2015 年安徽高考物理试卷 一．选择题（共 7 小题） 1．如图示是 α 粒了（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 α 粒子在各点处的加速度方向 正确的是（ ） A． M 点 B． N 点 C． P 点 D． Q 点 2．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为 q 和 q ，其间距离为 r 时，它们 12之间相互作用力的大小为 F=k ，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（ ） A． B． ﹣2 3﹣4 23kg•A •m •s kg•A •m C． D． 2﹣2 2﹣2 kg•m •C N•m •A 3．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流两端，R 为定值电 0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 A 的示数 1增大了 0.2A，电流表 A 的示数增大了 0.8A，则下列说法正确的是（ ） 2 A． 电压表 V 示数增大 1 B． 电压表 V ，V 示数均增大 23 C． D． 该变压器起升压作用 变阻器滑片是沿 c→d 的方向滑动 4．一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率 为 ρ，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（ ） 第 1 页 共 14 页 第 1 页 ρnev A． B． C． D． 5．如图所示，一束单色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 θ，已知棱镜顶 角为 α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（ ） A BCD．．．．6．如图所示，abcd 为水平放置的平行“⊂”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 θ 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（ ） A． 电路中感应电动势的大小为 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 7．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为 ，其中 σ 为平面上 单位面积所带的电荷量，ɛ 为常量，如图所示的平行板电容器，极板正对面积为 S，其 0间为真空，带电量为 Q，不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，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为（ ） A． B． 和和和 C． D． 和 二．解答题（共 5 小题） 8．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 第 2 页 共 14 页 第 2 页 细绳套，互成角度地施加拉力，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： ①用铅笔描下结点位置，记为 O； ②记录两个弹簧测力计的示数 F 和 F ，沿每条细绳（套）的方向用铅笔分别描出几个点，用刻 12度尺把相应的点连成线； ③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置 O，记 录测力计的示数 F ， ； 3④按照力的图示要求，作出拉力 F ，F ，F ； 123⑤根据力的平行四边形定则作出 F 和 F 的合力 F； 12⑥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． 9．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 100μA、 内阻为 2500Ω 的表头，一个开关，两个电阻箱（0～999.9Ω）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，则应将表头与电 阻箱 （填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为 Ω． （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表： 123456R（Ω） I（mA） IR（V） 95.0 15.0 1.42 75.0 18.7 1.40 55.0 24.8 1.36 45.0 29.5 1.33 35.0 36.0 1.26 25.0 48.0 1.20 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 IR﹣I 图线； ②根据图线可得电池的电动势 E 是 V，内阻 r 是 Ω． 10．一质量为 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 v =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 02后以 6m/s 的速度反向运动直至静止．g 取 10m/s ． 第 3 页 共 14 页 第 3 页 （1）求物块与地面间的动摩擦因数 μ； （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； （3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W． 11．在 xOy 平面内，有沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E（图象未画出），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 l 为常 0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． 12．由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，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 在的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 F ；（2）B 星体所受合力大小 F ； AB（3）C 星体的轨道半径 R ；（4）三星体做圆周运动的周期 T． C第 4 页 共 14 页 第 4 页 2015 年安徽高考物理试卷 参考答案与试题解析 一．选择题（共 7 小题） 1．如图示是 α 粒了（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 α 粒子在各点处的加速度方向 正确的是（ ） A． M 点 B． N 点 C． P 点 D． Q 点 分析： 根据粒子轨迹的弯曲方向，可以判定粒子受力的方向；再根据受力的方向，判定 α 粒子在电场中运动时，粒子的加速度的方向． 解答： 解：根据轨迹弯曲的方向，可以判定粒子受力的方向大体向上，与粒子和重金属 原子核的点的连线的方向相反，故 M、N、P、Q 是轨迹上的四点的加速度的方向 中，只有 P 点标出的方向是正确的．故选：C 2．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为 q 和 q ，其间距离为 r 时，它们 12之间相互作用力的大小为 F=k ，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（ ） A． B． ﹣2 3﹣4 23kg•A •m •s kg•A •m C． D． 2﹣2 2﹣2 kg•m •C N•m •A 分析： 解答： 力学单位制规定了物理量的单位，同时根据物理量间的公式也可以分析单位之 间的关系． 解：根据 F=k 可得：k= ，第 5 页 共 14 页 第 5 页 由于 F=ma，q=It，所以 k= 2根据质量的单位是 kg，加速度的单位 m/s ，距离的单位是 m，电流的单位是 A ﹣2 3﹣4 ，时间的单位 s，可得 k 的单位是 kg•A •m •s 故选：B 3．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流两端，R 为定值电 0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 A 的示数 1增大了 0.2A，电流表 A 的示数增大了 0.8A，则下列说法正确的是（ ） 2 A． 电压表 V 示数增大 1 B． 电压表 V ，V 示数均增大 23 C． 该变压器起升压作用 D． 变阻器滑片是沿c→d 的方向滑动 分析： 根据欧姆定律分析负载电阻的变化，图中变压器部分等效为一个电源，变压器右 侧其余部分是外电路，外电路中，R 与滑动变阻器 R 串联；然后结合闭合电路 0欧姆定律和串并联电路的电压、电流关系分析即可． 解答： 解：A、观察到电流表 A 的示数增大了 0.2A，电流表 A 的示数增大了 0.8A， 12即副线圈电流增大， 由于 a、b 接在电压有效值不变的交流电流两端，匝数比不变，所以副线圈电压 不变，即 V ，V 示数不变， 12根据欧姆定律得负载电阻减小，所以变阻器滑片是沿 c→d 的方向滑动，故 A 错 误，D 正确， B、由于 R 两端电压增大，所以滑动变阻器 R 两端电压减小，即电压表 V 示数 03减小，故 B 错误； C、观察到电流表 A 的示数增大了 0.2A，电流表 A 的示数增大了 0.8A，即原线 12圈电流增大量小于副线圈电流增大量， 根据电流与匝数成反比，所以该变压器起降压作用，故 C 错误；故选：D． 第 6 页 共 14 页 第 6 页 4．一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ρ，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（ ） ρnev A． B． C． D． 专题： 电场力与电势的性质专题． 分析： 利用电流的微观表达式求的电流，由电阻的定义式求的电阻，由 E= 求的电场强 度解答： 解：导体中的电流为 I=neSv 导体的电阻为 R= 导体两端的电压为 U=RI 场强为 E= 联立解得 E=ρnev 故选：C 5．如图所示，一束单色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 θ，已知棱镜顶 角为 α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（ ） A BCD．．．．分析： 解答： 由几何关系可明确在 AB 边入射时的入射角和折射角，再由折射定律可求得折 射率． 解： 由折射定律可知，n= ；第 7 页 共 14 页 第 7 页 因入射角和出射角相等，即 i=i′ 故由几何关系可知，β= ；vvi= +β= ；故折射率 n= ；故选：A． 6．如图所示，abcd 为水平放置的平行“⊂”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 θ 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（ ） A． 电路中感应电动势的大小为 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 分析： 解答： 由导体切割磁感线公式可求得感应电动势的大小，由安培力公式 F=BIL 可求得安培 力以；由 P=FV 即可求得功率；注意公式中的 l 均为导轨间的距离． 解：A、电路中感应电动势的大小 E=Blv；公式中的 l 为切割的有效长度，故电动 势 E=Blv；故 A 错误； B、感应电流 i= =；故 B 正确； C、安培力的大小 F=BIL= D、功率 P=FV= ；故 C 错误； ；故 D 错误；故选：B． 第 8 页 共 14 页 第 8 页 7．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为 ，其中 σ 为平面上单位面积 所带的电荷量，ɛ 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，带电量 0为 Q，不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的 静电引力大小分别为（ ） A． B． D． 和和和 C． 和分析： 解答： 由题意可明确两极板单独在极板内部形成的场强大小，根据电场的叠加可明 确合场强； 相互作用力可看作极板在对方场强中的受力，即 F=Eq． 解：两极板均看作无穷大导体板，极板上单位面积上的电荷量 σ= ；则单个 极板形成的场强 E = =，两极板间的电场强度为：2× ；故选：D． =；0两极板间的相互引力 F=E Q= 0二．解答题（共 5 小题） 8．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，互成角度地施加拉力，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： ①用铅笔描下结点位置，记为 O； ②记录两个弹簧测力计的示数 F 和 F ，沿每条细绳（套）的方向用铅笔分别描出几个点，用刻 12度尺把相应的点连成线； 第 9 页 共 14 页 第 9 页 ③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置 O，记录测力计的示数 F ， 3记下细绳的方向 ； ④按照力的图示要求，作出拉力 F ，F ，F ； 123⑤根据力的平行四边形定则作出 F 和 F 的合力 F； 12⑥比较 力 F 与 F 的大小和方向 的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相 3应的改进后再次进行实验． 分析： 该实验采用了等效替代的方法，因此要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同， 即将橡皮筋拉到同一点，力是矢量，因此在记录时要记录大小和方向，步骤③中 要记下细绳的方向，才能确定合力的方向，步骤⑥比较力 F′与 F 的大小和方向， 看它们是否相同，得出结论． 解答： 解：步骤③中要记下细绳的方向，才能确定合力的方向，从而用力的图示法画出 合力； 步骤⑥比较力 F 与 F 的大小和方向，看它们的一致程度，得出结论． 3故答案为：记下细绳的方向；力 F 与 F 的大小和方向． 39．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 100μA、 内阻为 2500Ω 的表头，一个开关，两个电阻箱（0～999.9Ω）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，则应将表头与电 阻箱 并联 （填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为 5.0 Ω． （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表： 第 10 页 共 14 页 第 10 页 123456R（Ω） I（mA） IR（V） 95.0 15.0 1.42 75.0 18.7 1.40 55.0 24.8 1.36 45.0 29.5 1.33 35.0 36.0 1.26 25.0 48.0 1.20 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 IR﹣I 图线； ②根据图线可得电池的电动势 E 是 1.53 V，内阻 r 是 2.0 Ω． 分析： 解答： （1）由电表的改装原理可明确应并联一个小电阻分流来扩大电流表量程，根据并 联电路规律可求得对应的电阻； （2）由描点法得出图象；再由闭合电路欧姆定律求出表达式，由图象即可求出电 动势和内电阻． 解：（1）电流表量程扩大于 50mA，即扩大 =500 倍，则应并联一个小电阻， 其分流应为表头电流的 499 倍，则有：R= ≈5Ω； （2）根据描点法作出 5、6 两点，再由直线将各点相连即得出对应的图象如图所示 ；（3）因 IR 即表示电源的路端电压，则有；IR=E﹣I（r+R ）， A则由图象可知，对应的电动势为 1.53V，内阻为：r= ﹣5=2.0Ω 故答案为：（1）并联，5；（2）①如图所示；②1.53，2.0 10．一质量为 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 v =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 02后以 6m/s 的速度反向运动直至静止．g 取 10m/s ． （1）求物块与地面间的动摩擦因数 μ； （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； （3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W． 第 11 页 共 14 页 第 11 页 分析： 解答： （1）对物块应用动能定理可以求出动摩擦因数． （2）对物块应用动量定理可以求出作用力大小． （3）应用动能定理可以求出物块反向运动过程克服摩擦力做的功． 解：（1）物块从 A 到 B 过程，由动能定理得： 22﹣μmgs =mv ﹣ mv ，代入数据解得：μ=0.32； AB B0（2）以向右为正方向，物块碰撞墙壁过程， 由动量定理得：Ft=mv﹣mv ，即：F×0.05=0.5×（﹣6）﹣0.5×7， B解得：F=﹣130N，负号表示方向向左； 22（3）物块向左运动过程，由动能定理得：W= mv= ×0.5×6 =9J； 答：（1）物块与地面间的动摩擦因数 μ 为 0.32； （2）若碰撞时间为 0.05s，碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小 F 为 130N； （3）物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W 为 9J． 11．在 xOy 平面内，有沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E（图象未画出），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 l 为常 0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． 分析： 解答： （1）由电场力做功的特点可明确 W=Uq，而 U=Ed，求得沿电场线方向上的距离 即可求得功； （2）粒子在 x 轴方向上做匀速直线运动，根据水平位移可明确 AO、BO 及 BC 时间相等，由竖直方向的匀变速直线运动可求得时间； （3）由类平抛运动规律可求得水平和竖直竖直，再由运动的合成与分解求得合 速度． 解：（1）粒子从 A 到 C 电场力做功为 W=qE（y ﹣y ）=3qEl 0AC（2）根据抛体运动的特点，粒子在 x 轴方向做匀速直线运动，由对称性可知， 轨迹是最高点 D 在 y 轴上，可令 t =t =T，t =T； A0 oB BC 由 Eq=ma 得：a= 第 12 页 共 14 页 第 12 页 22又 y= aT y +3l =a（2T） 解得：T= b0则 A 到 C 过程所经历的时间 t=3 ；（3）粒子在 DC 段做类平抛运动，则有：2l =v（2T）；v =a（2T） 0Cx cy v = c=答：（1）粒子从 A 到 C 过程中电场力对它做的功 3qEl 0（2）粒子从 A 到 C 过程所经历的时间 3 （3）粒子经过 C 点时的速率为 ；．12．由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，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 在的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 F ； A（2）B 星体所受合力大小 F ； B（3）C 星体的轨道半径 R ； C（4）三星体做圆周运动的周期 T． 分析： （1）（2）由万有引力定律，分别求出单个的力，然后求出合力即可． （3）C 与 B 的质量相等，所以运行的规律也相等，然后结合向心力的公式即可 求出 C 的轨道半径； （4）三星体做圆周运动的周期 T 相等，写出 C 的西西里岛表达式即可求出． 解答： 解：（1）由万有引力定律，A 星受到 B、C 的引力的大小： 方向如图，则合力的大小为： （2）同上，B 星受到的引力分别为： ，，方向如 第 13 页 共 14 页 第 13 页 图； 沿 x 方向： 沿 y 方向： 可得： =（3）通过对于 B 的受力分析可知，由于： ，，合 力的方向经过 BC 的中垂线 AD 的中点，所以圆心 O 一定在 BC 的中垂线 AD 的 中点处．所以： （4）由题可知 C 的受力大小与 B 的受力相同，对 C 星： 整理得： 答：（1）A 星体所受合力大小是 ；（2）B 星体所受合力大小是 ；（3）C 星体的轨道半径是 ；（4）三星体做圆周运动的周期 T 是 ．第 14 页 共 14 页 第 14 页
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