2015年高考真题（山东卷）物理试题详尽解析（Word版）
文档属性
| 名称 | 2015年高考真题（山东卷）物理试题详尽解析（Word版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 402.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-07-22 16:57:24 | ||
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文档简介
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2015年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷）
理科综合能力测试（物理）
第Ⅰ卷（必做 共107分）
二、选择题（共7小题，每小题6分，共42 ( http: / / www.21cnjy.com )分。第小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，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．距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s2．可求得h等于21教育网
A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】A
【解析】小车上的物体落地的时间；小车从A到B的时间，小球下落的时间．由题意得时间关系：，即，解得：h=1.25m，选项A正确。
15．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是
A．a2>a3>a1 B．a2>a1>a3 C．a3>a1>a2 D．a3>a2>a1
【答案】D
【解析】由于，则，由题意可知月球的轨道半径大于空间站的轨道半径，而同步卫星的运动周期小于空间站的周期，故空间站的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以a3>a2>a1．选项D正确。21·cn·jy·com
16．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为2·1·c·n·j·y
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】物体AB整体在水平方向受力平衡，则有；对于物体B在数值方向平衡有：，联立解得：，选项B正确。
17. 如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是
A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高
B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动
D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
【答案】ABD
【解析】由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部 ( http: / / www.21cnjy.com )分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据E=BLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消耗的机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘则圆盘中无感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动。选项D正确，选项ABD正确。
18．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
【答案】B
【解析】因正电荷在O点时，G点场强为零，则两负电荷在G点形成的电场的合场强为；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为，因两负电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向，则H点的合场强为，方向沿y轴负向，选项B正确。
19．如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固 ( http: / / www.21cnjy.com )定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压为uab正，下列uab–t图像可能正确的是
图甲 图乙
A B C D
【答案】C
【解析】在第一个0.25T0时间内，通 ( http: / / www.21cnjy.com )过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环内a端电势高于b端，而电流的变化率逐渐减小，所以内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25T0~0.5T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小，由楞次定律可判断内环内a端电势低于b端，而电流的变化率逐渐变大，所以内环的电动势逐渐变大，由题所给选项图判定，选项C正确。
20．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0~T/3时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述，正确的是
A．末速度大小为
B．末速度沿水平方向
C．重力势能减少了mgd/2
D．克服电场力做功为mgd
【答案】BC
【解析】因0~T/3内微粒匀速运动 ( http: / / www.21cnjy.com )，则qE0=mg；在T/3~2T/3时间内，微粒只受重力作用，做平抛运动，在2T/3时刻的竖直分速度vy1=gT/3，水平分速度为v0；在2T/3~T时间内有2qE0–mg=ma，得a=g，方向向上，在T时刻，微粒的竖直分速度减小到0，水平分速度仍为v0，A错误，B正确；微粒的重力势能减小了ΔEp=mgd/2，C正确；从射入到离开，由动能定理得：mgd/2+W电=0，克服电场力做功mgd/2，D错误，选项BC正确。
第II卷（必做157分+选做36分，共193分）
【必做部分】
21. （10分）某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。
实验步骤：
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在 ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：21教育名师原创作品
F(N) 0 0.50 1.00 1.05 2.00 2.50
l (cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新记为O、O ，橡皮筋的拉力记为FOO ．
④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上 ( http: / / www.21cnjy.com )，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。21·世纪*教育网
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出F—l图线，根据图线求得l0=_____cm．
（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为________N．
（3）根据给出的标度，在答题卡上作出FOA和FOB的合力Ｆ 的图示。
（4）通过比较Ｆ 与________的大小和方向，即可得出实验结论。
【答案】（1）10.00（9.8、9.9、10.1均正确） （2）1.80（1.70-1.90均正确） （3）如图 （4）FOO
【解析】（1）做出F-l图像，求得直线的截距即为l0，可得l0=10.00cm ；
（2）可计算弹簧的劲度系数为；若OA=6.00cm，OB=7.60cm，则弹簧的弹力；则此时FOA=FOB=F=1.8N；
（3）如图；
（4）通过比较F 和FOO 的大小和方向，可得出实验结论。
22. （8分）如图甲所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的电路图中，恒流源可作为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U-I关系图线。www-2-1-cnjy-com
回答下列问题：
（1）滑动触头向下滑动时，电压表示数将 （填“增大”或“减小”）。
（2）I0= A．
（3）RL消耗的最大功率 W（保留一位有效数字）。
【答案】（1）减小；（2）1.0（3）5
【解析】（1）滑动头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；
（2）由电路图可知：，即：U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20；而曲线的斜率为R的大小，，则I0=1.0A；21世纪教育网版权所有
（3）RL消耗的功率为P=IU=20I–20I2，当I=0.5时，功率的最大值为Pm=5W．
23. （16分）如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l．开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60o角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g．求： 21*cnjy*com
（1）物块的质量；
（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功。
【答案】（1）3m；（2）0.1mgl
【解析】（1）设开始时细绳的拉力大小为，传感装置的初始值为，物块质量为M，由平衡条件得：对小球，=mg ①
对物块，+=mg ②
当细绳与竖直方向的夹角为时，设细绳的拉力大小为，传感装置的示数为，据题意可知，
=1.25，由平衡条件得
对小球， ③
对物块，+=Mg ④
联立①②③④式，代入数据得 M=3m ⑤
（2）设小球运动至最低位置时速度的大小为v，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为，有动能定理得www.21-cn-jy.com
⑥
在最低位置，设细绳的拉力大小为，传感装置的示数为，据题意可知，=0.6
对小球，由牛顿第二定律得
–mg= ⑦
对物块，由平衡条件得 += Mg ⑧
联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得
=0.1 ⑨
24. （20分）如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。【版权所有：21教育】
（1）求极板间电场强度的大小；
（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求I区磁感应强度的大小；
（3）若Ⅰ区，Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2mv/qD，4mv/qD，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。21*cnjy*com
【答案】（1） （2）或 （3）5.5πD
【解析】（1）设极板间电场强度的大小为E，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理得
①
由①式得 ②21cnjy.com
（2）设I区磁场感性强度的大小为B，粒子作圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得
③
如图甲所示，粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况。若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系得
④
联立③④式得 ⑤
若粒子轨迹与小圆内切，有几何关系得
⑥
联立③⑥式得 ⑦【来源：21cnj*y.co*m】
（3）设粒子在？I区和II区做圆周运动的半径分别为、，由题意可知I和II区磁感应强度的大小分别为、，由牛顿第二定律得
， ⑧
代入数据得， ⑨
设粒子在I区和II区做圆周运动的周期分别为、,由运动学公式得
， ⑩
据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图乙所示，根据对称可知，I区两段圆弧所对圆心角相同，设为，II区内圆弧所对圆心角设为，圆弧和大圆的两个切点与圆心连线间的夹角设为，有几何关系得
粒子重复上述交替运动回到点，轨迹如图丙所示，设粒子I区和II区做圆周运动的时间分别为、，可得
,
设粒子运动的路程为，由运动学公式得
联立⑨⑩式得
【选做部分】
37【物理–物理3-3】
（1）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是_____。（双选，填正确答案标号）
a．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
b．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
c．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
d．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
【答案】bc
【解析】根据分子动理论的 ( http: / / www.21cnjy.com )知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，碳粒的无规刚运动为布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳拉更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，选项b、c正确。
（2）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生 ( http: / / www.21cnjy.com )被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0．当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为p0，温度仍为303K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：
（ⅰ）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。
【答案】（i） （ⅱ）
【解析】（i）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度=300K,压强为，末状态温度=303K，压强设为，由查理定律得
①
代入数据得 ②
（ii）设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得
③
放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度=303K，压强=，末状态温度=300K，压强设为，由查理定律得2-1-c-n-j-y
④
设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得
F+S=S+mg ⑤
联立②③④⑤式，代入数据得 ⑥
38.【物理–物理3-4】
（1）如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m．t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2．以下判断正确的是______（双选，填正确答案标号）【出处：21教育名师】
a．h=1.7m b．简谐运动的周期是0.8s
c．0.6s内物块运动的路程是0.2m d．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反
【答案】ab
【解析】t=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m=–0.1m；而小球，解得h=1.7m，a正确；简谐运动周期为，b正确；0.6s内物块运动的路程为3A=0.3m，c错误；t=0.4s=，此时物块在平衡位置向下振动与小球运动方向相同，d错误，选项a、b正确。
（2）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO 的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。
【答案】
【解析】当光线在O点的入射角为时，设折射角为，由折射定律得
①
设A点与左端面的距离为，由几何关系得
②
若折射光线恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好为临界角C，设B点与左端面的距离为
由折射规律得 ③
由几何关系得 ④
设A、B两点间的距离为，可得 ⑤
联立①②③④⑤式得 ⑥
39.【物理–物理3-5】
（1）发生放射性衰变为，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_____。（双选，填正确答案标号）
a．该古木的年代距今约为5700年
b．、、具有相同的中子数
c．衰变为的过程中放出β射线
d．增加样品测量环境的压强将加速的衰变
【答案】ac
【解析】古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年， a正确；、、具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同， b错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出β射线， c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期， d错误；选项a、c正确。
（2）如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后AB分别以v0/8、3v0/4的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。
【答案】
【解析】设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为,由题意知，碰撞后A的速度，B的速度，由动量守恒定律得 ①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为，由功能关系得
②
设B与C碰撞前B的速度为,B客服轨道阻力所做的功为，由功能关系得
③
据题意可知 ④
设B、C碰后瞬间共同速度的大小为,由动量守恒定律得
⑤
联立①②③④⑤式，代入数据得 ⑥
A
B
h
地球
月球
L1
B
A
O
×
×
x
y
O
M
N
H(0，a)
G(0，–a)
u
R0
i
a
b
t
i
O
0.5T0
T0
1.5T0
t
uab
O
0.5T0
T0
1.5T0
t
uab
O
T0
2T0
3T0
t
uab
O
0.5T0
T0
1.5T0
t
uab
O
T0
2T0
3T0
t
E
O
E0
2E0
v0
d
图甲
图乙
O1
O2
图甲
O
A
图乙
B
FOA
FOB
O
l/cm
F/N
9
10
11
12
13
14
15
16
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
O
O
B
A
F
1N
A
V
I0
R
RL
连接恒流源
图甲
I/A
U/V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
5
10
15
20
图乙
图乙
m
l
600
图甲
m
l
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
I
II
O
G
H
v
d
图甲
图乙
θ1
θ1
θ2
α
图丙
S
h
R
O
O
i0
R
O
O
i0
γ0
dA
dB
C
A
B
A
B
C
v0http:///hfwq
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2015年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷）
理科综合能力测试（物理）
第Ⅰ卷（必做 共107分）
二、选择题（共7小题，每小题6分，共42 ( http: / / www.21cnjy.com )分。第小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，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．距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s2．可求得h等于21教育网
A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】A
【解析】小车上的物体落地的时间；小车从A到B的时间，小球下落的时间．由题意得时间关系：，即，解得：h=1.25m，选项A正确。
15．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是
A．a2>a3>a1 B．a2>a1>a3 C．a3>a1>a2 D．a3>a2>a1
【答案】D
【解析】由于，则，由题意可知月球的轨道半径大于空间站的轨道半径，而同步卫星的运动周期小于空间站的周期，故空间站的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以a3>a2>a1．选项D正确。21·cn·jy·com
16．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为2·1·c·n·j·y
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】物体AB整体在水平方向受力平衡，则有；对于物体B在数值方向平衡有：，联立解得：，选项B正确。
17. 如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是
A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高
B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动
D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
【答案】ABD
【解析】由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部 ( http: / / www.21cnjy.com )分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据E=BLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消耗的机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘则圆盘中无感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动。选项D正确，选项ABD正确。
18．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
【答案】B
【解析】因正电荷在O点时，G点场强为零，则两负电荷在G点形成的电场的合场强为；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为，因两负电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向，则H点的合场强为，方向沿y轴负向，选项B正确。
19．如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固 ( http: / / www.21cnjy.com )定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压为uab正，下列uab–t图像可能正确的是
图甲 图乙
A B C D
【答案】C
【解析】在第一个0.25T0时间内，通 ( http: / / www.21cnjy.com )过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环内a端电势高于b端，而电流的变化率逐渐减小，所以内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25T0~0.5T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小，由楞次定律可判断内环内a端电势低于b端，而电流的变化率逐渐变大，所以内环的电动势逐渐变大，由题所给选项图判定，选项C正确。
20．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0~T/3时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述，正确的是
A．末速度大小为
B．末速度沿水平方向
C．重力势能减少了mgd/2
D．克服电场力做功为mgd
【答案】BC
【解析】因0~T/3内微粒匀速运动 ( http: / / www.21cnjy.com )，则qE0=mg；在T/3~2T/3时间内，微粒只受重力作用，做平抛运动，在2T/3时刻的竖直分速度vy1=gT/3，水平分速度为v0；在2T/3~T时间内有2qE0–mg=ma，得a=g，方向向上，在T时刻，微粒的竖直分速度减小到0，水平分速度仍为v0，A错误，B正确；微粒的重力势能减小了ΔEp=mgd/2，C正确；从射入到离开，由动能定理得：mgd/2+W电=0，克服电场力做功mgd/2，D错误，选项BC正确。
第II卷（必做157分+选做36分，共193分）
【必做部分】
21. （10分）某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。
实验步骤：
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在 ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：21教育名师原创作品
F(N) 0 0.50 1.00 1.05 2.00 2.50
l (cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新记为O、O ，橡皮筋的拉力记为FOO ．
④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上 ( http: / / www.21cnjy.com )，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。21·世纪*教育网
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出F—l图线，根据图线求得l0=_____cm．
（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为________N．
（3）根据给出的标度，在答题卡上作出FOA和FOB的合力Ｆ 的图示。
（4）通过比较Ｆ 与________的大小和方向，即可得出实验结论。
【答案】（1）10.00（9.8、9.9、10.1均正确） （2）1.80（1.70-1.90均正确） （3）如图 （4）FOO
【解析】（1）做出F-l图像，求得直线的截距即为l0，可得l0=10.00cm ；
（2）可计算弹簧的劲度系数为；若OA=6.00cm，OB=7.60cm，则弹簧的弹力；则此时FOA=FOB=F=1.8N；
（3）如图；
（4）通过比较F 和FOO 的大小和方向，可得出实验结论。
22. （8分）如图甲所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的电路图中，恒流源可作为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U-I关系图线。www-2-1-cnjy-com
回答下列问题：
（1）滑动触头向下滑动时，电压表示数将 （填“增大”或“减小”）。
（2）I0= A．
（3）RL消耗的最大功率 W（保留一位有效数字）。
【答案】（1）减小；（2）1.0（3）5
【解析】（1）滑动头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；
（2）由电路图可知：，即：U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20；而曲线的斜率为R的大小，，则I0=1.0A；21世纪教育网版权所有
（3）RL消耗的功率为P=IU=20I–20I2，当I=0.5时，功率的最大值为Pm=5W．
23. （16分）如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l．开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60o角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g．求： 21*cnjy*com
（1）物块的质量；
（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功。
【答案】（1）3m；（2）0.1mgl
【解析】（1）设开始时细绳的拉力大小为，传感装置的初始值为，物块质量为M，由平衡条件得：对小球，=mg ①
对物块，+=mg ②
当细绳与竖直方向的夹角为时，设细绳的拉力大小为，传感装置的示数为，据题意可知，
=1.25，由平衡条件得
对小球， ③
对物块，+=Mg ④
联立①②③④式，代入数据得 M=3m ⑤
（2）设小球运动至最低位置时速度的大小为v，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为，有动能定理得www.21-cn-jy.com
⑥
在最低位置，设细绳的拉力大小为，传感装置的示数为，据题意可知，=0.6
对小球，由牛顿第二定律得
–mg= ⑦
对物块，由平衡条件得 += Mg ⑧
联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得
=0.1 ⑨
24. （20分）如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。【版权所有：21教育】
（1）求极板间电场强度的大小；
（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求I区磁感应强度的大小；
（3）若Ⅰ区，Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2mv/qD，4mv/qD，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。21*cnjy*com
【答案】（1） （2）或 （3）5.5πD
【解析】（1）设极板间电场强度的大小为E，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理得
①
由①式得 ②21cnjy.com
（2）设I区磁场感性强度的大小为B，粒子作圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得
③
如图甲所示，粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况。若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系得
④
联立③④式得 ⑤
若粒子轨迹与小圆内切，有几何关系得
⑥
联立③⑥式得 ⑦【来源：21cnj*y.co*m】
（3）设粒子在？I区和II区做圆周运动的半径分别为、，由题意可知I和II区磁感应强度的大小分别为、，由牛顿第二定律得
， ⑧
代入数据得， ⑨
设粒子在I区和II区做圆周运动的周期分别为、,由运动学公式得
， ⑩
据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图乙所示，根据对称可知，I区两段圆弧所对圆心角相同，设为，II区内圆弧所对圆心角设为，圆弧和大圆的两个切点与圆心连线间的夹角设为，有几何关系得
粒子重复上述交替运动回到点，轨迹如图丙所示，设粒子I区和II区做圆周运动的时间分别为、，可得
,
设粒子运动的路程为，由运动学公式得
联立⑨⑩式得
【选做部分】
37【物理–物理3-3】
（1）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是_____。（双选，填正确答案标号）
a．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
b．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
c．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
d．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
【答案】bc
【解析】根据分子动理论的 ( http: / / www.21cnjy.com )知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，碳粒的无规刚运动为布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳拉更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，选项b、c正确。
（2）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生 ( http: / / www.21cnjy.com )被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0．当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为p0，温度仍为303K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：
（ⅰ）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。
【答案】（i） （ⅱ）
【解析】（i）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度=300K,压强为，末状态温度=303K，压强设为，由查理定律得
①
代入数据得 ②
（ii）设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得
③
放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度=303K，压强=，末状态温度=300K，压强设为，由查理定律得2-1-c-n-j-y
④
设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得
F+S=S+mg ⑤
联立②③④⑤式，代入数据得 ⑥
38.【物理–物理3-4】
（1）如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m．t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2．以下判断正确的是______（双选，填正确答案标号）【出处：21教育名师】
a．h=1.7m b．简谐运动的周期是0.8s
c．0.6s内物块运动的路程是0.2m d．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反
【答案】ab
【解析】t=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m=–0.1m；而小球，解得h=1.7m，a正确；简谐运动周期为，b正确；0.6s内物块运动的路程为3A=0.3m，c错误；t=0.4s=，此时物块在平衡位置向下振动与小球运动方向相同，d错误，选项a、b正确。
（2）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO 的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。
【答案】
【解析】当光线在O点的入射角为时，设折射角为，由折射定律得
①
设A点与左端面的距离为，由几何关系得
②
若折射光线恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好为临界角C，设B点与左端面的距离为
由折射规律得 ③
由几何关系得 ④
设A、B两点间的距离为，可得 ⑤
联立①②③④⑤式得 ⑥
39.【物理–物理3-5】
（1）发生放射性衰变为，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_____。（双选，填正确答案标号）
a．该古木的年代距今约为5700年
b．、、具有相同的中子数
c．衰变为的过程中放出β射线
d．增加样品测量环境的压强将加速的衰变
【答案】ac
【解析】古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年， a正确；、、具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同， b错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出β射线， c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期， d错误；选项a、c正确。
（2）如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后AB分别以v0/8、3v0/4的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。
【答案】
【解析】设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为,由题意知，碰撞后A的速度，B的速度，由动量守恒定律得 ①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为，由功能关系得
②
设B与C碰撞前B的速度为,B客服轨道阻力所做的功为，由功能关系得
③
据题意可知 ④
设B、C碰后瞬间共同速度的大小为,由动量守恒定律得
⑤
联立①②③④⑤式，代入数据得 ⑥
A
B
h
地球
月球
L1
B
A
O
×
×
x
y
O
M
N
H(0，a)
G(0，–a)
u
R0
i
a
b
t
i
O
0.5T0
T0
1.5T0
t
uab
O
0.5T0
T0
1.5T0
t
uab
O
T0
2T0
3T0
t
uab
O
0.5T0
T0
1.5T0
t
uab
O
T0
2T0
3T0
t
E
O
E0
2E0
v0
d
图甲
图乙
O1
O2
图甲
O
A
图乙
B
FOA
FOB
O
l/cm
F/N
9
10
11
12
13
14
15
16
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
O
O
B
A
F
1N
A
V
I0
R
RL
连接恒流源
图甲
I/A
U/V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
5
10
15
20
图乙
图乙
m
l
600
图甲
m
l
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
I
II
O
G
H
v
d
图甲
图乙
θ1
θ1
θ2
α
图丙
S
h
R
O
O
i0
R
O
O
i0
γ0
dA
dB
C
A
B
A
B
C
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