2015年高考（上海卷）物理试题（解析版）.doc

2015年高考（上海卷）物理试题解析 一、单项选择题（共16分，每小题2分，每小题只有一个正确选项） 1．X射线 A．不是电磁波 B．具有反射和折射的特性 C．只能在介质中传播 D．不能发生干涉和衍射 【答案】B 【名师点睛】本题考查电磁波谱中X射线的相关知识，比较容易，意在考查考生对物理基础知识的掌握情况。电磁波谱中有无线电波、红外线、可见波、紫外线、X射线等，它们都和可见光一样属于电磁波，具有波的特性，即具有反射、折射、干涉和衍射等特性，电磁波的传播不需要介质，即能在真空中传播，这一点不同于机械波。 2．如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 A．提高波源频率 B．降低波源频率 C．增加波源距桥墩的距离 D．减小波源距桥墩的距离 【答案】B 【学科网考点定位】 波的衍射 【名师点睛】 本题考查波的衍射，意在考查考生对波的衍射现象的理解能力和运用所学知识解决实际问题的能力。发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸也波长小或差不多。要让衍射明显，要么增大波长，要么减小障碍物的尺寸。 3．如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是 A． B． C． D． 【答案】B 【名师点睛】 本题以实际情境为命题背景，考查力与运动的关系、合力与分力的关系等知识点，意在考查考生对物理基本规律的理解能力和灵活运用物理规律解决实际问题的能力。本题的要点是理解合力和分力的关系，对小鸟进行受力分析可以较快解决问题。 4．一定质量的理想气体在升温过程中 A．分子平均势能减小 B．每个分子速率都增大 C．分子平均动能增大 C．分子间作用力先增大后减小 【答案】C 【解析】 一定质量的理想气体，分子势能不计，故A错误；在升温过程中，分了的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大，故B错误，C正确；理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，故D错误。 【学科网考点定位】 分子动理论 【名师点睛】 本题结合一定质量的理想气体的升温过程考查分子动理论，涉及分子力、温度和内能等知识点，意在考查考生的理解能力和识记能力。理想气体的特点：气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，因此理想气体分子间无作用力，没有分子势能；温度的意义也很重要。 5．铀核可以发生衰变和裂变，铀核的 A．衰变和裂变都能自发发生 B．衰变和裂变都不能自发发生 C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生 D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生 【答案】C 6．经过一系列衰变和衰变后变成，则比少 A．16个中子，8个质子 B．8个中子，16个质子 C．24个中子，8个质子 D．8个中子，24个质子 【答案】A[来源:Zxxk.Com] 7．在粒子散射实验中，电子对粒子运动的影响可以忽略，这是因为与粒子相比，电子 A．电量太小 B．速度太小 C．体积太小 D．质量太小 【答案】D 【名师点睛】 本题考查α粒子散射实验，涉及电子的特征，意在考查考生的识记能力。卢瑟福α粒子散射实验，说明原子是核式结构的。 8．两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，P、Q为电场中两点，则 A．正电荷由P静止释放能运动到Q B．正电荷在P的加速度小于在Q的加速度 C．负电荷在P的电势能高于在Q的电势能 D．负电荷从P移动到Q，其间必有一点电势能为零 【答案】D 【名师点睛】本题考查静电场知识，涉及电场线、电场强度、电势和电势能等知识点，意在考查考生的理解能力。电场线的理解和应用是高考必考内容，必须熟练掌握。特别注意两点应用：根据电场线的疏密可以比较电场强度的大小，根据电场线的方向可以比较电势的变化等。 二、单项选择题（共24分，每小题3分，每小题只有一个正确选项） 9．如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分别为和，体积变化分别为和。已知水银密度为，玻璃管截面积为S，则 A．一定等于 B．一定等于 C．与之差为 D．与之和为HS 【答案】A 【名师点睛】 本题考查了气体的实验定律，涉及气体压强的计算、玻意耳定律的应用等，意在考查考生运用物理规律解决问题的能力。本题的重难点在于对气体压强的求解。特别注意，管内外液体深度相同位置处的压强是相同的。 10．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明 A．光的本质是波 B．光的本质是粒子 C．光的能量在胶片上分布不均匀 D．光到达胶片上不同位置的概率相同 【答案】C 11．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料 A．仅钠能产生光电子 B．仅钠、铜能产生光电子 C．仅铜、铂能产生光电子 D．都能产生光电子 【答案】D 12．重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5价重离子束，其电流强度为，则在1s内发射的重离子个数为（） A． B． C． D． 【答案】B 【名师点睛】 本题考查了电流的定义式，意在考查考生的理解能力。本题要特别注意“+5价重离子束”的意思。 13．监控系统控制电路如图所示，电键S闭合时，系统白天和晚上都工作，电键S断开时，系统仅晚上工作。在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中 A．C是“与门”，A是光敏电阻 B．C是“与门”，B是光敏电阻 C．C是“或门”，A是光敏电阻 D．C是“或门”，B是光敏电阻 【答案】D 【名师点睛】 本题考查简单逻辑电路，意在考查考生的理解能力。门电路在高中很简单，重要的记住三种重要门电路的特点，知道简要应用。 14．如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F正比于，其中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变为时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为 A．4m B．8m C．32m D．64m 【答案】D 【名师点睛】 本题考查最大静摩擦力，意在考查考生的分析推理能力。本题要特别注意：物块的体积变了，质量也就变了，最大静摩擦力也变了。要抓住不变量“密度”，做这个题目就容易了。 15．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，周期为T，振幅为A。绳上两质点M、N的平衡位置相距四分之三波长，N位于M右方。设向上为正，在t=0时刻M位移为，且向上运动；经时间t（），M位移仍为，但向下运动，则 A．在t时刻，N恰好在波谷位置 B．在t时刻，N位移为负，速度向上 C．在t时刻，N位移为负，速度向下 D．在2t时刻，N位移为，速度向下 【答案】C 【解析】 因为波向右传播，当t/2时M在波峰位置时，N点在平衡位置且向下振动，当M点由波峰向平衡位置运动过程中，N点就由平衡位置向波谷运动，所以经过时间t，M点的位置是+A/2时，N点在平衡位置下方，向下运动，还没有到达波谷，故A、B错误，C正确；M点经过t/2时间从+A/2运动到波峰，所以从+A/2运动到平衡位置的时间小于t/2，所以，M点从平衡位置向下运动，到返回平衡位位置向上运动过程中，N点就从波谷向波峰运动，经过2t后，M点在平衡位置的下方，所以N点速度方向向上，所以D错误。 【学科网考点定位】 波的传播 【名师点睛】 本题主要考查了波的传播，意在考查考生的理解能力。知道介质中相相距的两质点的振动区别，尤其是其有一个质点在特殊位置时，另一个质点的振动情况。 16．如图，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在 A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点 【答案】A 【名师点睛】 本题考查了平抛运动的规律，意在考查考生的分析综合能力。重点是抓住处理平抛运动的重要方法，运动的合成与分解。把平抛运动分解成水平方向的匀速运动，竖直方向的匀加速运动。因为水平方向匀速运动，根据水平位移求时间更简便一些。 三、多选选择题（共16分，每小题4分。每小题有二个或者三个正确选项。全选对得，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分） 17．质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的是 【答案】ABC 18．如图，质量为m的小球用轻绳悬挂在O点，在水平恒力作用下，小球从静止开始由A经B向C运动。则小球 A．先加速后减速 B．在B点加速度为零 C．在C点速度为零 D．在C点加速度为 【答案】ACD 【解析】 根据动能定理：，解得vC=0，所以小球先加速，后减速运动，故A、C正确；小球做圆周运动在B点有向心加速度，故B错误；在C点时，因为速度为0，所以向心力为零，即指向圆心方向的合力为0，沿切线方向的合力，所以在C点的加速度为，故D正确。 【学科网考点定位】 动能定理；牛顿第二定律；圆周运动 【名师点睛】 本题考查了牛顿第二定律、圆周运动和动能定理等知识点，属于动力学综合题，意在考查考生的分析综合能力。 19．一颗子弹以水平速度穿透一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后，二者运动感方向均不变。设子弹与木块间相互作用力恒定，木块最后速度为v，则 A．越大，v越大 B．越小，v越大 C．子弹质量越大，v越大 D．木块质量越小，v越大 【答案】AC 【解析】 子弹穿透木块过程中，作用力不变，两者都做匀减速运动，子弹的位移与木块的位移之和等于木块的厚度，保持不变，若质量不变，由加速速度也不变，当子弹的初速度v0越大时，如下图所示， 子弹位移也越大，木块的位移就越小，而木块的初速度和加速度不变，所以末速度v就越大，故A正确，B错误；子弹的质量越大，加速度越小，初速度一定，位移越大，如下图所示 木块的位移就越小，而木块的初速度和加速度不变，所以末速度v就越大，故C正确；木块的质量越小，加速度越大，初速度不变，末速度越小，如下图所示，故D错误。 【学科网考点定位】 v-t图象； 【名师点睛】 本题考查了对v-t图象的理解和应用，本题很容易误用动量守恒定律和能量守恒定律来求解，用这个方法来解决问题很繁杂。 20．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功，磁场力对导体棒做功，磁铁克服磁场力做功，重力对磁铁做功，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为。则 A、 B、 C、 D、 【答案】BCD 【名师点睛】 本题考查法拉第电磁感应定律的应用，侧重于其中的能量关系，意在考查考生的分析能力。做本题的关键在于掌握电磁感应中的能量转化关系，知道什么能转化为电能，电能又转化成什么能。 四、填空题（共20分，每小题4分） 本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题。若两类试题均做，一律按A类题计分。 21．静电场是___________周围空间存在的一种物质；通常用___________来描述电场的能的性质。 【答案】静止电荷；电势 【解析】 静止电荷是周围空间存在的一种物质；电势是表征电场的能的性质的物理量。 【学科网考点定位】 电场；电势 【名师点睛】 本题考查物理概念，意在考查考生的识记情况，属于是容易题。 22A．两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动。A车总质量为50kg，以2m/s的速度向右运动；B车总质量为70kg，以3m/s的速度向左运动；碰撞后，A以1.5m/s的速度向左运动，则B的速度大小为___________m/s，方向向___________（选填“左”或“右”） 【答案】0.5；左 【名师点睛】 本题考查动量守恒定律，在应用动量守恒定律时，要特别注意动量的方向。本题是容易题 22B．两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比__________；速度之比__________。 【答案】 ； 【名师点睛】 本题考查双星问题，要掌握双星问题的特点：双星角速度相同，向心力由万有引力提供也相同，向心力大小也相等。 23．如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。当牵引轮船的绳与水平方向成角时，轮船速度为v，绳的拉力对船做功的功率为P，此时绳对船的拉力为__________。若汽车还受到恒定阻力f，则汽车发动机的输出功率为__________。 【答案】； 24．如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能。 【答案】匀速直线运动；0.03 25．如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________；a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力为___________。 【答案】-F；-3F或5F 【名师点睛】 本题考查了通电直导线周围产生磁场的特点，距离直导距离相等的点，磁感应强度的大小相等，磁场力的叠加。 五、实验题（共24分） 26、（3分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中 （1）在对螺线管通电_________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。 （2）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为 A．5mT B．—5mT C．3mT D．-3mT[来源:学#科#网Z#X#X#K] 【答案】（1）前 （2）D 27、（4分）如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图。电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω；电池电动势1.5V、内阻1Ω；变阻器阻值0-5000Ω。 （1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的，当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时仍可调零。调零后阻值将变_________（选填“大”或“小”）；若测得某电阻阻值为300Ω，则这个电阻的真实值是________Ω （2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”或“准确”） 【答案】（1）小；290（2）准确 【名师点睛】 本题考查多用电表欧姆挡的工作原理，解答本题要求熟练闭合电路欧姆定律的应用，掌握多用表的原理。 28、（8分）改进后的“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验装置如图所示，力传感器、定滑轮固定在横杆上，替代原装置中的弹簧秤，已知力矩盘上各同心圆的间距均为5cm （1）（多选题）做这样改进的有点是 A．力传感器既可测拉力又可测压力 B．力传感器测力时不受主观判断影响，精确度高 C．能消除转轴摩擦力引起的实验误差 D．保证力传感器所受拉力方向不变 （2）某同学用该装置做实验，检验时发现盘停止转动时G点始终在最低处，他仍用该盘做实验。在对力传感器进行调零后，用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置，此时力传感器读数为3N。再对力传感器进行调零，然后悬挂钩码进行实验，此方法________（选填“能”、“不能”）消除力矩盘偏心引起的实验误差，已知每个钩码所受重力为1N，力矩盘按图示方式悬挂钩码后，力矩盘所受顺时针方向的合力矩为_________Nm。力传感器的读数为_______N. 【答案】（1）BD （2）能，0.7、-0.5 【名师点睛】 本题求 “力矩盘所受顺时针方向的合力矩”很容易忘掉“力矩盘偏心”的力矩。 29、（9分）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作。 （1）（单选题）此温度计的特点是 A．刻度均匀，刻度值上小下大 B．刻度均匀，刻度值上大下小 C．刻度不均匀，刻度值上小下大 D．刻度不均匀，刻度值上大下小 （2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有 A．液体密度 B．玻璃泡大小 C．左管内径粗细 D．右管内径粗细 （3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需__________。 【答案】（1）A （2）BC （3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数 【名师点睛】 解答本题要求掌握近似处理方法。细玻璃管内气体的体积变化可以忽略不计。 六、计算题（50分） 30、（10分）如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触。初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比，温度之比。先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡，求： （1）两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比； （2）最后两侧气体的体积之比。 【答案】（1）2；（2） 【名师点睛】 本题考查是气体状态方程，涉及的是两部分气体，要分析清楚每一部分气体“初状态”和“末状态”。不要混淆。 31、（12分）质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力。求： （1）球回到地面时的动能； （2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F； （3）球动能为W/5时的重力势能。 【答案】（1）W；（2）；（3）或 （3）动能为W/5时球的位置可能在h的下方或上方。 设球的位置在h下方离地h′处 而，解得 重力势能 设球的位置在h下上方离地处 由机械能守恒定律 因此重力势能 【学科网考点定位】 牛顿第二定律；机械能守恒定律；匀变速直线运动公式 【名师点睛】 本题考查动力学综合问题，属于动力学中常见的多过程问题，解决这类问题的关键是分析清楚每一个过程中的受力情况；还要注意到球动能为W/5时有两个位置。选取研究对象，选取研究过程，分段处理。 32、（14分）如图（a）两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场，质量m=0.2kg的金属杆垂直于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略，杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v-t图像如图（b）所示，在15s时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为0，求： （1）金属杆所受拉力的大小为F； （2）0-15s匀强磁场的磁感应强度大小为； （3）15-20s内磁感应强度随时间的变化规律。 【答案】（1）0.24N；（2）0.4T；（3） [来源:学科网ZXXK] （2）在10—15s时间段杆在磁场中做匀速运动，因此有 [来源:学.科.网Z.X.X.K] 以F=0.24N，μmg=0.16N代入 解得B0=0.4T 【名师点睛】 本题要求深刻理解v-t图象。分析清楚每个过程中的力，以及为什么只有这些力。例如：15—20s时间段内速度在改变，而合力恒定，说明没有感应电流产生。 33、（14分）如图，在场强大小为E、水平向右的匀强电场中，一轻杆可绕固定转轴O在竖直平面内自由转动。杆的两端分别固定两电荷量均为q的小球A、B；A带正电，B带负电；A、B两球到转轴O的距离分别为2l、l，所受重力大小均为电场力大小的倍，开始时杆与电场夹角为（）。将杆从初始位置由静止释放，以O点为重力势能和电势能零点。求： （1）初始状态的电势能； （2）杆在平衡位置时与电场间的夹角； （3）杆在电势能为零处的角速度。 【答案】（1）-3qElcosθ；（2）30°；（3）当θ<150°时，；当θ150°时，或 当θ150°时，电势能为0有两处，即A位于O正下方或正上方处[来源:Z#xx#k.Com] 当A位于O正下方时， 当A位于O正上方时， 解得 考点：能量守恒定律；有固定转动轴物体平衡 【学科网考点定位】 能量守恒定律；有固定转动轴物体平衡 【名师点睛】 本题是一个综合性很强的题目。运用能量守恒定律解决本题是一个好思路；要注意本题的多解性。运用有固定转动轴物体平衡求解平衡也是一个很简便的做法。