2015年高考真题——理科综合物理（新课标I卷）

两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的

A.轨道半径减小，角速度增大 B.轨道半径减小，角速度减小

C.轨道半径增大，角速度增大 D.轨道半径增大，角速度减小

答案解析：

答案及解析:

知识点：带电粒子在磁场中的运动

D

解析：由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受到洛伦兹力作用，即，轨道半径，洛伦兹力不作用，从较强到较弱磁场区域后，速度大小不变，但磁感应强度变小，轨道半径变大，根据角速度可判断角速度变小。

考点：磁场中带电粒子的偏转

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如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则

A.直线a位于某一等势面内，φM＞φQ

B.直线c位于某一等势面内，φM＞φN

C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功

D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

答案解析：

答案及解析:

知识点：电势能和电势

B

试题分析：电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势。所以直线c位于某一等势线内，但是φM=φN，选项A错，B对。若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错。电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错。

考点：静电场

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一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则

A. B. C. D.

答案解析：

答案及解析:

知识点：变压器

A

试题分析：原副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压，可知副线圈电压为，原线圈电压为，副线圈电流，原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈电流，那么原线圈输入电压，整理可得；原副线圈电阻消耗的功率根据，电阻相等，电流为1:3，可得功率比为1:9，，对照选项A对。

考点：变压器

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如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则

A. ，质点恰好可以到达Q点

B. ，质点不能到达Q点

C. ，质点到达Q后，继续上升一段距离

D. ，质点到达Q后，继续上升一段距离

答案解析：

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知识点：功能关系

C

解析：根据动能定理可得P点动能EKP= mgR，经过N点时，半径方向的合力提供向心力，可得，所以N点动能为，从P点到N点根据动能定理可得，即摩擦力做功。质点运动过程，半径方向的合力提供向心力即，根据左右对称，在同一高度，由于摩擦力做功导致右半幅的透度小，轨道弹力变小，滑动摩擦力f=μFN变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到Q，根据动能定理，Q点动能，由于，所以Q点速度仍然没有减小到0，仍会继续向上运动一段距离。

考点：功能关系

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一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（）

A． B．

C． D．

答案解析：

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知识点：抛体运动

D

解析：发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都是平抛运动，竖直高度决定了运动的时间，水平方向匀速直线运动，水平位移最小即沿中线方向水平发射恰好过球网，此时从发球点到球网，下降高度为3h-h=2h，水平位移大小为，可得运动时间对应的最小初速度。水平位移最大即斜向对方台面的两个角发射，根据几何关系此时的位移大小为，所以平抛的初速度，对照选项D对。

考点：曲线运动

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（多选题）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

答案解析：

答案及解析:

知识点：法拉第电磁感应定律

AB

解析：圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对，圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，选项B对。圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错。圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错。

考点：电磁感应

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（多选题）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出

A．斜面的倾角

B．物块的质量

C．物块与斜面间的动摩擦因数

D．物块沿斜面向上滑行的最大高度

答案解析：

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知识点：牛顿第二定律

ACD

试题分析：小球滑上斜面的初速度已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度即，所以沿斜面向上滑行的最远距离，根据牛顿第二定律，向上滑行过程，向下滑行，整理可得，从而可计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，选项AC对。根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度，选项D对。仅根据速度时间图像，无法找到物块质量，选项B错。

考点：牛顿运动定律

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（多选题）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。则此探测器

A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/s

B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N

C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒

D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度

答案解析：

答案及解析:

知识点：万有引力定律

BD

试题分析：星球表面万有引力提供重力即，重力加速度，地球表面，则月球表面，则探测器重力，选项B对，探测器自由落体，末速度，选项A错。关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守恒，而离开近月轨道后还有制动悬停，所以机械能不守恒，选项C错。近月轨道即万有引力提供向心力，小于近地卫星线速度，选项D对。

考点：万有引力与航天

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（6分）某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；

（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;

（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：

序号

1

2

3

4

5

m（kg）

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，计算结果保留2位有效数字）

答案解析：

答案及解析:

知识点：圆周运动

（2）1.40 （4）7.9；1.4

试题分析：根据秤盘指针可知量程是10kg，指针所指示数为1.4kg .（4）记录的托盘称各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即m=1.81kg。而模拟器的重力为，所以小车经过凹形桥最低点的压力为mg-mg′≈7.9N。根据径向合力提供向心力即，整理可得

考点：圆周运动

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（9分）图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

图（a）

图（b）

（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可求出R1= Ω，R2= Ω。

（2）现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为 Ω的电阻，R应选用最大阻值为

Ω的滑动变阻器。

（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻。图（b）中的R’为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱（填”b”或”c”）相连。判断依据是：。

答案解析：

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知识点：把电流表改装成电压表

（1）R1=15Ω R2=35Ω （2）300Ω 3000Ω （3）c 闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻时R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2

试题分析：（1）定值电阻和毫安表都是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比，若使用a和b两个接线柱，量程为3mA，则通过的电流为，电流比为1:2，所以电阻比为2:1，可得。若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA，通过的电流为，电流比为1:9，可得电阻比为9:1，即，整理可得，。

（2）根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为3000Ω,最小阻值为500Ω。若定值电阻选择为1000Ω，则无法校准3.0mA；所以定值电阻选择300Ω。由于最大阻值要达到3000Ω，所以滑动变阻器要选择3000Ω。

（3）因为只有一个损坏，所以验证R2是否损坏即可。所以d点应和接线柱c相连，若电流表无示数，则说明R2短路，若电流表有示数，则说明R1短路。

考点：电流表的改装

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（12分）如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。

答案解析：

答案及解析:

知识点：磁场对通电导线的作用力

m=0.01kg

解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向下。

开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为Δl1=0.5cm。由胡克定律和力的平衡条件得

2kΔl1=mg ①

式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小。

开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为

F=IBL ②

式中，I是回路电流，L是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了Δl2=0.3cm，由胡克定律和力的平衡条件得

2k(Δl1+Δl2)=mg+F ③

由欧姆定律有

E=IR ④

式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻。

联立①②③④式，并代入题给数据得

m=0.01kg ⑤

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25. （20分）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求

图（a）图（b）

（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；

（2）木板的最小长度；

（3）木板右端离墙壁的最终距离。

答案解析：

答案及解析:

知识点：动量守恒定律

（1）μ1=0.1 μ2=0.4 （2）6.0m （3）6.5m

解析：(1)规定向右为正方向。木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M。由牛顿第二定律有

–μ1(m+M)g=(m+M)a1 ①

由图可知，木板与墙壁碰前瞬间速度v1=4m/s，由运动学公式得

v1=v0+a1t1 ②

③

式中，t1=1s，s0=4.5m是木板碰前的位移，v0是小木块和木板开始运动时的速度。

联立①②③式和题给条件得

μ1=0.1 ④

在木板与墙壁碰撞后，木板以–v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设小物块的加速度为a2，由牛顿第二定律有

–μ2mg=ma2 ⑤

由图可得

⑥

式中，t2=2s，v2=0，联立⑤⑥式和题给条件得

μ2=0.4 ⑦

(2)设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间Δt，木板和小物块刚好具有共同速度v3。由牛顿第二定律及运动学公式得

μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3 ⑧

v3=–v1+a3Δt ⑨

v3=v1+a2Δt ⑩

碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为

小物块运动的位移为

小物块相对木板的位移为

联立⑥⑧⑨⑩式，并代入数值得

Δs=6.0m

因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m。

(3)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移为s3．由牛顿第二定律及运动学公式得

μ1(m+M)g=(m+M)a4

0－v32=2a4s3

碰后木板运动的位移为

s=s1+s3

联立⑥⑧⑨⑩式，并代入数值得

s=–6.5m

木板右端离墙壁的最终距离为6.5m。

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（5分）下列说法正确的是（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质

C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体

E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

答案解析：

答案及解析:

知识点：物态和物态变化

BCD

解析：晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错。根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，选项B对。同种元素可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和碳，选项C对。晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D对。熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错。

考点：晶体非晶体

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（10分）如图，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m1=2.50kg，横截面积为s1=80.0cm2，小活塞的质量为m2=1.50kg，横截面积为s2=40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l=40.0cm，气缸外大气的压强为p=1.00×105Pa，温度为T=303K。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1=495K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求

（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；

（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。

答案解析：

答案及解析:

知识点：理想气体的状态方程

(ⅰ) 330K (ⅱ)1.01×105Pa

解：（i）设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2。由题给条件得

①

②

在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得

s1(p1-p)=m1g+m2g+s2(p1-p) ③

故缸内气体的压强不变。由盖–吕萨克定律有

④

联立①②④式并代入题给数据得

T2=330K ⑤

（ii）在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′，由查理定律，有

⑥

联立③⑤⑥式并代入题给数据得

p′=1.01×105Pa ⑦

考点：理想气体状态方程

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（5分）在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比Δx1 Δx2（填“＞”“＝”或“＜”）。若实验中红光的波长为630nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为 mm。

答案解析：

答案及解析:

知识点：光的干涉

＞ 0.300

解析：双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即>。条纹间距根据数据可得，根据可得。