高考真题（浙江卷）物理试题详尽解析（Word版） 6页

绝密★启用前 2015 年普通高等学校招生全国统一考试（浙江卷） 理科综合能力测试（物理） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分。全卷共 14 页，选择题部分 1 至 6 页，非选择题部分 7 至 14 页。 满分 300 分，考试时间 150 分钟。 请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题卡上。 选择题部分（共 120 分） 一、选择题（本题共 17 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 14．下列说法正确的是 A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比 B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比 C．电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比 D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比 【答案】C 【解析】根据公式 P=I2R 可知，电阻一定时，电流通过导体的热功率与电流的平方成正比，A 错误；根据 公式 W=Flcosα，力对物体所做的功与力的作用时间无关，B 错误；根据公式 C=Q/U，电容器所带电荷量 与两极板间的电势差成正比，C 正确；弹簧的劲度系数是由弹簧的材料等自身因素有关，D 错误，选项 C 正确。 15．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计 时器可自动记录遮光时间 t ，测得遮光条的宽度为 x ，用 x t   近似代表滑 块通过光电门时的瞬时速度，为使 x t   更接近瞬时速度，正确的措施是 A．换用宽度更窄的遮光条 B．提高测量遮光条宽度的精确度 C．使滑块的释放点更靠近光电门 D．增大气垫导轨与水平面的夹角 【答案】A 【解析】平均速度近似等于瞬时速度，即在Δt→0 的情况下，Δx/Δt 近似看做瞬时速度，所以要使得Δx/Δt 更接近通过光电门的瞬时速度，需要缩短通过时间，即换用宽度更窄的遮光条，选项 A 正确； 16．如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且 正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀 铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则 A．乒乓球的左侧感应出负电荷 B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上 C．乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用 D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板 间来回碰撞 【答案】D 【解析】从图知金属板间电场水平向左，故乒乓球上的电子移到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A 错误：由于静电感应使乒乓球左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后， 最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B 错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C 错 误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触使乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板与左极板接触， 然后乒乓球带负电，接着在电场力作用下，又运动到右极板与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用 下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，选项 D 正确。 17．如图所示为足球球门，球门宽为 L，一个球员在球门中心正前方距离球门 s 处 高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角（图中 P 点）。球员顶球点的高度为 h．足球做平抛运动（足球可看做质点，忽略空气阻力）则 A．足球位移大小 2 2 4 Lx s  左 右 高压直流电源 +– B．足球初速度的大小 2 2 0 2 4 g Lv sh      C．足球末速度的大小 2 2 42 4 g Lv s ghh       D．足球初速度的方向与球门线夹角的正切值 tan 2 L s   【答案】B 【解析】由几何知识得足球的位移 2 2 2 4 Lx h s   ，A 错误；足球做平抛运动有 2 0 1 2x v t h gt  ， ， 解得 2 2 0 2 4 g Lv sh      ，B 正确；足球末速度大小为 2 2 2 2 0 ( ) 22 4 g Lv v gt s ghh         ，C 错误； 足球初速度的方向与球门线夹角的正切值 2tan 2 s s L L    ，D 错误，选项 B 正确。 二、选择题（本题共 3 小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的，全部选对 得 6 分，选对但选不选的的 3 分，有选错的得 0 分） 18．我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为 43 10 kg ，设起飞过程中发动 机的推力恒为 51.0 10 N ；弹射器有效作用长度为 100m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时 速度大小达到 80m/s．弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总 推力的 20％，则 A．弹射器的推力大小为 61.1 10 N B．弹射器对舰载机所做的功为 81.1 10 J C．弹射器对舰载机做功的平均功率为 78.8 10 W D．舰载机在弹射过程中的加速度大小为 232m/s 【答案】ABD 【解析】设发动机、弹射器的推力分别为 F1、F2，则阻力 f=0.2(F1+F2)，由动能定理[(F1+F2)–f]s=mv2/2，而 F1=1.0×105N，故 F2=1.1×106N，A 正确；弹射器对舰载机所做的功为 W2=F2s=1.1×108J，B 正确；舰载机在 弹射过程中的加速度大小为 21 2( ) 32m/sF F fa m    ，D 正确；弹射过程中运动时间 2 2.5st sa   ， 弹射器对舰载机做功的平均功率为 P2=W2/t=4.4×107W，C 错误，选项 ABD 正确。 19．如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在 O 点的半 圆，内外半径分别为 r 和 2r．一辆质量为 m 的赛车通过 AB 线经弯道 到达 A B  线，有如图所示的①②③三条路线，其中路线③是以 'O 为 圆心的半圆， OO r  。赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大 径向静摩擦力为 maxF ．选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道 （所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则 A．选择路线①，赛车经过的路程最短 B．选择路线②，赛车的速率最小 C．选择路线③，赛车所用时间最短 D．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 【答案】ACD 【解析】由图及几何关系知：路线①的路程为 s1=2r+πr，路线②的路程为 s2=2r+2πr，路线③的路程为 s3=2πr，A 正确；赛车以不打滑的最大速率通 过弯道有 2 max n vF ma m R   ，速度 maxF Rv m  ，即半径越大，速度越大， 选择线路①赛车的速率最小，B 错误、D 正确；根据 t=s/v，代入数据解得选择路线③，赛车所用时间最短， A B Aʹ Bʹ OʹOr 2r ① ② ③ C 正确，选项 ACD 正确。 20．如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为 0.1kg 的小球 A 悬挂到水平板的 MN 两点，A 上 带有 63.0 10Q C  的正电荷。两线夹角为 1200，两线上的拉力大小分别为 1F 和 2F ．A 的正下方 0.3m 处放有一带等量异种电荷的小球 B，B 与绝缘支架的总质量为 0.2kg（重力加速度取 210m/sg  ；静 电力常量 9 2 29.0 10 N m /Ck    ，A、B 球可视为点电荷）则 A．支架对地面的压力大小为 2.0N B．两线上的拉力大小 1 2 1.9NF F  C．将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时两线上的拉力 大小为 1 21.225N, 1.0NF F  D．将 B 移到无穷远处，两线上的拉力大小 1 2 0.866NF F  【答案】BC 【解析】A、B 两电荷得作用力为库仑引力，支架对地面的压力大小为 2 1.2NA B B q qF m g k r    ，A 错 误；三力平衡夹角恰为 1200，则两线上的拉力大小 1 2 2 1.9NA B A q qF F m g k r     ，B 正确；将 B 水平 右 移 ， 使 M 、 A 、 B 在 同 一 直 线 上 ， 则 两 小 球 距 离 0 0.6msin30 rr   ， 故 0 0 1 22( )sin60 sin60A Bq qF k Fr    0 0 1 22( )cos60 cos60A B A q qF k F m gr     ， 解 得 1 21.225N, 1.0NF F   ，C 正确；将 B 移到无穷远处，两小球的库仑引力为 0，两线上的拉力大小 1 2 g=1NAF F m  ，D 错误，选项 BC 正确。 非选择题部分（共 180 分） 非选择题部分共 12 题，共 180 分。 21．（10 分）甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系” 实验。 （1）上图中 A、B、C、D、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_____________；乙同 学需在图中选用的器材___________。（用字母表示） 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 2928 30 31 32 33 34 35 36 cm cm ① ② （2）乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图所示的两条纸带①和②。纸带__________ 的加速度大（填①或者②），其加速度大小为____________. 【答案】（1）AB；BDE（2）① （2.5 0.2）m/s2 A B M N F1 F2 1200 【解析】（1）“验证机械能守恒定律”实验，需要在竖直面上打出一条重锤下落的纸带，即可验证，故 选仪器 AB；“探究加速度与力、质量的关系”实验需要钩码拉动小车打出一条纸带，故选 BDE． （2）纸带①中前第 l、2 点与第 2、3 点的位移差为连续相等时间内位移差 Δx1=(32.40–30.70)–(30.70–29.10)=0.1(cm)；纸带①中前第 l、2 点与第 2、3 点的位移差为连续相等时间内位 移差Δx2=(31.65–29.00)–(29.00–27.40)=0.05(cm)；由匀变速直线运动Δx=aT2，可知纸带①加速度大为 a=Δx/T2=2.5m/s2． 22．（10 分）图 1 是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。 ① ② ③ ④ 第 22 题图 1 第 22 题图 2 （1）根据图 1 画出实验电路图 （2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①②③④所示，电流表量程为0.6A， 电压表量程为 3V．所示读数为：①__________②__________③__________④__________。两组数据得到 的电阻分别为__________和__________。 【答案】（1）如图 （2）①0.10A、②0.24A、③2.00V、④0.27V． （8.3  0.1）Ω和（2.7  0.1）Ω，如填为（2.7  0.1）Ω和（8.3  0.1）Ω也行。 【解析】（1）从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑 动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示 （2）电流表的量程为 0.6A，最小分度值为 0.02A，①的读数为 0.10A，② 的读数为 0.24A，电压表量程为 3V，最小分度值为 0.1V，③的读数为 2.00V，④ 的读数为 0.27V．由 I=U/R 知：①④为同组数据得电阻为 2.7Ω，②③为另组数据 得电阻为 8.3Ω． 23．如图所示，用一块长 1 1.0L m 的木板在墙和桌面间架设斜面，桌 面高 H=0.8m，长 2 1.5L m 。斜面与水平桌面的倾角 可在 0~60°间调 节后固定。将质量 m=0.2kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面 间的动摩擦因数 1 0.05  ，物块与桌面间的动摩擦因数 2 ，忽略物块 在斜面与桌面交接处的能量损失。（重力加速度取 210 /g m s ；最大静 摩擦力等于滑动摩擦力） （1）求 角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表 示） （2）当 增大到 37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数 2 （已知 sin37°=0.6， cos37°=0.8） （3）继续增大 角，发现 =53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离 mx 【答案】（1）tan  0.05 （2） 2 =0.8 （3）1.9m 【解析】（1）为使小物块下滑 mgsin  1mgcos   满足的条件 tan  0.05 （2）克服摩擦力做功 1 1 2 2 1cos cosfW mgL mg L L     （ ） 由动能定理得 1 sin - 0fmgL W  A V R E S θ 代入数据得 2 =0.8 （3）由动能定理得 2 1 1sin - 2fmgL W mv  代入数据得 v=1m/s 21 2H gt t=0.4s 1 1 1 2 0.4 1.9m x vt x m x x L m      24．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图 1 所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平 衡。线圈的水平边长 L=0.1m，竖直边长 H=0.3m，匝数为 1N 。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度 0 1.0B T ，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在 0~2.0A 范围内调节的电流 I。挂盘放上待测物体后， 调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。（重力加速度取 210 /g m s ） （1）为使电磁天平的量程达到 0.5kg，线圈的匝数 1N 至少为多 少 （2）进一步探究电磁感应现象，另选 2 100N  匝、形状相同 的线圈，总电阻 10R   ，不接外电流，两臂平衡，如图 2 所示， 保持 0B 不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应 强度 B 随时间均匀变大，磁场区域宽度 0.1d m 。当挂盘中放质量 为 0.01kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率 B t   。 【答案】（1）N1=25 匝（2） 0.1T/sB t   【解析】（1）线圈受到安培力 1 0 1 0mg= F N B IL N B IL  天平平衡 代入数据得 N1=25 匝 （2）由电磁感应定律得 2E N t   2 BE N Ldt   由欧姆定律得 ' EI R  线圈受到安培力 2 0F N B I L  天平平衡 2 2 0 B dLm g N B t R    代入数据可得 0.1T/sB t   25．使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转 法等。质量为 m，速度为 v 的离子在回旋加 速器内旋转，旋转轨道时半径为 r 的圆，圆心 在 O 点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中， 磁感应强度为 B。 为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计 引出器。引出器原理如图所示，一对圆弧形 B0 I 图 1 B0 图 2 Bd vP Q L B θ r O 引出通道 金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于 'O 点（ 'O 点图中未画出）。引出离子时，令引出通道内磁场 的磁感应强度降低，从而使离子从 P 点进入通道，沿通道中心线从 Q 点射出。已知 OQ 长度为 L。OQ 与 OP 的夹角为 ， （1）求离子的电荷量 q 并判断其正负 （2）离子从 P 点进入，Q 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为 'B ，求 'B ； （3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度 B 不变，在内外金属板间加直流电 压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从 P 点进入，Q 点射出，求通道内引出轨迹处电场 强度 E 的方向和大小。 【答案】（1） mvq Br  ，正电荷（2） 2 2 (2 2 cos ) ( 2 cos ) mv r L q r L rL      （3） 2 2 2 (2 2 cos ) ( 2 cos ) mv r LE Bv q r L rL       【解析】（1）离子做圆周运动 2mvBqv r  mvq Br  ，正电荷 （2）如图所示 OʹQ=R， OQ=L， OʹO=R–r 引出轨迹为圆弧 2mvB qv R   mvR qB   根据几何关系得 2 2 2 2 2 cos 2 2 cos (2 2 cos ) ( 2 cos ) r L rLR r L mv mv r LB qR q r L rL            （3）电场强度方向沿径向向外 引出轨迹为圆弧 2mvBqv Eq R   2 2 2 (2 2 cos ) ( 2 cos ) mv r LE Bv q r L rL       R Q O Oʹ L r P R–r θ