精校精析高考真题全国卷Ⅱ物理.docx
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精校精析高考真题全国卷Ⅱ物理
2015·全国卷Ⅱ(物理)
【题文】14.[2015·全国卷Ⅱ]B4B3I1如图11所示,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45°,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( )
图11
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】【解析】D 初态,对微粒进行受力分析,得知电场力Eq与重力mg大小相等.当金属板转动后,合力F仍为恒力,只是方向改变了,如图所示,从静止释放的微粒将沿合力方向(左下方)做匀加速直线运动.
图12
【题文】15.[2015·全国卷Ⅱ]L3如图12所示,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φa、φb、φc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )
A.φa>φc,金属框中无电流
B.φb>φc,金属框中电流方向沿abca
C.Ubc=-
Bl2ω,金属框中无电流
D.Ubc=
Bl2ω,金属框中电流方向沿acba
【答案】【解析】C 由于bc和ac切割磁感线有效长度相同,故产生的感应电动势相互抵消,金属框中无电流,但b、c两端有电势差,根据法拉第电磁感应定律得E=
Bl2ω,根据右手定则确定c端电势高,所以Ubc=-E=-
Bl2ω.
【题文】16.[2015·全国卷Ⅱ]D1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3.1×103m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103m/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13所示,发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为( )
图13
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】【解析】B 本题以万有引力与航天为素材,实际考查的是运动的合成与分解,点火后,附加速度与飞经赤道上空的速度的合速度应该沿同步轨道切线方向,如图所示,根据三角形定则及数学知识得Δv=
=1.9×103m/s,故正确答案为B.
图14
【题文】17.[2015·全国卷Ⅱ]E1一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14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变化的图线中,可能正确的是( )
图15
【答案】【解析】A 0~t1时间内,功率P1不变,这一段时间如果匀速,那么速度v1=
,在t1时刻开始功率突然变大,则牵引力突然变大,牵引力大于阻力,则汽车的速度增加,由P2=Fv得v增加时F减小,故应做加速度减小的加速运动直至匀速,C错误;如果0~t1时间内加速,由P1=Fv得0~t1时间内应做加速度减小的加速运动直至匀速,故A正确,B、D错误.
【题文】18.[2015·全国卷Ⅱ]K1指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是( )
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】【解析】BC 指南针为一具有磁性的物体,有两个磁极,A错误;指南针能指南北,说明指南针受到地磁场的作用,B正确;当有铁块存在时,指南针会与铁块产生相互作用的磁力,故指向受到干扰,C正确;指南针正上方的通电导线会产生磁场,与地磁场共同作用于指南针,故指南针会发生偏转,D错误.
【题文】19.[2015·全国卷Ⅱ]K2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】【解析】AC 电子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,运动轨迹的半径、加速度、周期和角速度分别为r=
、a=
、T=
、ω=
,故选A、C.
【题文】20.[2015·全国卷Ⅱ]C5在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.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
a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.8B.10C.15D.18
【答案】【解析】BC 设这列车厢的节数为n,P、Q挂钩东边有k节车厢,每节车厢的质量为m,由牛顿第二定律可知:
=
,解得k=
n,k是正整数,n只能是5的倍数,故B、C正确,A、D错误.
图16
【题文】21.[2015·全国卷Ⅱ]E3如图16,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,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,由静止开始运动.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】【解析】BD 首先,把a、b看成一个系统,运动中机械能守恒,b先加速后减速,a到达地面时b速度为0,故杆对b先做正功后做负功,A错误;根据系统机械能守恒,a的重力势能的减少量等于a动能的增加量,即mgh=
mv2,得v=
,B正确;a下落时,后来受杆的沿杆向下的拉力,故a的加速度大于g,C错误;a刚开始的一段下落过程中杆对a做负功,a的机械能减少,a的机械能最小时杆对a的作用力为0,此时杆对b也没有力的作用,故b对地面的压力大小为mg,D正确.
【题文】22.[2015·全国卷Ⅱ]A7C5某同学用图17(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数.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.
(a) (b)
图17
(1)物块下滑时的加速度a=________m/s2,打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,还必须测量的物理量是______(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】[答案]
(1)3.25 1.79
(2)C
【解析】
(1)a=
=3.25m/s2 v=
=1.79m/s
(2)根据a=gsinθ-μgcosθ可知,还需要知道斜面的倾角,故选C.
【题文】23.[2015·全国卷Ⅱ]J10电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:
待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关两个,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.
图18
(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RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′________RV(填“>”“=”或“<”),主要理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
【答案】[答案]
(1)实验电路图如图所示.
(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,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,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,此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RV′>RV.
【题文】24.[2015·全国卷Ⅱ]E2I7如图19所示,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.
图19
【答案】[答案]
【解析】设带电粒子在B点的速度大小为vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变,即
vBsin30°=v0sin60°①
由此得
vB=
v0②
设A、B两点间的电势差为UAB,由动能定理有
qUAB=
m(v
-v
)③
联立②③式,得
UAB=
④
图110
【题文】25.[2015·全国卷Ⅱ]C5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110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.
【答案】[答案]
(1)3m/s2 1m/s2
(2)4s
【解析】
(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得
f1=μ1N1①
N1=mgcosθ②
f2=μ2N2③
N2=N1+mgcosθ④
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
mgsinθ-f1=ma1⑤
mgsinθ-f2+f1=ma2⑥
联立①②③④⑤⑥式,并代入题给条件得
a1=3m/s2⑦
a2=1m/s2⑧
(2)在t1=2s时,设A和B的速度分别为v1和v2,则
v1=a1t1=6m/s⑨
v2=a2t1=2m/s⑩
t>t1时,设A和B的加速度分别为a1′和a2′,此时A与B之间摩擦力为零,同理可得
a1′=6m/s2⑪
a2′=-2m/s2⑫
即B做减速运动.设经过时间t2,B的速度减为零,则有
v2+a2′t2=0⑬
联立⑩⑫⑬式得t2=1s⑭
在t1+t2时间内,A相对于B运动的距离为
s=
-
=12m<27m⑮
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
l-s=(v1+a1′t2)t3+
a1′t
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=4s⑱
(利用下面的速度图像求解,正确的,参照上述答案及评分参考给分)
【题文】33.[2015·全国卷Ⅱ][物理选修3-3]
(1)H1关于扩散现象,下列说法正确的是________.
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】[答案]ACD
【题文】
(2)H2如图111所示,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,当两侧的高度差为h1=10.0cm时,将开关K关闭,已知大气压强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两侧的水银达到同一高度,求注入水银在管内的长度.
图111
【答案】[答案](i)12.0cm (ii)13.2cm
【解析】(i)以cmHg为压强单位.设A侧空气柱长度l=10.0cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时,空气柱的长度为l1,压强为p1.由玻意耳定律得
pl=p1l1①
由力学平衡条件得
p=p0+h②
打开开关K放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小,直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止.由力学平衡条件有
p1=p0-h1③
联立①②③式,并代入题给数据得
l1=12.0cm④
(ii)当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为p2.由玻意耳定律得
pl=p2l2⑤
由力学平衡条件有
p2=p0⑥
联立②⑤⑥式,并代入题给数据得
l2=10.4cm⑦
设注入的水银在管内的长度为Δh,依题意得
Δh=2(l1-l2)+h1⑧
联立④⑦⑧式,并代入题给数据得
Δh=13.2cm⑨
【题文】34.[2015·全国卷Ⅱ][物理选修3-4]
(1)N1N2如图112所示,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,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________.
图112
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角逐渐变大,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】[答案]ABD
【题文】
(2)G4平衡位置位于原点O的波源发出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轴正向),P与Q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之间的距离;
(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】[答案](i)133cm (ii)125cm
【解析】(i)由题意,O、P两点间的距离与波长λ之间满足
OP=
λ①
波速v与波长的关系为
v=
②
在t=5s的时间间隔内,波传播的路程为vt.由题意有
vt=PQ+
③
式中,PQ为P、Q间的距离.由①②③式和题给数据,得
PQ=133cm④
(ii)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为
t1=t+
T⑤
波源从平衡位置开始运动,每经过
,波源运动的路程为A,由题给条件得
t1=25×
⑥
故t1时间内,波源运动的路程为
s=25A=125cm⑦
【题文】35.[2015·全国卷Ⅱ][物理选修3-5]
(1)O1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________.
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】[答案]ACD
【题文】
(2)F3滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞;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113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.
图113
【答案】[答案](i)1∶8 (ii)1∶2
【解析】(i)设a、b的质量分别为m1、m2,a、b碰撞前的速度为v1、v2.由题给图像得
v1=-2m/s①
v2=1m/s②
a、b发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为v.由题给图像得
v=
m/s③
由动量守恒定律得
m1v1+m2v2=(m1+m2)v④
联立①②③④式得
m1∶m2=1∶8⑤
(ii)由能量守恒定律得,两滑块因碰撞而损失的机械能为
ΔE=
m1v
+
m2v
-
(m1+m2)v2⑥
由图像可知,两滑块最后停止运动.由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做的功为
W=
(m1+m2)v2⑦
联立⑥⑦式,并代入题给数据得
W∶ΔE=1∶2⑧
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- 精校精析 高考 全国卷 物理
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