2015年高考真题 物理（山东卷)（含解析版）.pdf

绝密启用绝密启用20152015 年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷山东卷)理科综合理科综合 注意事项：注意事项：1.本试卷分第本试卷分第 I 卷和第卷和第 II 卷两部分，共卷两部分，共 12 页。满分页。满分 300 分。考试用时分。考试用时 150 分钟。答题前，考生务必用分钟。答题前，考生务必用 0.5 毫米毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在试卷和答题卡规定的位置。考试结束后，将本试卷和黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在试卷和答题卡规定的位置。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。答题卡一并交回。第第 I I 卷（必做，共卷（必做，共 107107 分）分）注意事项：注意事项：1.第卷共 20 小题。2.每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，在选涂其他答案标号。不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分。以下数据可供答题时参考：以下数据可供答题时参考：相对原子质量：C 12 N14 O16 Na23 Co59 一、选择题（共一、选择题（共 1313 小题，每小题小题，每小题 5 5 分，共分，共 6565 分。每小题只有一个选项符合题意。分。每小题只有一个选项符合题意。）二、选择题（共二、选择题（共 7 7 小题，小题，.每小题每小题 6 6 分，共分，共 4242 分。每小分。每小.题给出的四个选项中，题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 6 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 3 分，有选分，有选错的得错的得 0 0 分。分。）14.距地面高 5m 的水平直轨道上 A、B 两点相距 2m，在 B 点用细线悬挂一小球，离地高度为 h，如图。小车始终以 4m/s 的速度沿轨道匀速运动，经过 A 点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至 B 点时细线被扎断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s。可求的 h 等于()A 1.25m B 2.25m C 3.75m D 4.75m【答案】A【解析】小车上的物体落地的时间12Htg，小车从 A 到 B 的时间2dtv；小球下落的时间32htg；根据题意可得时间关系为：t1=t2+t3，即22Hdhgvg解得 h=1.25m，选项 A 正确.15.如图，拉格朗日点 L1位于地球和与网球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点 L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以 a1、a2分别表示该空间站与月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是()Aa2 a3 a1 Ba2 a1 a3 Ca3 a1 a2 Da3 a2 a1【答案】D 16.16.如图，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A（A、B 接触面竖直），此时 A 恰好不滑动，B 刚好不下滑。已知 A 与 B 间的动摩擦因素为 001，A 与地面间的动摩擦因素为 002，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A 与 B 生物质量之比为()A.121 B.12121 C.12121 D.12122 【答案】B【解析】物体 AB 整体在水平方向2()ABFmmg；对物体 B 在竖直方向有：1BFm g；联立解得：12121ABmm ，选项 B 正确 17.如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A.处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B.所加磁场越长越易使圆盘停止转动 C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动【答案】ABD.18.直角坐标系 xOy 中，M、N 两点位于 x 轴上，G、H 两点坐标如图。M、N 两点各固定一负点电荷，一电量为Q 的正点电荷置于 O 点时，G 点处的电场强度恰好为零。静电力常量用 k 表示。若将该正点电荷移到 G 点，则 H 点处场强的大小和方向分别()A.，沿 y 轴正向 B.，沿 y 轴负向 234kqa234kqaC.，沿 y 轴正向 D.，沿 y 轴负向 254kqa254kqa【答案】B【解析】因正电荷在 O 点时，G 点的场强为零，则可知两负电荷在 G 点形成的电场的合场强为2=QEka合；若将正电荷移到 G 点，则正电荷在 H 点的场强为1221(2)4QkQEkaa，因两负电荷在 G 点的场强与在 H 点的场强等大反向，则 H 点的合场强为123-4kQEEEa合，方向沿 y 轴负向；故选 B.19.如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为 T0的正炫交流电源上，经二极管整流后，通过 R0的电流 i 始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环 a 端电势高于 b 端时，a、b 间的电压 uab为正，下列 uab-t 图像可能正确的是()【答案】C.20.如图甲，两水平金属板间距为 d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0 时刻，质量为 m 的带电微粒初速度为 v0沿中线射入两板间，0时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒3T运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为 g，关于微粒在 0T 时间内运动的描述，正确的是（）A.末速度大小为 v0 2B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了mgd 12 D.克服电场力做功为 mgd【答案】BC【解析】因 0-3T内微粒匀速运动，故0E qmg；在233TT时间内，粒子只受重力作用，做平抛运动，在23Tt 时刻的竖直速度为13ygTv，水平速度为 v0；在23TT时间内，粒子满足02E qmgma,解得a=g，方向向上，则在 t=T 时刻，粒子的竖直速度减小到零，水平速度为 v0，选项 A 错误，B 正确；微粒的重力势能减小了122PdEmgmgd，选项 C 正确；从射入到射出，由动能定理可知，1=02mgdW电，可知克服电场力做功为12mgd，选项 D 错误；故选 BC 第第 IIII 卷（必做卷（必做 157157 分分+选做选做 3636 分，共分，共 193193 分）分）注意事项：注意事项：1.1.第第 IIII 卷共卷共 1919 道题。其中道题。其中 21-3121-31 题为必做题，题为必做题，32-3932-39 题为选做部分。题为选做部分。2.2.第第 IIII 卷所有题目的答案，考生须用卷所有题目的答案，考生须用 0.50.5 毫米黑色签字笔答在答题卡上规定的区域内，在试毫米黑色签字笔答在答题卡上规定的区域内，在试卷上答题不得分。卷上答题不得分。3.3.选做部分考生需从中选择选做部分考生需从中选择 1 1 道物理题、道物理题、1 1 道化学题和道化学题和 1 1 道生物题做题。答题前，请考生务必道生物题做题。答题前，请考生务必将所选题号用将所选题号用 2B2B 铅笔涂黑，答完题后，再次确认所选题号。铅笔涂黑，答完题后，再次确认所选题号。【必做部分】【必做部分】21.（10 分）某同学通过下述试验验证力的平行四边形定则。实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为 O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录 O1、O2，间的距离（即橡皮筋的长度 l）。每次将弹簧秤示数改变 0.50N，测出所对应的 l，部分数据如下表所示：F(N)0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l（cm）l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 找出中 F=2.50N 时橡皮筋两端的位置，重新标记为 O、O，橡皮筋的拉力计为 Foo。在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆柱鼻尖呈适当角度同时拉橡皮筋的两端，事成狗的下端达到 O 点，将两比肩的位置标记为 A、B，橡皮筋 OA段的拉力极为 FOA，OB 段的拉力计为 FOB。完成下列作图和填空：（1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出 Fl 图线，根据图线求得 l0=cm（2）测得 OA=6.00cm，OB=7.60cm，则 FOA的大小为 N。（3）根据给出的标度，在答题卡上做出 FOA和 FOB的合力 F的图示。（4）通过比较 F与 的大小和方向，即可得出实验结论。【答案】（1）10.00；（2）1.8；（3）图略；（4）FOO 22.（8 分）如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流 I0，R 为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器 RL消耗的电功率。改变 RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的 UI 关系图线。回答下列问题：（1）滑动触头向下移动时，电压表示数 （填“增大”或“减小”）。（2）I0=A（3）RL消耗的最大功率为 W（保留一位有效数字）【答案】（1）减小；（2）1（3）5【解析】（1）滑动头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；（2）由电路图可知：0UIIR，即：U=I0R-IR，由 U-I 图线可知，I0R=20；20201.0Rk，则 I0=1A；（3）RL消耗的功率为 P=IU=20I-20I2，则当 I=0.5 时，功率的最大值为5mPW 23.如图甲所示，物块与质量为 m 的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两个定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为 l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直与 l 段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成 600 角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的 1.25 倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的 0.6 倍。不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为 g。求：（1）物块的质量；（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功。【答案】（1）3m；（2）0.1mgl 对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知：21(1 cos60)2fmglWmv，联立解得：Wf=0.1mgl 24.（20 分）如图所示，直径分别为 D 和 2D 的同心圆处于同一竖直面内，O 为圆心，GH 为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（区）和小圆内部（区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为 d 的两平行金属极板间有一匀强电场，上级板开有一小孔。一质量为 m 电量为+q 的粒子由小孔下方 处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度 V 射出电场，由 H 点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。（1）求极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求区磁感应强度的大小；（3）若区、区磁感应强度的大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过 H 点，求这段时间粒子运动的路程。【答案】（1）2mvqd（2）4mvqD或43mvqD（3）7D 由图可知，粒子每次从磁场区域进入区域速度方向偏离 300，可知粒子往复转过 12 此后可再次经过 H 点；粒子一次循环走过的路程为1212232RRs 代入解得：1712Ds，故当粒子再次经过 H 点时经过的路程为1127ssD 【选做部分】【选做部分】37.（12 分）【物理物理 3-3】（1）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是 。（双选，填正确答案标号）a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程运行得更迅速 d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的【答案】bc （2）扣在水平桌面的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为 S 的热杯盖扣在水平桌上，开始时内部封闭气体的温度为 300K，压强为大气压强 P0 当封闭气体温度上升至 303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为 P0 温度仍为303K。在经过一段时间，内部气体温度恢复到 300K。整个过程中粉笔气体均可视为理想气体。求：（i）当温度上升到 303K 且尚未放气时，封闭气体的压强；（ii）当温度恢复到 300K 时，竖立向上提起杯盖随需的最小力。【答案】（）1.01P0；（）0.02P0S 若将杯盖提起时所需的最小力满足：min20FPSPSmg，解得：Fmin0.02P0S 38（12 分）【物理物理 3-4】（1）如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为 y=0.1sin(2.5 t)m。t=0 时刻，一小球从距离物块 h 搞出自由落下；t=0.6s 时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小 g=10m/s2.以下判断正确的是 。（双选，天正确答案标号）a.h=1.7m b.简谐运动的周期是 0.8s c.0.6s 内物块运动的路程是 0.2m d.t=0.4s 时，物块与小球运动方向相反 【答案】AB【解析】t=0.6s 时，物块的位移为 y=0.1sin(2.50.6)m=-0.1m；则对小球212hygt，解得 h=1.7m，选项 A 正确；简谐运动的周期是220.82.5Tss，选项 B 正确；0.6s 内物块运动的路程是 3A=0.3m，选项 C 错误；t=0.4s=2T，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项 D 错误；故选AB.（2）半径为 R、介质折射率为 n 的透明圆柱体，过其轴线 00的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角 i0 由 O 点入射，折射光线由上边界的 A 点射出。当光线在 O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的 B 点恰好发生全反射。求 A、B 两点间的距离。【答案】22020sin1()sin1niRin 39.（12 分）【物理物理 35】（1）14C 发生放射性衰变成为14N，半衰期约 5700 年。已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是 。（双选，填正确答案标号）a.该古木的年代距今约 5700 年 b.12C、13C、14C 具有相同的中子数 c.14C 衰变为14N 的过程中放出射线 d.增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变【答案】ac （2）如图，三个质量相同的滑块 A、B、C，间隔相等的静置于同一水平直轨道上。现给滑块 A 向右的初速度v0，一段时间后 A 与 B 发生碰撞，碰后 A、B 分别以v0、v0的速度向右运动，B 再与 C 发生碰8143撞，碰后 B、C 黏在一起向右运动。滑块 A、B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞事件均极短。求 B、C 碰后瞬间共同速度的大小。【答案】01572128v