2015年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理(安徽卷)

理科綜合能力測(cè)試(安徽卷)14.(2015安徽理綜,14)圖示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn),在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動(dòng)。圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是()A.M點(diǎn) B.N點(diǎn) C.P點(diǎn) D.Q點(diǎn)答案:C解析:α粒子在某點(diǎn)時(shí)的加速度方向,應(yīng)沿該點(diǎn)和重金屬原子核所在位置的連線,且指向軌跡的內(nèi)側(cè),選項(xiàng)C正確。15.(2015安徽理綜,15)由庫(kù)侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶的電荷量分別為q1和q2,其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為F=kq1q2r2,式中kA.kg·A2·m3 B.kg·A-2·m3·s-4C.kg·m2·C-2 D.N·m2·A-2答案:B解析:由F=kq1q2r2得k=Fr2q116.(2015安徽理綜,16)圖示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8A,則下列說法正確的是()A.電壓表V1示數(shù)增大B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大C.該變壓器起升壓作用D.變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)答案:D解析:根據(jù)題意,原、副線圈中電流增大,可知滑動(dòng)變阻器的阻值減小,滑片應(yīng)沿c→d方向滑動(dòng),選項(xiàng)D正確;電源電壓不變,則電壓表V1的示數(shù)不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;原、副線圈匝數(shù)不變,則副線圈兩端電壓不變,電壓表V2示數(shù)不變,R0兩端電壓變大,則電壓表V3示數(shù)減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由I1I2=I1+0.217.(2015安徽理綜,17)一根長(zhǎng)為l、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為ρ,棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí),棒內(nèi)產(chǎn)生電流,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.mv22el B.mv2Sne 答案:C解析:金屬棒的電阻R=ρlS,金屬棒中的電流I=neSv,故棒兩端電壓U=IR=ρnevl,電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=Ul=ρnev,選項(xiàng)18.(2015安徽理綜,18)如圖所示,一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上,經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i'和入射角i相等時(shí),出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。已知棱鏡頂角為α,則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為()A.sinα+θ2C.sinθsin(θ答案:A解析:由題意知,光線進(jìn)入棱鏡時(shí)的折射角γ=α2,入射角i=α2+θ2=α+19.(2015安徽理綜,19)如圖所示,abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌,間距為l,導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知金屬桿MN傾斜放置,與導(dǎo)軌成θ角,單位長(zhǎng)度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸良好)。則()A.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為BlvB.電路中感應(yīng)電流的大小為BvC.金屬桿所受安培力的大小為BD.金屬桿的熱功率為B答案:B解析:金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;金屬桿的電阻R=r×lsinθ=rlsinθ,則感應(yīng)電流I=ER=Bvsinθr,選項(xiàng)B正確;金屬桿受的安培力F=BIlsinθ20.(2015安徽理綜,20)已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為σ2ε0,其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量,ε0為常量。如圖所示的平行板電容器,極板正對(duì)面積為S,其間為真空,帶的電荷量為QA.Qε0S和C.Q2ε0S答案:D解析:極板上單位面積的電荷量δ=QS,每個(gè)極板上的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E1=δ2ε0,則極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=2E1=Qε0S;其中一個(gè)極板處在另一極板的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,故極板間的靜電引力F=QE第Ⅱ卷(非選擇題共180分)21.(2015安徽理綜,21)(18分)Ⅰ.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn),兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置,如圖所示。請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整:①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置,記為O;②記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2,沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn),用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線;③只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O,記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3,

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④按照力的圖示要求,作出拉力F1、F2、F3;⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F;⑥比較的一致程度,若有較大差異,對(duì)其原因進(jìn)行分析,并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

答案:③沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn),用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線⑥F和F3解析:③確定力的方向時(shí),不要用鉛筆沿細(xì)繩方向畫線,而應(yīng)沿細(xì)繩(套)的方向描出幾個(gè)點(diǎn),再用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線,即可確定力的方向;⑥根據(jù)題意,F3為合力的實(shí)際值,F為合力的理論值,比較F和F3,若誤差較小,即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則;若有較大差異,應(yīng)分析原因,再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。Ⅱ.某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材:一個(gè)滿偏電流為100μA、內(nèi)阻為2500Ω的表頭,一個(gè)開關(guān),兩個(gè)電阻箱(0~999.9Ω)和若干導(dǎo)線。(1)由于表頭量程偏小,該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表,則應(yīng)將表頭與電阻箱(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻箱阻值調(diào)為Ω。

圖1(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量,實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示,通過改變電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I,且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表。123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20①根據(jù)表中數(shù)據(jù),圖2中已描繪出四個(gè)點(diǎn),請(qǐng)將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖2中,并畫IR-I圖線;圖2②根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E是V,內(nèi)阻r是Ω。

答案:(1)并聯(lián)5.0(2)①如圖所示②1.532.0解析:(1)表頭改裝成大量程的電流表時(shí),應(yīng)給其并聯(lián)上一個(gè)電阻。由IgRg=(I-Ig)R,解得R=5.0Ω,即將電阻箱阻值調(diào)為5.0Ω;(2)①圖線如答案圖所示;②根據(jù)題意,題中(2)的表格中的電壓為電阻箱兩端電壓。改裝后的毫安表內(nèi)阻RA約為5.0Ω,由閉合電路歐姆定律,得E=U+(RA+r)I,整理得U=E-(RA+r)I,結(jié)合圖象知,圖線在縱軸上的截距表示電池的電動(dòng)勢(shì),有E=1.53V,圖線的斜率大小表示RA+r的阻值,由圖線得斜率約為7.0,故r=k-RA=2.0Ω。22.(2015安徽理綜,22)(14分)一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5m的位置B處是一面墻,如圖所示。物塊以v0=9m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng),在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s,碰后以6m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止。g取10m/s2。(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)若碰撞時(shí)間為0.05s,求碰撞過程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F;(3)求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功W。答案:(1)0.32(2)130N(3)9J解析:(1)據(jù)動(dòng)能定理,有-μmgs=12mv2-可得μ=0.32(2)據(jù)動(dòng)量定理,有FΔt=mv'-mv可得F=130N(3)W=12mv'2=923.(2015安徽理綜,23)(16分)在xOy平面內(nèi),有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E(圖中未畫出),由A點(diǎn)斜射出一質(zhì)量為m、帶的電荷量為+q的粒子,B和C是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn),如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù),粒子所受重力忽略不計(jì)。求:(1)粒子從A到C過程中電場(chǎng)力對(duì)它做的功;(2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時(shí)間;(3)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速率。答案:(1)3qEl0(2)32ml0解析:(1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0(2)根據(jù)拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),粒子在x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由對(duì)稱性可知軌跡最高點(diǎn)D在y軸上,可令tAD=tDB=T,則tBC=T由qE=ma得a=qE又yD=12aT2yD+3l0=12a(2T解得T=2則A→C過程所經(jīng)歷的時(shí)間t=32(3)粒子在DC段做類平拋運(yùn)動(dòng),于是有2l0=vCx(2T)vCy=a(2T)vC=v24.(2015安徽理綜,24)(20分)由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng),忽略其他星體對(duì)它們的作用,存在著一種運(yùn)動(dòng)形式,三顆星體在相互之間的萬有引力作用下,分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運(yùn)動(dòng)(圖示為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時(shí)的一般情況)。若A星體質(zhì)量為2m,B、C兩星體的質(zhì)量均為m,三角形的邊長(zhǎng)為a,求:(1)A星體所受合力大小FA;(2)B星體所受合力大小FB;(3)C星體的軌道半徑RC;(4)三星體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T。答案:(1)23Gm2a2(2)7Gm解析:(1)由萬有引力定律,A星體所受B、C星體引力大小為FBA=