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姓名座位号(在此卷上答题无效)绝密启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷)理科综合能力测试(物理)本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分,第卷第1页至第5页,第卷第6页至第12页。全卷满分300分,时间150分钟。考生注意事项:1、答题前,务必在试题卷,答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号,并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。务必在答题卡背面规定的地方填写姓名和座位号后两位。2、答第卷时,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,再选涂其他答案标号。3、答第卷时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。4、考试结束后,务必将试题卷和答题卡一并上交。第卷(选择题共120分)本卷共20小题,每小题6分,共120分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。粒子MNPQ重金属原子核v014图示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹, M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是AM点 BN点CP点 DQ点【答案】C【解析】由牛顿第二定律加速度的方向与所受合力方向相同,粒子与重金属原子核的作用力为斥力,沿两连线的背离方向,由题图可得P点描述正确。选项C正确。15由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别q1和q2,其间距离为r时,它们之间的相互作用力的大小为,式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为AkgA2m3BkgA2m3s4Ckgm2C2 DNm2A2【答案】B【解析】静电力常量k=9.0109Nm2/C2,由牛顿第二定律知:1N=1kgm/s2,由电流的定义知:1C=1As,故1Nm2/C=1 kgA2m3s4选项B正确。A1V1A2V2V3abR0Rcd16图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是A电压表V1示数增大B电压表V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动【答案】D【解析】由于理想变压器,输入与输出端电压对确定的输入电源是一定的,A、B错误;而P1=P2,即U1I1=U2I2,故,由变压器原理:为降压变压器,C错误;V2不变电流表A2的示数增大,负载电阻减小,变阻器滑片是沿cd的方向滑动,D正确。选项D正确。17一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为LSv+AB CD【答案】C【解析】由题义金属棒中的电荷量为q=LSne,由一端运动到另一端所需时间t=L/v,故电流I=q/t=Snev,棒两端加上恒定的电压U=IR,而R=L/S,所以U=Lnev;金属棒内的电场强度大小E=U/L=nev,选项C正确。ABiiC18如图所示,一束单光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为A BCD【答案】A【解析】由折射定律公式:,由几何关系可得:棱镜中的折射角、空气中的入射角代入得,选项A正确。19如图所示,abcd为水平放置的平行线“匸”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则aMNbcdvlA电路中感应电动势为B电路中感应电流的大小为C金属杆所受安培力的大小为D金属杆的热功率为【答案】BS+【解析】由法拉第电磁感应定律可得:,A错误;又由欧姆定律,故电路中感应电流的大小为,选项B正确;金属杆所受安培力的大小为,C错误;金属杆的热功率为,D错误。20已知均匀带电的无穷大平面在真空中触发电场的场强大小为,其中为平面上单位面积所带的电荷量,0为常量。如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S,其间为真空,带电荷量为Q不计边缘效应时,极板可看做无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别是A和B和C和D和【答案】D【解析】均匀带电的无穷大平面在真空中触发电场的场强大小为,正极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为,负极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为,方向相同,故极板间的电场强度大小为;以一极板电荷为试探电荷得两极板间相互的静电引力为选项D正确。第II卷(非选择题共180分)21(18分) I在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加压力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:用铅笔描下结点位置,记为O;记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点扔拉到位置O,记录测力计的示数F3,_;按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。【答案】沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线F和F3某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100A、内阻为2500的表头,一个开关,两个电阻箱(0999.9 )和若干导线。(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应该将表头与电阻箱(填“并联”或“串联”),并将该电阻箱阻值调为(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。mARErR()I(mA)IR(V)12345695.075.055.045.035.025.015.018.724.829.536.048.01.421.401.361.331.261.20图1 根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画出IRI图线;I/mAIR/V01020304050601.11.21.31.41.51.6图2I/mAIR/V01020304050601.11.21.31.41.51.6根据图线可得电池的电动势E是V,内阻r是 【答案】(1)并联 5.0 (2)如图所示1.53 2.0 【解析】电流表扩大量程需并联一个电阻,有ImARmA=(IImA)R并,得R并=5.0描点作图如图,由图可得电池的电动势E是1.53V,曲线斜率的绝对值为电池内阻内阻r是2.022(14分)一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2(1)求物块与地面间的动摩擦因数;(2)若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;ABv0(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W解:(1)由动能定理,有可得=0.32(2)由动量定理,有可得F=130N(3)xy A BC(2l0,-3l0)-l0 l0O23(16分)在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出)。由A点斜射出一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示。其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求:(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;(2)粒子从A到C过程所经历的时间;(3)粒子经过C点时的速率。解:(1)xyABC(2l0,-3l0) -l0l0OD(2)根据抛体运动的特点,粒子在x方向上做匀速直线运动,由对称性可知轨道最高点D在y轴上,可令tAD=tDB=T,则tBC=T由qE=ma得又解得则AC过程所经历的时间(3)粒子在DC段做类平抛运动,于是有24(20分)ABCRARBRCO由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况),若A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,求:(1)A星体所受合力大小FA;(2)B星体所受合力大小FB;(3)C星体的轨道半径RC;(4)三星体做圆周运动的周期T解:(1)由万有引力定律,A星体所受B、C星体引力大小为xyOFABFCBFBAFCAABCDFB方向如图则合力大小为(2)同上,B星体所受A、C星体引力大小分别为方向如图由可得(3)通过分析可知,圆心O在中垂线AD的中点,(或:由对称性可知OB=OC=RC可得(4)三星体运动周期相同,对C星体,由可得
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