2015年北京市高考物理试卷（含解析版）

2015年北京市高考物理试卷一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分，在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。）1．（6分）下列说法正确的是（ ）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变2．（6分）下列核反应方程中，属于α衰变的是（ ）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+e3．（6分）周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（ ）A．沿x轴正方向传播，波速v=20m/sB．沿x轴正方向传播，波速v=10m/sC．沿x轴负方向传播，波速v=20m/sD．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s4．（6分）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度5．（6分）实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则第1页（共23页）（ ）A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里6．（6分）“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（ ）A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力7．（6分）如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A，R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（ ）A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A第2页（共23页）8．（6分）利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是（ ）A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 二、非选择题9．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上P3和P4．在插P3和P4时，应使（ ）A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像D．在bb′下方竖直插针P3、P4，使P1P2所在直线与P3P4所在直线平行10．（18分）用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示．（1）组装单摆时，应在下列器材中选用 （选填选项前的字母）．A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球第3页（共23页）D．直径为1.8cm的铁球（2）测出悬点O至小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g= （用L、n、t表示）．（3）如表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理．组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/（m•s﹣2）9.749.73请计算出第3组实验中的T= s，g= m/s2．（4）用多组实验数据做出T2﹣L图象，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2﹣L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b，下列分析正确的是 （选填选项前的字母）．A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值（5）某同学在家里测重力加速度，他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图3所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2．由此可得重力加速度g= （用l1、l2、T1、T2表示）．图1图2图3第4页（共23页）11．（16分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接解良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：（1）感应电动势E和感应电流I；（2）在0.1s时间内，拉力的冲量IF的大小；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U．12．（18分）如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。（1）请画出F随x变化的示意图；并根据F﹣x图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。（2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a．求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b．求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。第5页（共23页）13．（20分）真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm．元电荷为e．（1）求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短．（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为△Ek．请推导证明：P=△Ek．（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明） 第6页（共23页）2015年北京市高考物理试卷参考答案与试题解析 一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分，在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。）1．（6分）下列说法正确的是（ ）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变【考点】8F：热力学第一定律．菁优网版权所有【专题】548：热力学定理专题．【分析】做功和热传递都能改变内能；物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：△U=Q+W．【解答】解：A、物体放出热量，若外界对物体做更多的功大于放出的热量，内能可能增加，故A错误；B、物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C、物体吸收热量，同时对外做功W，如二者相等，则内能可能不变，若Q＞W，则内能增加，若W＞Q，则内能减少，故C正确；D、物体放出热量，Q＜0，同时对外做功，W＜0，则△U＜0，故内能一定减少，故D错误。故选：C。【点评】热力学第一定律实质是能量守恒定律的特殊情况，要在理解的基础上记住公式：△U=W+Q，同时要注意符号法则的应用． 2．（6分）下列核反应方程中，属于α衰变的是（ ）第7页（共23页）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+e【考点】JA：原子核衰变及半衰期、衰变速度．菁优网版权所有【专题】54O：衰变和半衰期专题．【分析】α衰变是指原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，根据这一特定即可判断．【解答】解：A、方程N+He→O+H；是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程。故A错误；B、方程U→Th+He，是U原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，属于α衰变。故B正确；C、方程H+H→He+n，是轻核的聚变反应。故C错误；D、方程Th→Pa+e，释放出一个电子，是β衰变的过程。故D错误。故选：B。【点评】该题考查α衰变的本质与常见的核反应方程，比较简单，在平时学习中要掌握衰变，裂变，聚变和几种粒子发现的方程式． 3．（6分）周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（ ）A．沿x轴正方向传播，波速v=20m/s第8页（共23页）B．沿x轴正方向传播，波速v=10m/sC．沿x轴负方向传播，波速v=20m/sD．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s【考点】F4：横波的图象；F5：波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有【专题】51D：振动图像与波动图像专题．【分析】根据P点的速度方向可运用波形平移法判断波的传播方向。由图读出波长，由v=求出波速。【解答】解：由题，此时P点向y轴负方向运动，根据平移法可知，波形将向右平移，则知，该波沿x轴正方向传播。由图读出波长λ=20m，故波速v=m/s。故B正确。故选：B。【点评】本题结合波形图考查波长、波速与周期之间的关系，其中根据质点的振动方向判断波的传播方向、读出波长等是基本能力，要加强训练，熟练掌握。 4．（6分）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度【考点】4F：万有引力定律及其应用；4H：人造卫星．菁优网版权所有【专题】528：万有引力定律的应用专题．【分析】根据万有引力提供向心力=ma，解出线速度、周期、向心加速度以及角速度与轨道半径大小的关系，据此讨论即可。第9页（共23页）【解答】解：A、B、根据万有引力提供向心力，得，．由此可知，轨道半径越大，线速度越小、周期越大，由于地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，所以v地＞v火，T地＜T火．故AB错误。C、据万有引力提供向心加速度，得：，可知轨道半径比较小的地球的向心加速度比较大。故C错误；D、根据：T=，所以：，可知轨道半径比较小的地球的公转的角速度比较大。故D正确。故选：D。【点评】本题考查万有引力定律的应用，要掌握万有引力提供向心力，并能够根据题意选择不同的向心力的表达式。 5．（6分）实验观察到，静止在匀强磁场中