦抢@太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則有,,,,可得T=,a=,v=,ω=地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng)的距離,所以地球公轉(zhuǎn)周期小于火星公轉(zhuǎn)周期,地球公轉(zhuǎn)的線速度、加速度、角速度均大于火星公轉(zhuǎn)的線速度、加速度、角速度,選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤.選項(xiàng)D正確.【舉一反三】不同軌道的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律??键c(diǎn):圓周運(yùn)動(dòng)難度:中等17.實(shí)驗(yàn)觀察到,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變,衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖。則A.軌跡1是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B.軌跡2是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.軌跡1是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D.軌跡2是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里【答案】D【命題立意】本題考查了洛倫茲力、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等知識(shí).難度中等.【解題思路】洛倫茲力充當(dāng)電子和新核做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,即qvB=,r=根據(jù)動(dòng)量守恒定律,電子和新核的動(dòng)量相等,新核的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量,所以電子的軌跡半徑大,軌跡1是電子的.軌跡2是新核的,根據(jù)左手定則,磁場(chǎng)方向垂直于紙而向里,綜上所述,選項(xiàng)D正確.考點(diǎn):洛倫茲力、圓周運(yùn)動(dòng)難度:中等18.“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,長(zhǎng)彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下。將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列分析正確的是A.繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力【答案】A【命題立意】本題考查了沖量、動(dòng)量、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等知識(shí),難度中等.【解題思路】繩剛好伸直吋,繩的拉力為零,人還要向下加速.此時(shí)人的動(dòng)能不是最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)重力等于繩子拉力時(shí),人的速度最大,之后人做減速運(yùn)動(dòng),繩對(duì)人的拉力始終向上,所以繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量變化情形與速度變化情形一樣,先增大后減小,人的動(dòng)能也是先增大后減少,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;人到最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【易錯(cuò)分析】在本題中,速度最大的位置既不是繩子處于原長(zhǎng)時(shí)的位置,也不是人在扱低點(diǎn)時(shí)的位置,而是重力和彈力相等時(shí)的位置.該位置題目中沒(méi)有明確指出,需要考生在解題時(shí)加以分析.考點(diǎn):力和運(yùn)動(dòng)難度:中等19.如圖所示,其中電流表A的量程為,表盤均勻劃分為30個(gè)小格,每小格表示;R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的1/2;R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍,若用電流表A的表盤刻度表示流過(guò)接線柱1的電流值,則下列分析正確的是A.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示B.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示C.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示D.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示【答案】C【命題立意】本題考查了電表的改裝.難度中等.【解題思路】將接線柱1、2接人電路時(shí),通過(guò)R1的電流是通過(guò)電流表的2倍,每一小格表示+=,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;將接線柱1、3接人電路時(shí).通過(guò)R1的電流仍然是通過(guò)電流表的2倍,每一小格仍然表示,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.考點(diǎn):電表的改裝難度:中等利用所學(xué)物理知識(shí),可以初步了解常用的一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問(wèn)題。IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路,公交車上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時(shí),IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容C充電,達(dá)到一定的電壓后,驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說(shuō)法正確的是A.IC卡工作所需要的能量來(lái)源于卡內(nèi)的電池B.僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作C.若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,則線圈L不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.IC卡只能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息【答案】B【命題立意】本題考查了電磁感應(yīng)等知識(shí),難度較大.【解題思路】IC卡工作所需要的能試來(lái)自于讀卡機(jī).IC卡本身沒(méi)打能砧.選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)IC卡設(shè)計(jì)原理,只有當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作,選項(xiàng)B正確;若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波頻率偏離特定頻率,根據(jù)電磁感應(yīng)的原理,線圈L中也會(huì)有感應(yīng)電流,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;IC卡可以向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息,否則讀卡機(jī)不能正常工作,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.考點(diǎn):電磁感應(yīng)等知識(shí)難度:較大第二部分(非選擇題共72分)本部分共4小題,共72分。21.(18分)(1)“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,在白紙上放好玻璃磚,和分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面,如圖甲所示,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,用“+”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察并依次插上P3和P4。在插P3和P4時(shí),應(yīng)使A.只擋住的像B.只擋住的像C.同時(shí)擋住、的像(2)用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)如圖乙所示。①組裝單擺時(shí),應(yīng)在下列器材中選用________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.長(zhǎng)度為1m左右的細(xì)線B.長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)線C.直徑為的塑料球D.直徑為的鐵球②測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離(擺長(zhǎng))L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t。則重力加速度g=_____________(用L,n,t表示)③下表是某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分計(jì)算處理。組次123擺長(zhǎng)L/cm50次全振動(dòng)時(shí)間t/s振動(dòng)周期T/s重力加速度g/(m·s-2)請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T=s,g=m/s2④用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出T2-L圖像,也可以求出重力加速度g,已知三位同學(xué)做出的T2-L圖線的示意圖如圖3中的a,b,c所示,其中a和b平行,b和c都過(guò)原點(diǎn),圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對(duì)于圖線b,下列分析正確的是(選填選項(xiàng)前的字母)()圖3A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)LB.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次C.圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值⑤某同學(xué)在家里測(cè)重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖,制成一個(gè)單擺,如圖丁所示,由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺,于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記,使得選點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變,通過(guò)改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為l1、l2時(shí),測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2,由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示)【答案】(18分)(1)C(2)①A D②③, ④B⑤【命題立意】本題考查了“測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)及“用單擺測(cè)定重力加速度”實(shí)驗(yàn).難度中等.【解題思路】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,插P3時(shí),應(yīng)該同時(shí)擋住P1和P2的像.選項(xiàng)C正確.(2)①細(xì)線的長(zhǎng)度要適當(dāng)長(zhǎng)一些,所以要選擇1m長(zhǎng)的細(xì)線,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;為了減少相對(duì)誤差,應(yīng)該選擇密度大的鐵球,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.②根據(jù)單擺的周期公式T=,可得g=,又T=,故g=。③第三組實(shí)驗(yàn)中,周期T=,加速度g==m/s2。④出現(xiàn)圖線a的原因是少記錄了擺線的長(zhǎng)度,而不是多記錄了愣線的長(zhǎng)度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;出現(xiàn)圖線c的原因是周期小了,選項(xiàng)B正確;圖線斜率的倒數(shù)是g值,c對(duì)應(yīng)的g值大于b對(duì)應(yīng)的g值.選項(xiàng)C錯(cuò)誤.⑤根據(jù)單擺的周期公式,,聯(lián)立可得 ??键c(diǎn):測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)難度:中等22.(16分)如圖所示,足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,寬度L=m,一端連接R=1Ω的電阻,導(dǎo)軌所在的空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距,與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),速度v=5m/s,求:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I;(2)在s時(shí)間內(nèi),拉力的沖量的大小;(3)若將MN換為電阻為r=1Ω的導(dǎo)體棒,其它條件不變,求導(dǎo)體棒兩端的電壓U?!敬鸢浮?16分)(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=2V感應(yīng)電流I==2A(2)拉力大小等于安培力大小F=BIL=沖量大小=F△t=N·s(3)由閉合電路歐姆定律可得,電路中電流I’==1A由歐姆定律可得,導(dǎo)體棒兩端電壓U=I’R=1V【命題立意】本題考査了法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、沖量等知識(shí).難度中等,考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律難度:中等23.(18分)如圖所示,彈簧的一端固定,另一端連接一個(gè)物塊,彈簧質(zhì)量不計(jì)。物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為m,在水平桌面上沿x軸運(yùn)動(dòng),與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。以彈簧原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為x時(shí),物塊所受彈簧彈力大小為為常量。(1)請(qǐng)畫(huà)出隨變化的示意圖;并根據(jù)的圖像求物塊沿軸從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置的過(guò)程中彈力所做的功。(2)物塊由向右運(yùn)動(dòng)到,然后由返回到,在這個(gè)過(guò)程中,a.求彈力所做的功,并據(jù)此求彈性勢(shì)能的變化量;b.求滑動(dòng)摩擦力所做的功;并與彈力做功比較,說(shuō)明為什么不存在與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”的概念。【答案】(18分)(1)F-x圖像如右圖物塊沿x軸從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置x的過(guò)程中,彈力做負(fù)功;F-x圖線下的面積等于彈力做功大小。彈力做功(2)a.物塊由x1向右運(yùn)動(dòng)到x31的過(guò)程中,彈力做功物塊由x3向右運(yùn)動(dòng)到x2的過(guò)程中,彈力做功整個(gè)過(guò)程中,彈力做功彈性勢(shì)能的變化量b.整個(gè)過(guò)程中,摩擦力做功與彈力做功比較:彈力做功與x3無(wú)關(guān),即與實(shí)際路徑無(wú)關(guān),只與始末位置有關(guān),所以,我們可以定義一個(gè)物體之間的相互作用力(彈力)和相對(duì)位置決定的能量——彈性勢(shì)能。而摩擦力做功與x3有關(guān),即與實(shí)際路徑有關(guān),所以,不可以定義與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”?!久}立意】本題考查了功能關(guān)系、彈性勢(shì)能等知識(shí).難度較大.考點(diǎn):功能關(guān)系、彈性勢(shì)能難度:較大24.(20分)真空中放置的平行金屬板可以作為光電轉(zhuǎn)換裝置,如圖所示,光照前兩板都不帶電。以光照射A板,則板中的電子可能吸收光的能量而逸出。假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運(yùn)動(dòng),忽略電子之間的相互作用。保持光照條件不變,a和b為接線柱。已知單位時(shí)間內(nèi)從板逸出的電子數(shù)為,電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能為,元電荷為。(1)求A板和B板之間的最大電勢(shì)差,以及將a、b短接時(shí)回路中的電流(2)圖示裝置可看作直流電源,求其電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。(3)在a和b之間連接一個(gè)外電阻時(shí),該電阻兩端的電壓為U,外電阻上的消耗電功率設(shè)為P;單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)B板的電子,在從A板運(yùn)動(dòng)到B板的過(guò)程中損失的動(dòng)能之和設(shè)為。請(qǐng)推導(dǎo)證明:。(注意:解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量,要在解題中做
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