2015年高考真题(天津卷)物理试题详尽解析(Word版)

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2015年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）

理科综合 物理部分

物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至7页，共120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。

祝各位考生考试顺利！

第Ⅰ卷

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6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） 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 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

a 的单色光，则两光

b 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xa2m和xb6m，图乙为

质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是

y/m O –

图甲 2 4 6 8 10 x/m

–

图乙 O 2 4 6 8 10 t/s y/m 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

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旋转舱 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

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

L 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m

环下滑到最大距离的过程中 A．圆环的机械能守恒 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6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，全部选对得6分，选对但选不全的得3分，选错或者不答的得0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R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则 A A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 R P B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小

Q R0 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E1，之后

进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么

A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多

+ 屏 B．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间相同 + – – D．三种粒子一定打到屏上的同一位置， 【答案】AD

8．P1、P2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s1、s2做匀速圆周运动，图中

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P1、P2周围的a与r的反比关系，它们左端点a 横坐标相同。则

A．P1的平均密度比P2的大 B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小 C．s1的向心加速度比s2的大 D．s1的公转周期比s2的大 【答案】AC

O 2P1 P2 r2

第II卷

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）

（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、

A B 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。

①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_________。

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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 C．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

②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为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T1；然后保持悬点位置不变，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T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L．用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=____________

42L【答案】①BC ②2

T1T22（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，内电阻约为1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电键，导线外，还有下列器材供选用；

A．电流表：量程，内电阻约为1Ω B．电流表：量程3A，内电阻约为

C．电压表：量程3V，内电阻约为30kΩ D．电压表：量程6V，内电阻约为60kΩ E．滑动变阻器：0~1000Ω，额定电流 F．滑动变阻器：0~20Ω，额定电流2A

①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）

②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）

– g + h – c + d f e d f a + – b b c ③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】① A D F ②ad cg fh ③

11UR 或U 或 R（横纵坐标互换亦可） URRU10．（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v1m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦力因数0.5．设皮带足够长，取g10m/s，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求

（1）邮件滑动的时间t

（2）邮件对地的位移大小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

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2m v 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

【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=μmg ① 取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有

Ft=mv–0 ② 由①②式并代入数据得

t=0.2s ③ （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=mv2/2–0 ④ 由①④式并代入数据得

x=0.1m ⑤

（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 ⑥ 摩擦力对皮带做的功

W=–Fs ⑦ 由①③⑥⑦式并代入数据得

W=–2J ⑧ 11．（18分）

如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，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）磁场上下边界间的距离H． a b 【答案】(1) 4倍 (2)

Q28l mge c f p q d 2l 【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v1

E1=2Blv1 ① 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 I1E1 ② R磁场区

设此时线框所受安培力为F1，有

F12I1lB ③ 由于线框做匀速运动，其受力平衡，有

mg=F1 ④ 由①②③④式得 v1mgR ⑤ 4B2l2mgR ⑥ 22Bl 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 v2 由⑤⑥式得 v2=4v1 ⑦ （2）线框自释放直到cd边进入磁场前，有机械能守恒定律，有

2 2mgl=mv1/2 ⑧ 线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有 mg（2lH）1212mv2mv1Q ⑨ 22----完整版学习资料分享----

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由⑦⑧⑨式得 HQ28l ⑩ mg12、（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1层 第2层 第n层 q …… ……

（1）求粒子在第2层磁场中运动时速度v2的大小与轨迹半径r2；

（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n，试求sinn； （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) 2qEd2mEdnqd (2) B (3)见解析 mBq2mE（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

2qEd 由式①解得

v2212mv2 ① 2qEd ② m 粒子在第二层磁场中受到的洛伦兹力充当向心力，有

2v2 qv2Bm ③

r2 由②③式解得

2mEd ④

Bq（2）设粒子在第n层磁场中运动的速度为vn，轨迹半径为rn（各量的下标均代表粒子所在层数，下同）。

12 nqEdmvn ⑤

22vn qvnBm ⑥

rn 粒子进入第n层磁场时，速度的方向与水平方向的夹角为n，从第n层磁场右侧边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为n，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

r2 vn1sinn1vnsinn ⑦ 由图1看

rnsinnrnsinnd ⑧ 由⑥⑦⑧式得

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图1 αn rn rn θn d 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

rnsinrn1sinn1d ⑨ 由⑨式看出r1sin1, r2sin2, ……, rnsinn为一等差数列，公差为d，可得 rnsinnr1sin1(n1)d ⑩ 当n=1时，由图2看出

r1sin1d ⑪ 由⑤⑥⑩⑪式得

sinnBnqd ⑫ 2mEd r1 θ1 （3）若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，则

θ1 n图2

2 sinn1 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

q，假设能穿出第n层磁场右侧边m，由于界，粒子穿出时速度方向与水平方向的夹角为n 则导致

qq> mm1 sinn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。 说明n

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