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2015年普通高等学校招生全国统一考试（新课标1）理科综合能力测试物理试题及答案（解析版）二、选择题（每题6分，第14-18题只有一个选项符合要求，第19-21题有多项符合题目要求，）14.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不等、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区进入到较弱磁场区后，粒子的A轨道半径减小，角速度增大 B.轨道半径减小，角速度减小C. 轨道半径增大，角速度增大 D. 轨道半径增大，角速度减小正确答案：D解析：由于磁场方向与粒子速度方向垂直，所以粒子只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，由得到轨道半径r=mv/Bq；从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，磁感应轻度B减小，其余量不变，所以半径r增大；由v=r知此时r与成反比，所以角速度减小。所以本题D选项正确。15.如图，直线a、b和c、d是处于匀强磁场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则MPNQabcdA直线a位于某一等势面内，MQB直线c位于某一等势面内，MNC若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D若电子由P点运动到Q点，电场力做负功正确答案：B解析：电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功,说明MQ为高电势，NP为低电势。所以直线c位于某一等势线内，但是，选项A错，B对。若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错。电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错。所以本题选项B正确。16.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则RRAU=60V，k= BU=22V，k=CU=60V，k= DU=22V，k=正确答案：A解析：原副线圈电压比等于原副线圈匝数比3:1，而原副线圈电流比等于原副线圈匝数的反比为1:3，由题中条件可知副线圈电压为u，电流I2=u/R，则原线圈电压为3u，电流I1=u/3R，那么原电路的输入电压220V=3u+uR/3R，所以U=66V；原副线圈电阻消耗的功率根据P=I2R，且电阻值相等，电流之比为1:3，可得功率之比为1:9，所以本题A选项正确。RRoPQmN17.一半径为R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到最低点N时，对轨道压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则AW=，质点恰好可以到达Q点BW，质点不能到达Q点CW=，质点到达Q点后，继续上升一段距离DW，质点到达Q点后，继续上升一段距离正确答案：C解析：根据动能定理得P点的动能EKP=mgR，经过N点时，半径方向的合力提供向心力，即4mg-mg=mv2/R，得到N点的动能3mgR/2，在P到N的过程中由动能定理得到摩擦力做功W=-mgR/2；在质点运动过程中，根据左右对称，所以在同一高度，摩擦力做功使得右半幅的速度较小，质点对轨道的压力也小，使得摩擦力也变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到Q的过程中，摩擦力做功Wx2。条纹间距根据数据可得x=2.1mm，根据x=L/d可得d=L/x=0.3mm。（2）（10分）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为25cm/s，两列波在t=0时的波形曲线如图所示,求（i）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标（ii）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间答案：x1=(50+300n)cm ( n=1,2,3)； 0.1s解析：（i）根据两列波的振幅都为8cm，偏离平衡位置位移为16cm的的质点即为两列波的波峰相遇。设质点x坐标为x根据波形图可知，甲乙的波长分别为乙=60cm，甲=50cm则甲乙两列波的波峰坐标分别为x1=50+50K1 (k1=1,2,3) x1=50+80K2 (k2=1,2,3)综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为整理可得x1=(50+300n)cm ( n=1,2,3) （ii）偏离平衡位置位移为-16cm是两列波的波谷相遇的点，t=0时，波谷之差 ( n=1,2,3) 整理可得x=10(6n1-5n2)+5波谷之间最小的距离为x=5cm两列波相向传播，相对速度为2v=50cm/s所以出现偏离平衡位置位移为-16cm的最短时间t=0.1sU0Ov35、（1）（5分）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U0与入射光的频率v的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 。答案 解析：光电效应中，入射光子能量hv，克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压eu=hv- W0；整理得u=(hv- W0)/e，斜率即h/e=k，所以普朗克常量h=ek，截距为，即eb=- W0，所以逸出功W0=-eb（2）（10分）如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间。A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。BAC答案：M解析：设A运动的初速度为v0，A向右运动与C发生碰撞，根据弹性碰撞可得mv=mv1+Mv2可得 要使得A与B发生碰撞，需要满足v10，即mMA反向向左运动与B发生碰撞过程，弹性碰撞整理可得由于mM，所以A还会向右运动，根据要求不发生第二次碰撞，需要满足v3M2解方程可得M
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