高考真题（广东卷）物理试题详尽解析（Word版） 5页

绝密★启用前 试卷类型：A 2015 年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷） 理科综合（物理部分） 一、单项选择题：本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项 符合题目要求，选对的得 4 分，选错或不答的得 0 分。 13．甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前 1 小时内的位移–时间图 像如图 3 所示。下列表述正确的是 A．0.2~0.5 小时内，甲的加速度比乙的大 B．0.2~0.5 小时内，甲的速度比乙的大 C．0.6-0.8 小时内，甲的位移比乙的小 D．0.8 小时内，甲、乙骑行的路程相等 【答案】B 【解析】由位移–时间图知 0.2~0.5 小时内，甲、乙都做匀速直线运动，加速度 都为 0，故 A 错误；图线斜率表示速度大小，所以甲的速度大于乙的速度，B 正确；0.6~0.8 小时内，甲的位移是–5m，乙的位移是–3m，C 错误；0.8 小时内甲乙的位移相同，但是路程 不一样，D 错误，选项 B 正确。 14．如图 4 所示，帆板在海面上以速度 v 朝正西方向运动，帆船以速度 v 朝正北方 向航行，以帆板为参照物 A．帆船朝正东方向航行，速度大小为 v B．帆船朝正西方向航行，速度大小为 v C．帆船朝南偏东 45°方向航行，速度大小为 2v D．帆船朝北偏东 45°方向航行，速度大小为 2v 【答案】D 【解析】以帆板为参照物，就把帆板看成是静止的，则帆船在水平方向以速度 v 向 东运动，竖直方向以速度 v 向北运动，根据矢量合成的平行四边形定则可以求得帆船以帆板为参照物是以 v 的速度向北偏东 45°运动，故选项 D 正确。 15．图 5 为加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器， 原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 P，使输出电 压有效值由 220V 降至 110V．调节前后 A．副线圈中的电流比为 1:2 B．副线圈输出功率比为 2:1 C．副线圈的接入匝数比为 2:1 D．原线圈输入功率比为 1:2 【答案】C 【解析】原线圈的输入电压和匝数不变，根据输出电压的有效值由 220V 降到 110V，可以知道副线圈的匝 数变为原来的 1 2 ， C 正确；根据 2UP R  可以知道，副线圈的输出功率变为原来的 1 4 ，同样原线圈的输 入功率也变为原来的 1 4 ，B、D 错误；又 UI R  ，副线圈的电流应该变为原来的 1 2 ，A 错误，选项 C 正确。 16．在同一匀强磁场中，α粒子（ 4 2 He ）和质子( 1 1H )做匀速圆周运动，若他们的动量大小相等，则α粒子 和质子 A．运动半径之比是 2:1 B．运动周期之比是 2:1 C．运动速度大小之比是 4:1 D．受到的洛伦兹力之比是 2:1 【答案】B 【解析】质量之比是 4：1，电荷量之比是 2：1，根据动量相等可以知道其速度之比是 1：4，洛伦兹力为 qvB，所以洛伦兹力之比为 1：2，C、D 错误；由 2vqvB m R  及 2 RT v  可得：半径之比是 1：2，周期 之比是 2：1，A 错误、B 正确，选项 B 正确。 二、双项选择题：本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项符 合题目要求，全部选对的得 6 分，只选 1 个且正确的得 3 分，有选错或不答的得 0 分。 17．图 6 为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空 气，内筒中有水。在水加热升温的过程中，被封闭的空气 A．内能增大 B．压强增大 C．分子间引力和斥力都减小 D．所有分子运动速率都增大 【答案】AB 【解析】空气体积不变，故做功为 0，即 W=0．由于外壁隔热，无热传递。水加热升温会吸收热量，故 Q>0，由热力学第一定律ΔU=Q+W 得：ΔU>0，内能增加，A 正确；温度升高，分子热运动变剧烈，对器 壁撞击加强，故压强变大，B 正确；由于体积、质量不变，分子间距离不变，故作用力大小不变，C 错误； 温度升高，分子的平均热运动速率加快，不代表每一个都加快，D 错误，选项 AB 正确。 18 ． 科 学 家 使 用 核 反 应 获 取 氚 ， 再 利 用 氘 和 氚 的 核 反 应 获 得 能 量 ， 核 反 应 方 程 分 别 为 ： 4 3 2 1X+Y He H 4.9MeV   和 2 3 4 1 1 2H+ H He X 17.6MeV   ，下列表述正确的有（ ） A．X 是中子 B．Y 的质子数是 3，中子数是 6 C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应 【答案】AD 【解析】由核反应过程质量守恒和电荷量守恒可知 X 是中子，Y 的质子数为 6，中子数为 6，A 正确、B 错误；两个核反应方程为核聚变反应，聚变放出能量，一定有质量亏损，C 错误、D 正确，选项 AD 正确。 19．如图 7 所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端。另一端都固定在水平地面上。 将杆竖直紧压在地面上。若三条绳长度不同，下列说法正确的有 A．三条绳中的张力都相等 B．杆对地面的压力大于自身重力 C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 【答案】BC 【解析】由受力分析可知：三个绳子长度不同，即与地面夹角不等，故其张力大小不等，A 错误；由于支 持力与重力和绳子向下的分力平衡，故对地面的压力应与重力和绳子向下分力的和等大，B 正确；杆在水 平方向处于平衡状态，故三绳水平方向合力为零，C 正确；绳的拉力，重力和杆受到的支持力三力平衡， D 错误，选项 BC 正确。 20．在星球表面发射探测器，当发射速度为 v 时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度为 2v 时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。已知地球、火星两星球的质量比约为 10:1、半径比约为 2:1， 下列说法正确的有 A．探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大 B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 D．探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大 【答案】BD 【解析】根据 2 2 Mm vG mR R  得发射速度 GMv R  ，脱离星球所需要的发射速度为 2 2 GMv v R    ， 与探测器的质量无关，A 错误；由 2 MmF G R  ，则 2 2 5= = 2 F M R F M R 星地 地 星 星 地 ，地球表面的引力大于火星表面的 引力，B 正确；由脱离星球发射速度 2 GMv R   可得 = 5v M R v M R   星地 地 星 星 地 ，C 错误；脱离星球的过程中， 高度在增加，势能增大，D 正确。选项 BD 正确。 21．图 8 所示的水平匀强电场中，将两个带电小球 M 和 N 分别沿图示路径移动 到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N 保持静止，不计重力，则 A．M 的带电量比 N 的大 B．M 带负电荷、N 带正电荷 C．静止时 M 受到的合力比 N 的大 D．移动过程中匀强电场对 M 做负功 【答案】BD 【解析】释放后，M、N 保持静止，两小球各自受电场力和两小球间的库仑力等大反向，故两小球所受电 场力大小相等，在匀强电场中：F=qE，则 q 相等，A 错误；若 M 带负电荷、N 带正电荷，则 M 受到向左 的电场力，向右的库仑力可平衡，N 受到向左的库仑力和向右电场力可平衡，B 正确；静止时，受合力为 零，C 错误；M 带负电荷受到向左的电场力，向右运动电场力做负功，D 正确，选项 BD 正确。 三、非选择题：本大题共 11 小题，共 182 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式 和重要演算步骤，只写出答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 34．（1）（8 分）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。 ①请完成以下主要实验步骤：按图 14（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使 重物 ( 填“靠近”或“远离”）计时器下端； ， ，使重物自由下落；关闭电源， 取出纸带；换新纸带重复实验。 ②图 14（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取 （填“b”或“c”）来计算重力加速度。 在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力 和 。 【答案】①靠近 接通电源 释放纸带 ② b 摩擦阻力 【解析】①为了使实验数据能更好地记录在纸带上及减小实验误差，重物应靠近打点计时器；②由图可看 出(b) 纸带做加速运动、(c)纸带包含加速和减速过程，由自由落体运动是匀加速运动，故选(b)来计算加 速度，由于空气阻力和摩擦阻力的作用使测得的加速度小于重力加速度，测量结果偏小。 （2）（10 分）某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为 3kΩ），电流表（内阻约为 1Ω），定值电阻等。 ①使用多用电表粗测元件 X 的电阻。选择“×1”欧姆挡测量，示数如图 15（a）所示，读数为 Ω。 据此应该选择图 15 中的 （填“b”或“c”）的电路进行实验。 ②连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐 ( 填“增大” 或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件 X 换成 Y，重复实验。 ③如图（a）是根据实验数据作出的 U–I 图线，由图可判断元件 （填“X”或“Y”）是非线性 元件。 ④该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R=21Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势 E 和内阻 r， 电路如图 16（b）所示所示。闭合 S1 和 S2，电压表读数为 3.00V；断开 S2，读数为 1.00V．利用图 16 （a）可算得 E= V，r = Ω（结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表） 【答案】① 10 b ②增大 ③Y ④3.2 0.50 【解析】①由题图读得：10×1Ω=10Ω，为小电阻，为了减小误差应采用电流表外接法，即图 15(b)接法； ②闭合 S，滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，使测量电路电压增大，由欧姆定律得电流增大；③根据线 性元件的 U–I 图线为直线，非线性元件的 U–I 图线为曲线可得：Y 是非线性元件；④由图 16(a)可得线性 元件 X 的阻值为 10Ω，根据闭合电路欧姆定律及题意有： 3.003.00 10E r  和 1.001.00 (21 )10E r   ， 解得 E=3.15V≈3.2V，r=0.50Ω． 35．（18 分）如图 17（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距 L=0.4m．导轨右端接有阻值 R=1Ω的 电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直，长度也为 L 从 0 时刻开始，磁感应强度 B 的大 小随时间 t 变化，规律如图 17（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s 后刚好进 入磁场。若使棒在导轨上始终以速度 v=1m/s 做直线运动，求： (1)棒进入磁场前，回路中的电动势 E； (2)棒在运动过程中受到的最大安培力 F，以及棒通过三角形 abd 区域时电流 i 与时间 t 的关系式。 【答案】（1）0.04V （2）0.04N 22Bvi tR  【解析】（1）棒在进入磁场前，棒没有做切割磁感线，但磁场的强弱发生变化，导致磁通量发生变化。 abcd 的面积 21 2S L ① BSE n nt t     ② 由①②联立得：E=0.04V （2）棒进入磁场中后，做切割磁感线运动，当棒到达 bd 时，产生的感应电流最大，同时切割长度最 大，到达 bd 时，产生的感应电动势 bdE BL v ③ 产生的感应电流 EI R  ④ 所受最大安培力 bdF BIL ⑤ 由③④⑤联立得：F=0.04N 棒通过三角形 abd 区域时，切割的长度 2l vt ⑥ 产生的感应电动势 E Blv  ⑦ 感应电流 Ei R  ⑧ 由⑥⑦⑧联立感应电流为： 22Bvi tR  36.（18 分）如图 18 所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相 切，半径 R=0.5m．物块 A 以 v0=6m/s 的速度滑入圆轨道，滑过最高点 Q，再沿圆轨道滑出后，与直 轨上 P 处静止的物块 B 碰撞，碰后粘在一起运动，P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交 替排列，每段长度都为 L=0.1m．物块与各粗糙段间的动摩擦因素都为μ=0.1，A、B 的质量均为 m=1kg （重力加速度 g 取 10m/s2；A、B 视为质点，碰撞时间极短）。 (1)求 A 滑过 Q 点时的速度大小 v 和受到的弹力大小 F； (2)若碰后 AB 最终停止在第 k 个粗糙段上，求 k 的数值； (3)求碰后 AB 滑至第 n 个 (n