2015高考浙江物理解析

2015年高考理科综合物理（浙江卷）解析
江苏省特级教师 戴儒京解析
选择题部分共7小题，每小题6分，共42分 一．单选题
14.下列说法正确的是
A 电流通过导体的热功率与电流大小成正比
B 力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C 电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比
D 弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
【解析】A 电流通过导体的热功率与电流大小的平方成正比（R I P 2=）； B.力对物体所做的功与力的作用位移成正比（θcos Fs W =） D 弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量无关。

【答案】C
【点评】本题考查基本的物理规律，难度：容易。

15.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间t ∆，测得遮光条的宽度为x ∆，用
x
t
∆∆近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使
x
t
∆∆更接近瞬时速度，正确的措施是
A换用宽度更窄的遮光条
B提高测量遮光条宽度的精确度D使滑块的释放点更靠近光电门D增大气垫导轨与水平面的夹角
【解析】
x
t
∆
∆中
x∆
越小，越接近瞬时速度。

【答案】A
【点评】本题考查瞬时速度的概念，其它几个选项具有迷惑性。

难度：容易。

16.如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。

工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则
A乒乓球的左侧感应出负电荷
B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用
D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞
【解析】A乒乓球的左侧感应出正电荷，C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用，电场力和库仑力重复。

【答案】D
【点评】本题考查静电力演示仪原理，难度：容易。

17.如图所示为足球球门，球门宽为L ，一个球员在球门中心正前方距离球门s 处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角（图中P 点）。

球员顶球点的高度为h 。

足球做平抛运动（足球可看做质点，忽略空气阻力）则
A
足球位移大小x =
B
足球初速度的大小0v =C
足球末速度的大小v =D 足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan 2L
s
θ=
【解析】
A.x =是足球的水平位移，不是位移，位移是2
2h x +，A 错误；
B.
足球初速度的大小t x v =0，22
1
gt h =
，解得0v =
B 正确；
C.足球末速度的大小gh s L h g v v v y
2)4(222
220
++=+=，C 错误；
D. 足球初速度的方向与球门线夹角的正切值L
s
L s 22
tan =
=
θ，D 错误。

【答案】B
【点评】本题考查平抛运动的规律，难度：中等。

二、选择题（本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的，全部选对得6分，选对但选不选的的3分，有选错的得0分）
18.我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。

舰载机总质量为4310kg ⨯，设起飞过程中发动机的推力恒为51.010N ⨯；弹射器有效作用长度为100m ，推力恒定。

要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s 。

弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20％，则 A 弹射器的推力大小为61.110N ⨯ B 弹射器对舰载机所做的功为81.110J ⨯ C 弹射器对舰载机做功的平均功率为78.810W ⨯ D 舰载机在弹射过程中的加速度大小为232m /s
【解析】舰载机在弹射过程中的加速度大小为s m s v a /32200
8022
2===
，D 正确；设弹射器的推力大小为F ，根据ma F =合，则32103)100.1(2.0100.1455⨯⨯=+⨯-+⨯F F ，解得F=61.110N ⨯，
A 正确；弹射器对舰载机所做的功为==Fs W 8
1.110J ⨯，B 正确；弹射器对舰载机做功的平均
功率为t W P =
，其中s a v t 5.232
80
==
=，所以=P W 7104.4⨯，C 错误。

【答案】ABD
【点评】本题考查牛顿定律和运动学公式，难度：中等。

19.如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r 。

一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达''A B 线，有如图所示的①②③三条路线，
其中路线③是以'O 为圆心的半圆，'OO r =。

赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为max F 。

选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则
A ．选择路线①，赛车经过的路程最短
B ．选择路线②，赛车的速率最小
C ．选择路线③，赛车所用时间最短
D ．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等
【解析】A.路程：路线①，r r s 2+=π；路线②，r r s 22+=π；路线③，r s π2=；所以A 正确； B 赛车的速率：根据R
v m F 2
max
=，路线①，r R =,路线②，r R 2=,路线③，r R 2=；所以路
线①速率最小，B 错误； C. 赛车所用时间v s t =
，路线①,m r F r t m )2(1+=π路线②，m
r
F r
t m 2)22(2+=
πr R 2=,路线③，m
r
F r t m 223π=
；比较可得，选择路线③，赛车所用时间最短，C 正确；
D.根据ma F =max ，①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等正确。

【答案】ACD
【点评】本题考查圆周运动和直线运动的运动学问题和动力学问题，难度：中等。

20.如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg 的小球A 悬挂到水平板的MN 两点，A 上带有63.010Q C -=⨯的正电荷。

两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为1F 和2F 。

A 的正下方0.3m 处放有一带等量异种电荷的小球B ，B 与绝缘支架的总质量为0.2kg （重力加速度取210/g m s =；静电力常量9229.010/k N m C =⨯⋅，A 、B 球可视为点电荷）则
A 支架对地面的压力大小为2.0N
B 两线上的拉力大小12 1.9F F N ==
C 将B 水平右移，使M 、A 、B 在同一直线上，此时两线上的拉力大小为121.225, 1.0F N F N ==
D 将B 移到无穷远处，两线上的拉力大小120.866F F N ==
【解析】A. 以支架为研究对象，受力平衡，有g m F F N 2=+库，其中22
r
Q k F =库，代入数据，
解得N F N 1.1=，根据牛顿第三定律，支架对地面的压力大小为1.1N ，A 错误； B. 根据A 的受力平衡，有库F g m F +=10160cos 2，解得12 1.9F F N ==，B 正确； C. 将B 水平右移，使M 、A 、B 在同一直线上，此时两线上的拉力大小由方程组
0010260sin '30cos 30cos 库F F F =-
01010260cos '30sin 30sin 库F g m F F +=+
其中N r Q k F 225.0'
'22
==库，其中m r 6.0'=
解得121.225, 1.0F N F N ==，C 正确；
D. 将B 移到无穷远处，没有库仑力，两线上的拉力大小N g
m F F 0.160
cos 20
121
==
=，D 错误。

【答案】BC
【点评】本题考查包括库仑力的力的平衡问题，难度：难。

非选择题部分
非选择题部分共5题。

21.（10分）甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

（1）图1中A 、B 、C 、D 、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_____________；乙同学需在图中选用的器材___________。

（用字母表示）
（2）乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。

纸带__________的加速度大（填①或者②），其加速度大小为____________.
【解析】计算相邻位移的路程差，①为cm 1.0②为cm 05.0，所以①的加速度大，加速度
22/23.0s m T
s
a =∆=。

【答案】（1）AB ；BDE （2）①，（2.5±0.2）m/s 2
【点评】本题考查“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验的器材选择，打点计时器纸带的处理：计算加速度。

难度：容易。

22.（10分）图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。

（1）根据图1画出实验电路图；
（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A ，电压表量程为3V 。

所示读数为：①__________②__________③__________④__________。

两组数据得到的电阻分别为__________和__________。

【答案】22.（1）
画图正确
（2）①0.10A 、②0.24A 、③2.00V 、④0.27V .。

（8.3±0.1）Ω和（2.7±0.1）Ω，如填为（2.7±0.1）Ω和（8.3±0.1）Ω也行。

【解析】注意电流和电压的对应关系：电流小对应电压小。

【点评】本题考查“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中实物图转换为电路图以及电流表、电压表的读数和电阻的计算，难度：中等。

23.如图所示，用一块长1 1.0L m =的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高H=0.8m ，长21.5L m =。

斜面与水平桌面的倾角θ可在0~60°间调节后固定。

将质量m=0.2kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数10.05μ=，物块与桌面间的动摩擦因数2μ，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。

（重力加速度取210/g m s =；最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）求θ角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；（用正切值表示）
（2）当θ增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数2μ （已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）继续增大θ角，发现θ=53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离m x 【解答】（1）为使小物块下滑mgsin θ≥1mgcos μθ θ满足的条件tan θ≥0.05
（2）克服摩擦力做功f 11221=mg cos +mg cos W L L L μθμθ-（） 由动能定理得1f mg sin -=0L W θ 代入数据得2μ=0.8
（3）由动能定理得21f 1
mg sin -=mv 2
L W θ
代入数据得v=1m/s
2
1=
g t 2
H t=0.4s vt x =1，cm x 4.01=，m L x x m 9.11=+=
【点评】本题考查动能定理和摩擦力问题，难度：容易。

24.小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。

线圈的水平边长L=0.1m ，竖直边长H=0.3m ，匝数为1N 。

线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度0 1.0B T =，方向垂直线圈平面向里。

线圈中通有可在0~2.0A 范围内调节的电流I 。

挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。

（重力加速度取210/g m s =）
（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg ，线圈的匝数1N 至少为多少
（2）进一步探究电磁感应现象，另选2100N =匝、形状相同的线圈，总电阻10R =Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持0B 不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度0.1d m =。

当挂盘中放质量为0.01kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率
B
t
∆∆。

【解答】（1）线圈受到安培力
1010mg=F N B IL N B IL
=天平平衡代入数据得N 1=25匝
（2）由电磁感应定律得2
t E N Φ= 2
d t
B
E N L =
由欧姆定律得'E I R
= 线圈受到安培力20''F N B I L = 天平平衡R dL t
B B N g m 202
2'⋅∆∆⋅= 代入数据可得=0.1/s t B T 【点评】本题考查安培力，电磁感应和力的平衡，难度：中等。

要注意下面的天平平衡式中为22
N 。

25.使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。

质量为m ，速度为v 的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道时半径为r 的圆，圆心在O 点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B 。

为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器。

引出器原理如图所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于'O 点（'O 点图中未画出）。

引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P 点进入通道，沿通道中心线从Q 点射出。

已知OQ 长度为L 。

OQ 与OP 的夹角为θ，
（1）求离子的电荷量q 并判断其正负
（2）离子从P 点进入，Q 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为'B ，求'B ；
（3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B 不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。

为使离子仍从P 点进入，Q 点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小。

【解答】 （1）离子做圆周运动2
mv qv=r
B mv q=r B ，正电荷 （2）如图所示
O ’Q=R ， OQ=L ， O ’O=R-r 引出轨迹为圆弧2mv 'qv=B R mv q '
R B = 根据几何关系得θ
θcos 22cos 222L r rL L r R --+= 代入上式得==qR m v B ')
cos 2()cos 22(22θθrL L r q L r mv -+- 【解析】在OPQ ∆中，用余弦定理，有θcos 2222rL L r PQ -+=， 在PQ O '∆中，设∠PO ’Q=α，用余弦定理，有αcos 22222R R PQ -= 从Q 向O ’P 作垂线，可以得到r R L R -+=θαcos cos
以上3式可解得θ
θcos 22cos 222L r rL L r R --+=。

（3）电场强度方向沿径向向外
引出轨迹为圆弧2mv Bqv Eq R -= 222(22cos )(2cos )
mv r L E Bv q r L rL θθ-=-+- 【点评】本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动，难度：难。

（写于2015-6-19）。