2015年全國1卷理綜(物理部分)

2021年高考全國1卷(物理局部)14．兩相鄰勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計重力)，從較強(qiáng)的磁場區(qū)域進(jìn)入以較弱磁場區(qū)域后，粒子A．軌道半徑減小，角速度增大B．軌道半徑減小，角速度減小C．軌道半徑增大，角速度增大D．軌道半徑增大，角速度減小【答案】D【解析】由于磁場方向與速度方向垂直，粒子只受到洛倫茲力作用，洛倫茲力不做功，從較強(qiáng)區(qū)域到較弱區(qū)或后，粒子速率不變，但磁感應(yīng)強(qiáng)度變小，根據(jù)半徑公式可以軌道半徑變大，由可以角速度變小。選項D正確。15．如圖，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等。那么A．直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM>φQB．直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM>φNC．假設(shè)電子由M點運動到Q點，電場力做正功D．假設(shè)電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功【答案】B【解析】電子帶負(fù)電荷，從M到N和P做功相等，說明電勢差相等，即N和P的電勢相等，勻強(qiáng)電場中等勢線為平行的直線，所以NP和MQ分別是兩條等勢線，從M到N，電場力對負(fù)電荷做負(fù)功,說明MQ為高電勢，NP為低電勢。所以直線c位于某一等勢線內(nèi)，但是，選項A錯B對。假設(shè)電子從M點運動到Q點，初末位置電勢相等，電場力不做功，選項C錯。電子作為負(fù)電荷從P到Q即從低電勢到高電勢，電場力做正功，電勢能減少，選項D錯。16．一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，在原副線圈的回路中分別接有阻值一樣的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如下圖。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，那么()A．U=220V，k=B．U=22V，k=C．U=66V，k=D．U=22V，k=【答案】A【解析】原副線圈電壓比等于匝數(shù)比，根據(jù)副線圈負(fù)載電阻的電壓u，可知副線圈電壓為3u，線圈電流，原副線圈電流與匝數(shù)成反比，所以原線圈電流，那么原線圈輸入電壓，整理得u=66V；原副線圈電阻消耗的功率根據(jù)，電阻相等，電流之比為1：3，可以得功率比為1：9，k=。所以選項A正確。17．如圖，一半徑為R，粗糙程度處處一樣的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度為R處由靜止開場下落，恰好從P點進(jìn)入軌道。質(zhì)點沒到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點P運動到N點的過程中克制摩擦力所做的功。那么A．W=，質(zhì)點恰好可以到達(dá)Q點B．W>，質(zhì)點不能到達(dá)Q點C．W=，質(zhì)點到達(dá)Q點后，繼續(xù)上升一段距離D．W<，質(zhì)點到達(dá)Q點后，繼續(xù)上升一段距離【答案】C【解析】質(zhì)點在N時，沿半徑方向的合力提供做向心，可得，所以動能為，從最高點到N點的過程中，由動能定理得，即摩擦力做功為，質(zhì)點在運動過程中，沿半徑方向的合力提供向心力，即，根據(jù)左右對稱，在同一高度，由于摩擦力做功導(dǎo)致右半幅的速度小，軌道彈力小，滑動摩擦力變小，所以摩擦力做功變小，那么從N到Q，由動能定理得Q點動能為，由于，所以Q點速度仍然沒有減小到0，仍會繼續(xù)向上運動一段距離，所以選項C對。18．一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺如下圖。水平臺面的長和寬分另為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機(jī)安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點距臺面高度為3h，不計空氣的作用，重力加速度大不為g。假設(shè)乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇適宜的方向，就能使乒乓球落在右側(cè)臺面上，那么v的最大取值范圍是A．B．C．D．【答案】D【解析】無論發(fā)射機(jī)向哪個方向發(fā)射，乒乓球都是做平拋運動，豎直高度決定了運動的時間，水平方向勻速直線運動，水平位移最小即沿中線發(fā)射恰好過網(wǎng)，此時從發(fā)球點到球網(wǎng)，下隆的高度為，水平位移大小為，可得運動時間為，對應(yīng)的最小速度。水平位移最大即斜向?qū)Ψ脚_面的兩個角發(fā)射，此時的位移大小為，對應(yīng)的初速度，所以平拋的初速度。選項D正確。19．1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成著名的“圓盤實驗〞。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如下圖。實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后，以下說法正確的選項是(AB)A．圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B．圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動【答案】AB【解析】圓盤運動過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，選項A對；圓盤在徑向的輻條切割磁感線的過程中，內(nèi)部距離圓心不同的點電勢不等而形成渦流，選項B對；圓盤轉(zhuǎn)動過程中，圓盤位置、面積和磁場都沒有發(fā)生變化，所以磁通量不變，選項C錯。圓盤本射呈現(xiàn)電中性，不會產(chǎn)生環(huán)形電流，選項D錯。20．如圖(a)，一物體在t=0時刻滑上一固定傷斜面，其運動的v-t圖線如圖(b)所示。假設(shè)重力加速度及圖中的v0、v1、t2均為量，那么可求出(ACD)A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD【解析】小球滑上斜面的初速度，向上滑行過程為勻變速直線運動，末速度0，那么平均速度即，所以沿斜面向上滑行的最遠(yuǎn)距離，根據(jù)牛頓第二定律，向上滑行過程，向下滑行，整理可得，從而可計算出斜面的傾斜角度以及動摩擦因數(shù)，選項AC對。根據(jù)斜面的傾斜角度可計算出向上滑行的最大高度，選項D對。僅根據(jù)速度時間圖像，無法找到物塊質(zhì)量，選項B錯。21．我國發(fā)射的“嫦娥三號〞登月探測器靠近月球后，先在月球外表附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m×103kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球外表的重力加速度大小為/s2A．在著陸前的瞬間，速度大小約為/sB．懸停時受到的反沖作用力約為2×103NC．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機(jī)械能守恒D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度【答案】BD【解析】星球外表萬有引力提拱重力即，重力加速度，地球外表，那么月球外表，那么探測器重力，選項B正確；探測器做自由落體運動，末速度，選項A錯誤。關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，僅在月球引力作用下機(jī)械能守恒，而離開近月軌道后還有制動懸停，所以機(jī)械能不守恒，選項C錯誤。22．某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器〔圓弧局部的半徑為R=〕。完成以下填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤上，如圖(a)所示，托盤的示數(shù)為；(2)將小車從凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為______kg；(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)。此過程中托盤的最大示數(shù)為m；屢次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m(kg)(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_______N；小車通過最低點時的速度大小為_______m/s。〔重力加速度大小取/s2，計算結(jié)果保存2位有效數(shù)字〕?！敬鸢浮俊?〕1.4〔4〕；【解析】(2)根據(jù)秤盤指針可以量程是10kg，指針?biāo)甘緮?shù)，23．(9分)圖(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。(1)毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω，滿偏電流為1mA；R1和R2為阻值固定的電阻。假設(shè)使用a和b兩個接線柱，電表量程為3mA；假設(shè)使用a和c兩個接線柱，電表量程為10mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可求出Ω，Ω。(2)現(xiàn)用—量程為3mA、內(nèi)阻為150Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表eq\o\ac(○,A)對改裝電表的3mA擋進(jìn)展校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時需選取的刻度為、、、、、。電池的電動勢為，內(nèi)阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300Ω和1000Ω；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750Ω和3000Ω。那么R0應(yīng)選用阻值為Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為Ω的滑動變阻器。(3)假設(shè)電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖〔)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖〔中的為保護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。那么圖中的d點應(yīng)和接線柱(填“b〞或“c〞)相連。判斷依據(jù)是：。【答案】〔1〕〔2〕〔3〕c假設(shè)電流表無示數(shù)，那么說明R2斷路，假設(shè)電流表有示數(shù)，那么說明R1斷路?！窘馕觥?1)定什電阻和毫安有都是并聯(lián)關(guān)系，電壓相等，電流和電阻成反比，假設(shè)使用a和b兩個接線柱，量程為3mA，那么通過R1的電流為2mA，電流經(jīng)為1：2，所以電阻比為2：1，可得。假設(shè)使用a和c兩個接線柱，電表量程為10mA，通用R1的電流為9mA，電流比為1：9，可得電阻比為9：1，即，整理可得，〔2〕根據(jù)電流表校準(zhǔn)的刻度，可知電路中總阻值最大為,最小阻值為。假設(shè)定值電阻選擇為，那么無法校準(zhǔn)；所以定值電阻選擇。由于最大阻值要到達(dá)，所以滑動變阻器要選擇?！?〕因為只有一個損壞，所以驗證是否損壞即可。所以d點應(yīng)和接線柱〞c〞相連，假設(shè)電流表無示數(shù)，那么說明短路，假設(shè)電流表有示數(shù)，那么說明斷路。24．(12分)如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全一樣的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω。開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了，重力加速度大小取。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量?！敬鸢浮縨=【解析】金屬棒通電后，閉合回路電流導(dǎo)體棒受到安培力根據(jù)安培定那么可判斷金屬棒受到安培力方向豎直向下開關(guān)閉合前開關(guān)閉合后m=25．(20分)一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為，如圖(a)所示。時刻開場，小物塊與木板一起以共同速度向右運動，直至?xí)r木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運動過程中小物塊始終未離開木板。碰撞后1s時間內(nèi)小物塊的圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)；(2)木板的最小長度；(3)木板右端離墻壁的最終距離?！敬鸢浮俊?〕〔2〕〔3〕【解析】〔1〕根據(jù)圖像可以判定碰撞前木塊與木板共同速度為碰撞后木板速度水平向左，大小也是木塊受到滑動摩擦力而向右做勻減速，根據(jù)牛頓第二定律有解得木板與墻壁碰撞前，勻減速運動時間，位移，末速度其逆運動那么為勻加速直線運動可得帶入可得木塊和木板整體受力分析，滑動摩擦力提供合外力，即可得〔2〕碰撞后，木板向左勻減速，依據(jù)牛頓第二定律有可得對滑塊，那么有加速度滑塊速度先減小到0，此時碰后時間為此時，木板向左的位移為末速度滑塊向右位移此后，木塊開場向左加速，加速度仍為木塊繼續(xù)減速，加速度仍為假設(shè)又經(jīng)歷二者速度相等，那么有解得此過程，木板位移末速度滑塊位移此后木塊和木板一起勻減速。二者的相對位移最大為滑塊始終沒有離開木板，所以木板最小的長度為〔3〕最后階段滑塊和木板一起勻減速直到停頓，整體加速度位移所以木板右端離墻壁最遠(yuǎn)的距離為33.【物理—選修3-3】〔15分〕〔1〕〔5分〕以下說法正確的選項是〔填正確答案標(biāo)號，選對一個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分〕A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在適宜的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體E．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變【答案】BCD【解析】晶體有固定的熔點，并不會因為顆粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項A錯。根據(jù)是否有固定的熔點，可以把固體分為晶體和非晶體兩類，晶體有各向異性，選項B對。同種元素構(gòu)成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體如金剛石和炭。選項C對。晶體的分子排列構(gòu)造如果遭到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，選項D對。熔化過程中，晶體要吸熱，溫度不變，但是內(nèi)能增大，選項E錯。〔2〕〔10分〕如圖，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，大活塞的質(zhì)量為，橫截面積為，小活塞的質(zhì)量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，氣缸外大氣壓強(qiáng)為，溫度為。初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求〔i〕在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度〔ii〕缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣到達(dá)熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)【答案】i〕〔ii〕【解析】〔1〕大小活塞緩慢下降過程，活塞外表受力情況不變，氣缸內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣缸內(nèi)氣體為等壓變化，即初始末狀態(tài)帶入可得〔2〕對大小活塞受力分析那么有可得缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣到達(dá)熱平衡時，氣體體積不變，為等容變化可得34【物理—選修3-4】〔15分〕〔1〕在雙縫干預(yù)實驗中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干預(yù)條紋間距與綠光的干預(yù)條紋間距相比〔填“＞〞“＜〞或“＝〞〕。假設(shè)實驗中紅光的波長為，雙縫到屏幕的距離為，測得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為，那么雙縫之間的距離為。【答案】＞【解析】雙縫干預(yù)條紋間距，紅光波長長，所以紅光的雙縫干預(yù)條紋間距較大，即>。條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得，根據(jù)可得?！?〕〔10分〕甲乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿軸正向和負(fù)向傳播，波速均為，兩列波在時的波形曲線如下圖，求〔i〕時，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16的所有質(zhì)點的坐標(biāo)〔ii〕從開場，介質(zhì)中