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精校精析高考真题江苏卷物理
2015·江苏卷(物理课标)
【题文】1.M2一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流改变为110V.已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为( )
A.200B.400C.1600D.3200
【答案】1.B 【解析】根据
=
可知,副线圈匝数为400匝,选项B正确.
【题文】2.I1静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸
”之说,但下列不属于静电现象的是( )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流
D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
【答案】2.C 【解析】C选项“小线圈中产生感应电流”属于电磁感应现象.
【题文】3.D5过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕.“51pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的
.该中心恒星与太阳的质量比约为( )
A.
B.1C.5D.10
【答案】3.B 【解析】题中这颗行星绕其中心天体做圆周运动,其向心力是由中心天体与行星间的万有引力提供,即G
=m行ω
r行=m行
,
可得M中心=
;
同理,地球绕太阳运动,有M太阳=
;
那么,中心天体与太阳的质量之比为
=
=
·
=
·
≈1,选项B正确.
图11
【题文】4.K1如图11所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度.下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是( )
A B C D
图12
【答案】4.A 【解析】根据安培力F=BIL,这里的B、I都相同,决定安培力大小的就是L了,L大则F大,就易使天平失去平衡.显然,选项A中的导线有效长度最长.选项A正确.
【题文】5.I4如图13所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )
图13
A.关卡2B.关卡3
C.关卡4D.关卡5
【答案】5.C 【解析】该同学从关卡1出发做初速度为零的匀加速直线运动,由v=at1=2m/s,易知t1=1s,在这1s内他跑了x=
at
=1m,从1s末起,他将做匀速直线运动,此时离关卡关闭还剩4s,他能跑2m/s×4s=8m,因此,他能顺利通过关卡2,选项A错误;而7s末时他跑了1m+2m/s×6s=13m,还未到关卡3,而12s末时他跑了1m+2m/s×11s=23m,还未到关卡4,离关卡4还有1m,仅需0.5s<2s,到达关卡4时关卡4处于关闭状态,故不能通过关卡4,选项C正确,B、D错误.
【题文】6.C3一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图14所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )
图14
A.t=2s时最大B.t=2s时最小
C.t=8.5s时最大D.t=8.5s时最小
【答案】6.AD 【解析】区分超重与失重的关键是看加速度的方向:
加速度向上时,超重;加速度向下时,失重.对人进行受力分析可知,FN-G=ma,即FN=ma+G,a大(小)则支持力大(小),由牛顿第三定律可知,压力也大(小),故选项A、D正确,B、C错误.
【题文】7.D6,I1一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左.不计空气阻力,则小球( )
图15
A.做直线运动
B.做曲线运动
C.速率先减小后增大
D.速率先增大后减小
【答案】7.BC 【解析】对小球进行受力分析,小球受重力mg和静电力F,由于mg和F都是恒力,因此合力F合也是恒力,初速度v0与F合不在一条直线上,小球将做曲线运动,且运动轨迹是一条抛物线,根据小球运动速度方向与合力方向的夹角的变化情况可知小球速度先减小后增大.所以,选项B、C正确.
【题文】8.I1,I2两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图16所示.c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则( )
图16
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.c点的电场强度比d点的大
D.c点的电势比d点的低
【答案】8.ACD 【解析】电场线越密的地方电场越强,故选项A正确;我们知道,沿着电场线方向电势逐渐降低,设过a点作一个等势面交b点所在电场线于e点,可知b点电势高于e点电势,而a点与e点电势相等,故b点电势高于a点电势,即选项B错误;假设拿走两个负电荷而只留下正电荷,由于c、d两点到正电荷的距离相等,则c、d两点的电场强度大小相等,而若只考虑两个等量负电荷在c、d两点的影响时,c点电场强度为零,d点在这两个负电荷的垂直平分线上,考虑电场的叠加,c点的电场仅相当于正电荷产生的电场,而d点的电场是这两部分的叠加,正电荷在d点的电场向上,两负电荷在d点的电场向下,两者的合场强必小于c点的场强,故选项C正确;设想一带正电的试探电荷从d点移到c点,图中的正电荷对它的作用力不做功,而两个负电荷对它的引力做正功,电势能减少,根据电势的定义可知,d点的电势高于c点的电势,故选项D正确.
图17
【题文】9.A8,C5,E6如图17所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g.则圆环( )
A.下滑过程中,加速度一直减小
B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为
mv2
C.在C处,弹簧的弹性势能为
mv2-mgh
D.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度
【答案】9.BD 【解析】以圆环为研究对象,刚下滑一小段距离时,它受重力mg、弹簧拉力T、杆对环的支持力FN和滑动摩擦力f,如图1所示,此时弹簧形变量小,拉力T较小,支持力FN也较小,从而滑动摩擦力f小于重力mg,合力较大,合力的方向竖直向下,加速度也较大,当圆环继续下滑时,弹簧形变量增大,拉力T增大,支持力FN也增大,滑动摩擦力f也增大,合力减小,加速度减小,但速度仍然增大,到B处时合力为零,再向下运动时,合力反向且增大,加速度也向上且增大,圆环做减速运动,故选项A错误;圆环克服摩擦力f做功使得内能E内增加,在圆环下落至最低点过程中,重力势能mgh转化为弹性势能E弹和内能,
即mgh=E弹+E内①
而在最低点C处获得一初速度v时,圆环恰又能回到A点,这个过程中,动能和弹性势能E弹转化为重力势能mgh和内能E内,
即
mv2+E弹=mgh+E内②
联立①、②,可解得E内=
mv2,选项B正确;再将E内=
mv2代入①,可解得
E弹=mgh-
mv2,故选项C错误;圆环下滑和上滑过程受力分别如图1和图2所示.
图1 图2
当圆环下滑至B点时,圆环的重力势能EpAB转化为弹簧的弹性势能E弹B、圆环的内能E内B和圆环的动能EkB下,也就是EpAB=E弹B+E内B+EkB下,
即EkB下=EpAB-E弹B-E内B,③
当圆环上滑过程中从B到A时,圆环的动能以及弹簧的弹性势能都减少,它们转化为圆环的内能和重力势能,也就是EkB上+E弹B=E内B+EpAB,
即EkB上=EpAB+E内B-E弹B④
比较③、④两式,可得EkB上>EkB下,则vB上>vB下,故选项D正确.
【题文】10.小明利用如图18所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻.
图18
(1)J10图18中电流表的示数为________A.
(2)J7调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
U(V)
1.45
1.36
1.27
1.16
1.06
I(A)
0.12
0.20
0.28
0.36
0.44
请根据表中的数据,在图19上作出UI图线.
图19
由图线求得:
电动势E=________V;内阻r=________Ω.
(3)J7实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合.其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为________________________________________________________________________.
10.
(1)0.44
(2)UI图线如图 1.60(1.58~1.62都算对)
1.2(1.18~1.26都算对)
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.
【答案】【解析】
(1)电流表选的是0.6A量程,读数时以下面的刻度为准,故读数为0.44A.
(2)在方格纸上取合适的标度,使图像尽量多地分布在整个坐标纸上.图像与纵轴的交点对应读数为电动势的值,图像斜率的绝对值就是内阻.
【题文】11.A8,L4某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律.实验装置如图110所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电.
图110
(1)下列实验操作中,不正确的有________.
A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面
C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落
D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,…,8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图111所示.
图111
计算相邻计时点间的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表.请将表中的数据补充完整.
位置
1
2
3
4
v(cm/s)
24.5
33.8
37.8
________
位置
5
6
7
8
v(cm/s)
39.5
39.8
39.8
39.8
(3)分析上表的实验数据可知:
在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是________.
(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同.请问实验②是为了说明什么?
对比实验①和②的结果可得到什么结论?
11.
(1)CD
(2)39.0
(3)逐渐增大到39.8cm/s 逐渐增大到等于重力
(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用.磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.
【答案】【解析】
(1)C选项应用手提着穿过限位孔的纸带且让磁铁靠近打点计时器从静止释放纸带,D选项应先接通电源后释放纸带.
(2)v4=
cm/s=39.0cm/s.
(3)磁铁速度逐渐增大到39.8cm/s,加速度逐渐减小到零.说明电磁阻力逐渐增大到等于重力.
【题文】12.【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题作答.
A.[选修3—3]
(1)H2对下列几种固体物质的认识,正确的有________________________________________________________________________.
A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
(2)H2,H3在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)H2给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L.将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.
12.A.
(1)AD
(2)增大 不变 (3)包装袋漏气
【答案】【解析】
(1)有确定熔点的物质就是晶体,选项A正确;选项B只能说明云母是晶体,因为它具有各向异性;选项C中的天然石英是晶体,组成该物质的微粒在各个方向上呈现一定的规律性;选项D中石墨和金刚石是同素异形体,选项D正确.
(2)包装袋被压缩,体积变小,单位体积内的分子数增加,而压缩过程中,温度一直为室温,分子平均动能不变,即撞击力不变,但由于包装袋单位面积上撞击的分子数增加,故总体表现为包装袋单位面积上受到分子的撞击力增大;由于包装袋内的气体是理想气体,不计分子势能,温度不变,分子平均动能不变,内能也不变.
(3)若不漏气,设加压后的体积为V1,由等温过程得p0V0=p1V1
代入数据得V1=0.5L.
因为0.45L<0.5L,所以包装袋漏气.
【题文】12.B.[选修3—4]
(1)G2一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比________.
A.波速变大
B.波速不变
C.频率变高
D.频率不变
(2)G2用2×106Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍.用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射.
(3)N5人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图112所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点.已知光线的入射角为30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂材料的折射率n.
图112
【答案】12.B.
(1)BC
(2)1.5 不容易 (3)
(或1.5)
【解析】
(1)机械波的传播速度是由介质决定的,与波源的运动速度、观察者的运动速度、波的频率都无关,选项A错误,B正确;这里若以鱼群为参考系,则船向鱼群靠近,对于反射的超声波而言,由于多普勒效应,船上接收器测得反射波的频率会比发射的超声波频率高,因此选项C正确,D错误.
(2)由v=λf得λ=
,则波长的比值为
=1.5,由于超声波的波长较短,当障碍物的尺寸比波长大时,不容易发生衍射.
(3)设折射角为γ,由折射定律sin30°=nsinγ,由几何关系知sinγ=
且OP=
代入数据解得n=
(或n≈1.5).
【题文】12.C.H2[选修3—5]
(1)O1波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有________.
A.光电效应现象揭示了光的粒子性
B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等
(2)O2核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,
U是核电站常用的核燃料.
U受一个中子轰击后裂变成
Ba和
Kr两部分,并产生________个中子.要使链式反应发生,裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积.
(3)O2取质子的质量mp=1.6726×10-27kg,中子的质量mn=1.6749×10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg,光速c=3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)
【答案】12.C.
(1)AB
(2)3 大于 (3)4.3×10-12J
【解析】
(1)黑体辐射的实验规律只能用光的粒子性解释,普朗克用能量子理论分析,结果与事实完全相符,故选项C错误;由于Ek=
mv2,p=mv,因此p=
,质子和电子动能相等,但质量不等,故动量p也不等,再根据德布罗意波的波长λ=
可知,德布罗意波的波长λ也不同,故选项D错误.
(2)该核反应方程为
U+
n→
Ba+
Kr+3
n;只有当铀块足够大时,裂变产生的中子才有足够的概率打中某个铀核,使链式反应不断进行下去.
(3)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm=(2mp+2mn)-mα
结合能ΔE=Δmc2
代入数据得ΔE=4.3×10-12J.
【题文】13.J1,L2做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r=5.0cm,线圈导线的截面积A=0.80cm2,电阻率ρ=1.5Ω·m.如图113所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零,求:
(计算结果保留一位有效数字)
(1)该圈肌肉组织的电阻R;
(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E;
(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.
图113
【答案】13.
(1)6×103Ω
(2)4×10-2V (3)8×10-8J
【解析】
(1)由电阻定律得R=ρ
代入数据得R=6×103Ω.
(2)感应电动势E=
代入数据得E=4×10-2V.
(3)由焦耳定律得Q=
Δt
代入数据得Q=8×10-8J.
【题文】14.B7,C2,D4,E6一转动装置如图114所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上.套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L.装置静止时,弹簧长为
L.转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升.弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度ω0;
(3)弹簧长度从
L缓慢缩短为
L的过程中,外界对转动装置所做的功W.
图114
【答案】14.
(1)
(2)
(3)mgL+
【解析】
(1)装置静止时,设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1,OA杆与转轴的夹角为θ1.
小环受到弹簧的弹力F弹1=k·
小环受力平衡F弹1=mg+2T1cosθ1
小球受力平衡F1cosθ1+T1cosθ1=mg;F1sinθ1=T1sinθ1
解得k=
.
(2)设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2,OA杆与转轴的夹角为θ2,弹簧长度为x.
小环受到弹簧的弹力F弹2=k(x-L)
小环受力平衡F弹2=mg
得x=
L
对小球F2cosθ2=mg;F2sinθ2=mω
lsinθ2
且cosθ2=
解得ω0=
.
(3)弹簧长度为
L时,设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3,OA杆与弹簧的夹角为θ3.
小环受到弹簧的弹力F弹3=
kL
小环受力平衡2T3cosθ3=mg+F弹3
且cosθ3=
对小球F3cosθ3=T3cosθ3+mg;F3sinθ3+T3sinθ3=mω
lsinθ3
解得ω3=
整个过程弹簧弹性势能变化为零,则弹力做的功为零,由动能定理
W-mg
-2mg
=2×
m(ω3lsinθ3)2
解得W=mgL+
.
【题文】15.E2,I3,K3一台质谱仪的工作原理如图115所示,电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为零.这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上.已知放置底片的区域MN=L,且OM=L.某次测量发现MN中左侧
区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧
区域QN仍能正常检测到离子.在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可在QN检测到.
(1)求原本打在MN中点P的离子质量m;
(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围;
(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整,求需要调节U的最少次数.(取lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)
图115
【答案】15.
(1)
(2)
≤U≤
(3)3
【解析】
(1)离子在电场中加速qU0=
mv2
在磁场中做匀速圆周运动qvB=m
解得r=
代入r0=
L,解得m=
.
(2)由
(1)知,U=
离子打在Q点r=
L,U=
离子打在N点r=L,U=
则电压的范围
≤U≤
.
(3)由
(1)可知,r∝
由题意知,第1次调节电压到U1,使原本Q点的离子打在N点
=
此时,原本半径为r1的打在Q1的离子打在Q上
=
解得r1=
L
第2次调节电压到U2,原本打在Q1的离子打在N点,原本半径为r2的打在Q2的离子打在Q上,则
=
,
=
解得r2=
L
同理,第n次调节电压,有rn=
L
检测完整,有rn≤
解得n≥
-1≈2.8
最少次数为3次.
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- 精校精析 高考 江苏 物理