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2015年普通高等学校招生全国统一考试（课标卷II）

理科综合能力测试（物理）

(青海 西藏 甘肃 贵州 内蒙古 新疆 宁夏 吉林 黑龙江 云南 辽宁 广西)

第Ⅰ卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

14．如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45⁰，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将

A．保持静止状态                   B．向左上方做匀加速运动

C．向正下方做匀加速运动           D．向左下方做匀加速运动

【答案】D

15．如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为U_a、U_b、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是

A．U_a> U_c，金属框中无电流

B．U_b >U_c，金属框中电流方向沿a-b-c-a

C．，金属框中无电流

D．，金属框中电流方向沿a-c-b-a   

【答案】C

16．由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×10³/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×10³/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为

A．西偏北方向，1.9×10³m/s          B．东偏南方向，1.9×10³m/s

C．西偏北方向，2.7×10³m/s          D．东偏南方向，2.7×10³m/s

【答案】B

17．一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是

 

 

 

 

【答案】A

18．指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是

A．指南针可以仅具有一个磁极

B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

【答案】BC

19．有两个匀强磁场区域I和 II，I中的磁感应强度是II中的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与I中运动的电子相比，II中的电子

A．运动轨迹的半径是I中的k倍

B．加速度的大小是I中的k倍

C．做圆周运动的周期是I中的k倍

D．做圆周运动的角速度与I中的相等

【答案】AC

20．在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为

A．8　　　　　　　　　B．10  　　　   　     C．15    　　　　　      D．18

【答案】BC

21．如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g．则

A．a落地前，轻杆对b一直做正功

B．a落地时速度大小为 

C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g

D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg

【答案】BD

第Ⅱ卷

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32 题为题，每个考题考生都必须作答，第33~40为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共129分）

22．（6分）

某学生用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。

 

（1）物块下滑时的加速度a =          m/s²，打点C点时物块的速度v=        m/s；

（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还需测量的物理量是      （填正确答案标号）

A．物块的质量   B．斜面的高度    C．斜面的倾角

【答案】（1）3.25；1.79；(2)C

23．（9分）

电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法），实验室提供材料器材如下：

待测电压表V（量程3V，内阻约为3000欧），电阻箱R₀ (最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R₁（最大阻值100欧，额定电流2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关2个，导线若干。

（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。

（2）根据设计的电路，写出实验步骤：

                                                       。

（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R^ʹv，与电压表内阻的真实值Rv相比，R^ʹv        Rv （填“>”“=”或“<”），主要理由是                           。

【答案】（1）见图

（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻

(3) >    断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RʹV＞RV．

24．（12分）

如图，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v₀，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。

解：设带电粒子在B点的速度大小为v_B，粒子在垂直于电场方向的分速度不变，即：v_Bsin30⁰=v₀sin60⁰

由此得     

设A、B两点间的电势差为U_AB，由动能定理有：

     

解得    

25．（20分）

下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°（sin37°=）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ₁减小为，B、C间的动摩擦因数μ₂减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ₂保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s²。求：

（1）在0~2s时间内A和B加速度的大小；

（2）A在B上总的运动时间。

解：(1)在0~2s时间内，A和B的受力如图所示，其中f₁、N₁是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，f₂、N₂是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示。

    由滑动摩擦力公式和力的平衡条件

                                   ①

                               ②

                                  ③

                          ④

    规定沿斜面向下为正。设A和B的加速度分别为a₁和a₂，由牛顿第二定律得

                          ⑤

                      ⑥

联立①②③④⑤⑥式，并代入题给条件得

            a₁=3m/s²                        ⑦

            a₂=1m/s²                        ⑧

(2)在t₁=2s时，设A和B的速度分别为v₁和v₂，则

        v₁=a₁t₁=6m/s                     ⑨

        v₂=a₂t₂=2m/s                     ⑩

t > t₁时，设A和B的加速度分别为aʹ₁和aʹ₂。此时A与B之间摩擦力为零，同理可得

            aʹ₁=6m/s²                        11

            aʹ₂= –2m/s²                       12

即B做减速运动。设经过时间t₂，B的速度减为零，则有

        v₂+aʹ₂t₂=0                        13

联立101213式得

          t₂=1s                          14

    在t₁+t₂时间内，A相对于B运动的距离为

           15

      =12m<27m

此后B静止不动。A继续在B上滑动。设再经过时间t₃后A离开B，则有

                            16

可得    t₃=1s  （另一解不合题意，舍去）              17

设A在B上总的运动时间为t_总，有

    t_总=t₁+t₂+t₃=4s                                        18

(利用下面的速度图象求解，正确的，参照上述答案信参考给分)

（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题，3道化学题，2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题，如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

33．[物理——选修3-3]（15分）

（1）(5分)关于扩散现象，下列说法正确的是         。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对三个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．温度越高，扩散进行得越快

B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应

C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的

D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

【答案】ACD

（2）(10分)如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h = 3.0cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h₁=10.0cm时将开关K关闭。己知大气压强p₀=75.0cmHg．

     （i）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；

        （ii）此后再向B侧注入水银，使A、 B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。

【答案】（i）12.0cm；（ii）13.2cm

 

34．[物理——选修3-4]（15分）

（1）（5分）如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则         。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B．在真空中，a光的波长小于b光的波长

C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D．若改变光束的入射方向使θ角变大，则折射光线a首先消失

E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验室装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

【答案】ABD

（2）（10分） 平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正方），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：

（i）P、Q间的距离；

（ii）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。

【答案】(i)133cm；（ii）125cm

 

35．[物理选修3-5]（15分）

（1）（5分）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是       。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样

B． β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹

C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构

D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关

【答案】ACD

（２）（10分）滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求：

(i)滑块a、b的质量之比；

(ii)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。

【答案】（i）；（ii）