2015年高考真题（天津卷）物理试题详尽解析（Word版）.doc

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1、绝密绝密启用前启用前 2015 年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷） 理科综合理科综合 物理部分物理部分 物理试卷分为第物理试卷分为第卷（选择题）和第卷（选择题）和第卷两部分，第卷两部分，第卷卷 1 至至 3 页，第页，第卷卷 4 至至 7 页，页，共共 120 分。分。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷 时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。时，考生务必将答案

2、涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 祝各位考生考试顺利！祝各位考生考试顺利！ 第第卷卷 注意事项：注意事项： 1每题选出答案后，用铅笔将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。 2本卷共 8 题，每题 6 分，共 48 分。 一、单项选择题（每小题一、单项选择题（每小题 6 分，共分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是 A天然放射现象说明原子核内部是有结构的

3、 B电子的发现使人认识到原子具有核式结构 C粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 【答案】A 2中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在玄真子涛之灵中写 道：“雨色映日而为虹” 。从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折 射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中 a、b 是两种不同 频率的单色光，则两光 A在同种玻璃种传播，a 光的传播速度一定大于 b 光 B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b 光侧移量大 C分别照射同一光电管，若 b 光能引起光电效应，a 光一定也能 D以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看

4、到一种光时，一定是 a 光 【答案】C 3图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b 两质点的横坐标分别为和，图乙为2axm6bxm质点 b 从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是x/my/mO0.50.5246810图甲t/sy/mO0.50.5246810图乙 A该波沿+x 方向传播，波速为 1m/s B质点 a 经过 4s 振动的路程为 4m C此时刻质点a 的速度沿+y 方向 D质点 a 在 t=2s 时速度为零 【答案】D 4未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带 来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱” ， 如图所示。当旋转舱绕其轴线

5、匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱 形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达到 目的，下列说法正确的是 A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 【答案】B 5、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为 m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质旋转舱abmL弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹 簧原长为 L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为 2L（未超过弹性限度） ，则在圆环下滑到最大距 离的过程中 A圆环

6、的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了3mgL C圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 【答案】B 二、不定项选择题（每小题二、不定项选择题（每小题 6 分，共分，共 18 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选 对得对得 6 分，选对但选不全的得分，选对但选不全的得 3 分，选错或者不答的得分，选错或者不答的得 0 分）分） 6如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 Q 来调节， 在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器 R，P 为滑动变阻器的滑动

7、触头，在原线圈上加一电0R压为 U 的正弦交流电，则 A保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变大 B保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变小 C保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变大 D保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变小 【答案】BC 7如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场，之后1E进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力2E及其相互作用，那么 A偏转电场对三种粒子做功一样多2EB三种粒子打到屏上时速度一样大 C三种粒子运动到屏上所用时

8、间相同 D三种粒子一定打到屏上的同一位置， 【答案】AD 8、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中1P2P1s2s纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a，横坐标表示物体到行星中心的距离 r 的 平方，两条曲线分别表示、周围的 a 与的反比关系，它们左端1P2P2r点横坐标相同。则 A的平均密度比的大1P2PB的“第一宇宙速度”比的小1P2PC的向心加速度比的大1s2sD的公转周期比的大1s2s【答案】AC 第 II 卷 注意事项：注意事项： 1用黑色黑水的钢笔或者签字笔将答案写在答题卡上。 2本卷共 4 题，共 72 分。 9（18 分）

9、 （1）如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与 A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为 3:1，A 球垂直撞向挡板，碰后 原速率返回。两球刚好不发生碰撞，A、B 两球的质量之比为 _，A、B 碰撞前、后两球总动能之比为_。 【答案】4:1 9:5 （2）某同学利用单摆测量重力加速度。 为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_。 A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线RR0P QA+屏A Br2aOP1P2C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 如图所示，在物理支架的竖直立柱

10、上固定有摆长约为 1m 的单摆，实验时，由 于仅有量程为 20cm、精度为 1mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直 立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期；然后保1T持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立 柱上做另一标记点，并测出单摆周期；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点2T之间的距离用上述测量结果，写出重力加速度的表达式 g=_L【答案】BC 222 124L TT （3）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为 4.5V，内电阻约为 1） 的电动势和内电阻，除了待测电池组，电键，导线外，还

11、有下列器材供选用； A电流表：量程 0.6A，内电阻约为 1 B电流表：量程 3A，内电阻约为 0.2 C电压表：量程 3V，内电阻约为 30k D电压表：量程 6V，内电阻约为 60k E滑动变阻器：01000，额定电流 0.5A F滑动变阻器：020，额定电流 2A 为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表选用_，滑动变阻器选用_（均填 仪器的字母代号） 如图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将 _和_相连、_和_相连、_和_相连（均填仪器上接线柱的字母代 号）+abbccddeffgh实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用

12、电阻箱替换掉滑动变阻器，重新 连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值 R 和对应电压表的示数 U；用图像法处理采集 到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标【答案】 A D F ad cg fh R（横纵坐标互换亦可）1 U1URURRU或或10（16 分） 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度1/vm s 向右运动，现将一质量为的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦力因数设皮带2mkg0.5足够长，取，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求210m/sg （1）邮件滑动的时间 t （2）邮件对地的位

13、移大小 x （3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功 W 【答案】(1)0.2s (2) 0.2m (3)2J 【解析】 （1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为 F，则Fm=mg 取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有vmFt=mv0 由式并代入数据得t=0.2s （2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有Fx=mv2/20 由式并代入数据得x=0.1m （3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为 s，则s=vt 摩擦力对皮带做的功W=Fs 由式并代入数据得W=2J 11（18 分） 如图所示， “凸”字形硬质金属线框质量为 m，相邻

14、各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab 边长 为 l，cd 边长为 2l，ab 与 cd 平行，间距为 2l匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所 在平面。开始时，cd 边到磁场上边界的距离为 2l，线框由静止释放，从 cd 边进入磁场直到 ef、pq 边进入 磁场前，线框做匀速运动，在 ef、pq 边离开磁场后，ab 边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全 穿过磁场过程中产生的热量为 Q线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且 ab、cd 边保持水平，重 力加速度为 g；求 （1）线框 ab 边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是 cd 边刚进入磁场时的几倍； （2）磁场上下

15、边界间的距离 H【答案】(1) 4 倍 (2) 28Qlmg【解析】 （1）设磁场的磁感应强度大小为 B，cd 边刚进磁场时，线框做匀速运动 的速度为 v1E1=2Blv1 设线框总电阻为 R，此时线框中电流为 I1，闭合电路欧姆定律，有1 1EIR设此时线框所受安培力为 F1，有112FI lB由于线框做匀速运动，其受力平衡，有mg=F1 由式得 12 24mgRvB l设 ab 边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为 v2，同理可得22 2mgRvB l由式得 v2=4v1 （2）线框自释放直到 cd 边进入磁场前，有机械能守恒定律，有2mgl=m/2 2 1v线框完全穿过磁场的过程中，由

16、能量守恒定律，有22 2111222mglHmvmvQ（）由式得 28QHlmg12、 （20 分） 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的 匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的宽度均为 d电场强度为 E，方向水平向右；磁感应强度为 B，方向abcdefpq2l磁场区垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直，一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒 子在第 1 层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电 磁辐射第 2 层第 1 层第 n 层q（1）求粒子在第 2 层磁场中运动时速度的大小与轨迹半径

17、；2v2r（2）粒子从第 n 层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为，试求；nsinn（3）若粒子恰好不能从第 n 层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下，也进入第 n 层磁 场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之。【答案】(1) (2) (3)见解析2qEd m2mEd Bq2nqdBmE（1）粒子在进入第 2 层磁场时，经过两次电场加速，中间穿过磁场时洛伦兹力不做功。由动能定理，有2 2122qEdmv由式解得22qEdvm粒子在第二层磁场中受到的洛伦兹力充当向心力，有2 2 2 2vqv Bmr由式解得22mEdrBq（2）设粒子在第 n

18、 层磁场中运动的速度为，轨迹半径为（各量的下标均代表粒子所在层数，下同） 。nvnr21 2nnqEdmv2 n n nvqv Bmr粒子进入第 n 层磁场时，速度的方向与水平方向的夹角为，从第 n 层磁场右侧边界穿出时速度n方向与水平方向的夹角为，粒子在电场中运动时，垂直于电场线方向的速度分量不变，有n11sinsinnnnnvv由图 1 看sinsinnnnnrrd由式得11sinsinnnnrrd由式看出为一等差数列，公差为 d，可得1122sin, sin, , sinnnrrr 11sinsin(1)nnrrnd当 n=1 时，由图 2 看出drn rn n n 图 1 11sinrd由式得sin2nnqdBmE（3）若粒子恰好不能从第 n 层磁场右侧边界穿出，则2 sin1nn在其他条件不变的情况下，换用比荷更大的粒子，设其比荷为，假设能穿出第 n 层磁场右侧边q m 界，粒子穿出时速度方向与水平方向的夹角为，由于 nq m q m则导致 sin1n 说明不存在，即原假设不成立。所以比荷较该粒子大的粒子不能穿出该层磁场右侧边界。ndr1 1 图 2 1