2015年安徽省高考物理压轴试卷和答案

2015年安徽省高考物理压轴试卷一、本卷共7小题，每小题6分.共42分．在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的．1．（6分）如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是（）A．使匀强磁场均匀增大B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动2．（6分）如图所示，物体A放置在固定斜面上，一平行斜面向上的力F作用于物体A上．在力F变大的过程中，A始终保持静止，则以下说法中正确的是（）A．物体A受到的合力变大B．物体A受到的支持力不变C．物体A受到的摩擦力变大D．物体A受到的摩擦力变小3．（6分）如图所示，内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轻杆两端固定有甲、乙两小球，已知甲球质量小于乙球质量，将两球放入轨道内，乙球位于最低点，由静止释放轻杆后，则下列说法正确的是（）A．甲球可以沿轨道下滑到最低点B．甲球在下滑过程中机械能守恒C．一段时间后，当甲球反向滑回它一定能返回到其初始位置D．在反向滑回过程中，甲球增加的重力势能等于乙球减少的重力势能4．（6分）如图所示的电路，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若将滑动变阻器的滑片向右滑动，则（）A．L1变亮，L2变暗 B．L1变暗，L2变亮C．油滴静止不动D．油滴向下运动5．（6分）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈接上瞬时值为u=220sin100πt的交流电，副线圈接入一个220Ω的电阻，则（）A．副线圈输出电压的频率为100 HzB．流经原副线圈的电流之比为10：1C．原线圈的输入功率为2.2wD．变压器输入、输出功率之比为1：106．（6分）如图，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，BC是以Q为圆心的一段圆弧．AB两点的电势差为10v，正点电荷q沿A→B→C移动，则（）A．点电荷Q带正电B．沿BC运动时电场力做正功C．B点的电场强度与C点的相等D．q在A点时具有的电势能比在C点时的大7．（6分）如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R 连接；导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上．若导体棒ab以一定初速度v0下滑，则ab棒（）A．所受安培力方向水平向右B．可能以速度v0匀加速下滑C．刚下滑瞬间产生的电动势为BLv0D．减少的重力势能等于电阻R产生的内能二、非选择题8．研究小车匀加速直线运动的实验装置如图（甲）所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50HZ，纸带上计数点的间距如图（乙）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．①某同学的部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：（选填字母代号即可）．②图（乙）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s．③计数点6对应的瞬时速度大小计算式为v6=（用题中字母表示）．④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=．9．采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时，由于电表的内阻因素带来了实验的系统误差，为消除电表内阻的影响，某研究性学习小组对此进行了探究实验，设计出如图所示的测量电源电动势E和内电阻r的电路，E′是辅助电源，A，B两点间有一灵敏电流计G．请你补充实验步骤：①闭合开关S1、S2，调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零，这时A、B两点的电势φA、φB的关系是φAφB（选填“大于”、“小于”或“等于”），读出电流表A和电压表V的示数I1和U1，其中I1（选填“大于”、“小于”或“等于”）通过电源E的电流，U1（选填“大于”、“小于”或“等于”）电源E两端的电压②改变滑动变阻器R、R′的阻值，重新使得灵敏电流计G的示数为零，读出电流表A和电压表V的示数I2和U2③由上述步骤中测出的物理量，可以得出电动势E表达式为，内阻r的表达式④该实验中E测E真（选填“大于”、“小于”或“等于”），r测r真（选填“大于”、“小于”或“等于”）10．近年来我国加大了对新能源汽车的扶持力度，新能源汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，在某次新能源汽车性能测试中，图1显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20s 以后的数据，如图2所示，已知汽车质量为1500kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始直线运动，设汽车所受阻力恒定，求：（1）20s末汽车的速度；（2）前20s汽车的位移．11．如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左上侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右下侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁场的一条边界在直线MO上，现有一质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v=，且方向与MO成θ角从M点射入磁场，又向左从MO上的D点（图中未画出）射出磁场进入电场，最后到达O点，不计粒子重力．求：（1）MD的距离L；（2）粒子从M点运动到O点所用的时间（3）磁场区域的最小面积．12．如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b，小车质量M=3kg，AO部分粗糙且长L=2m，动摩擦因数μ=0.3，OB部分光滑．另一小物块a．放在车的最左端，和车一起以v0=4m/s的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a、b两物块视为质点质量均为m=1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g=10m/s2）求：（1）物块a与b碰后的速度大小；（2）当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；（3）当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．2015年安徽省高考物理压轴试卷参考答案与试题解析一、本卷共7小题，每小题6分.共42分．在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的．1．（6分）如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是（）A．使匀强磁场均匀增大B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动【解答】解：原磁场的方向向上，顺时针方向的感应电流的磁场的方向向下，与原磁场的方向相反，所以穿过线圈的磁通量增大．A、使匀强磁场均匀增大，穿过线圈的磁通量增大．故A正确；B、使圆环绕水平轴ab如图转动30°的过程中穿过线圈的磁通量减小．故B错误；C、使圆环绕水平轴cd如图转动30°，的过程中穿过线圈的磁通量减小．故C错误；D、保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，穿过线圈的磁通量保持不变，不能产生感应电流．故D错误．故选：A．2．（6分）如图所示，物体A放置在固定斜面上，一平行斜面向上的力F作用于物体A上．在力F变大的过程中，A始终保持静止，则以下说法中正确的是（）A．物体A受到的合力变大B．物体A受到的支持力不变C．物体A受到的摩擦力变大D．物体A受到的摩擦力变小【解答】解：A、A物体受重力、支持力、摩擦力及拉力的作用而处于静止状态，故合力为零，所以A错误；B、将重力分解到沿斜面和垂直于斜面的方向；在垂直于斜面方向，重力的分力、支持力平衡，F N=mgco sθ，所以支持力不变，所以B正确；C、若F＞mgsinθ，摩擦力沿斜面向下，受力分析如图所示：由平衡得：F f+mgsinθ=F，在力F变大的过程中，故根据平衡条件，静摩擦力逐渐增加；若F≤mgsinθ，摩擦力向上，由平衡得：mgsinθ=F+F f故根据平衡条件，静摩擦力应先减小，后反方向增大，所以CD错误；故选B．3．（6分）如图所示，内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轻杆两端固定有甲、乙两小球，已知甲球质量小于乙球质量，将两球放入轨道内，乙球位于最低点，由静止释放轻杆后，则下列说法正确的是（）A．甲球可以沿轨道下滑到最低点B．甲球在下滑过程中机械能守恒C．一段时间后，当甲球反向滑回它一定能返回到其初始位置D．在反向滑回过程中，甲球增加的重力势能等于乙球减少的重力势能【解答】解：A若甲球沿凹槽下滑到槽的最低点，乙则到达与圆心等高处，但由于乙的质量比甲大，造成机械能增加了，明显违背了机械能守恒定律，故甲球不可能到圆弧最低点，但返回时，一定能返回到初始位置，故A错误，C正确；B、下滑过程中，乙的机械能逐渐增大，所以甲的机械能逐渐减小，则杆对甲做负功，机械能不守恒；故B错误；D、甲与乙两个物体系统机械能守恒，在滑回的开始时刻，甲乙的动能均为零，故在滑回过程中，甲球增加的重力势能等于乙减小的机械能减去甲的动能．故D 错误．故选：C．4．（6分）如图所示的电路，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若将滑动变阻器的滑片向右滑动，则（）A．L1变亮，L2变暗 B．L1变暗，L2变亮C．油滴静止不动D．油滴向下运动【解答】解：AB、在滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I变大．内电压U′=I r，r不变，则内电压U′变大，路端电压变小，所以通过灯L1的电流变小，L1变暗．总电流变大，所以通过灯L2的电流变大，即L2变亮．故A错误，B正确．CD、以上分析可知，灯L2的电流变大，则电压变大，所以电容器板间电压增大，场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动．故C、D错误故选：B．5．（6分）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈接上瞬时值为u=220sin100πt的交流电，副线圈接入一个220Ω的电阻，则（）A．副线圈输出电压的频率为100 HzB．流经原副线圈的电流之比为10：1C．原线圈的输入功率为2.2wD．变压器输入、输出功率之比为1：10【解答】解：A、变压器不会改变电流的周期，则副线圈输出电流的周期为T==0.02s，副线圈输出电压的频率为50 Hz，故A错误；B、当一个副线圈时，电流与匝数成反比，故B错误；C、变压器的输入功率和输出功率相等，由表达式知原线圈的电压有效值为220V，电压与匝数成正比，所以副线圈电压为22V，输出功率P==2.2W，故C正确；D、变压器输入、输出功率之比为1：1，故D错误；故选：C6．（6分）如图，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，BC是以Q为圆心的一段圆弧．AB两点的电势差为10v，正点电荷q沿A→B→C移动，则（）A．点电荷Q带正电B．沿BC运动时电场力做正功C．B点的电场强度与C点的相等D．q在A点时具有的电势能比在C点时的大【解答】解：A、根据AB两点的电势差为10v，可知电场方向沿AB，可知Q为负电荷，故A错误；B、BC为等势面，故沿BC运动时电场力不做功，故B错误；C、根据点电荷的电场强度公式E=，可知两点的电场强度大小相等，但方向不同，不能说电场强度相等，故C错误；D、根据AB两点的电势差为10v，且q为正电荷，故在A点时具有的电势能比在B点时的大，而BC 电势相等，故D正确；故选：D7．（6分）如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R 连接；导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上．若导体棒ab以一定初速度v0下滑，则ab棒（）A．所受安培力方向水平向右B．可能以速度v0匀加速下滑C．刚下滑瞬间产生的电动势为BLv0D．减少的重力势能等于电阻R产生的内能【解答】解：A、根据右手定则判断可知，ab棒中感应电流方向从b→a，由左手定则判断得知，棒ab所受的安培力方向水平向右，如图所示，故A正确．B、若安培力沿导轨向上的分力与重力沿导轨向下的分力大小相等，ab棒可能匀速下滑，故B错误．C、刚下滑瞬间产生的感应电动势为E=BLv0cosθ，故C错误．D、根据能量守恒定律得知，若ab棒匀速下滑，其减少的重力势能等于电阻R 和棒ab产生的内能之和；若ab棒加速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能与棒ab增加的动能之和；若ab棒减速下滑，其减少的重力势能和动能之和等于电阻R和棒ab产生的内能之和，所以减少的重力势能不等于电阻R产生的内能．故D错误．故选：A．二、非选择题8．研究小车匀加速直线运动的实验装置如图（甲）所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50HZ，纸带上计数点的间距如图（乙）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．①某同学的部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：DCBA（选填字母代号即可）．②图（乙）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=0.1s．③计数点6对应的瞬时速度大小计算式为v6=（用题中字母表示）．④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=．【解答】解；（1）根据组装器材，进行实验、数据处理的顺序，上述实验步骤的正确顺序是：DCBA．（2）因为其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出，知相邻两点的时间间隔为0.1s．（3）计数点6对应的瞬时速度大小等于5、7间的平均速度，则．（4）根据△x=aT2得，，，，则．故答案为：①DCBA，②0.1，③，④．9．采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时，由于电表的内阻因素带来了实验的系统误差，为消除电表内阻的影响，某研究性学习小组对此进行了探究实验，设计出如图所示的测量电源电动势E和内电阻r的电路，E′是辅助电源，A，B两点间有一灵敏电流计G．请你补充实验步骤：①闭合开关S1、S2，调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零，这时A、B两点的电势φA、φB的关系是φA等于φB（选填“大于”、“小于”或“等于”），读出电流表A和电压表V的示数I1和U1，其中I1等于（选填“大于”、“小于”或“等于”）通过电源E的电流，U1等于（选填“大于”、“小于”或“等于”）电源E两端的电压②改变滑动变阻器R、R′的阻值，重新使得灵敏电流计G的示数为零，读出电流表A和电压表V的示数I2和U2③由上述步骤中测出的物理量，可以得出电动势E表达式为，内阻r的表达式④该实验中E测等于E真（选填“大于”、“小于”或“等于”），r测等于r真（选填“大于”、“小于”或“等于”）【解答】解：（1）闭合开关S1、S2，调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零，则说明A、B两点的电势φA、φB的关系是φA等于φB，读出电流表和电压表的示数I1和U1，电流表测量的是干路上的电流，故I1等于通过电源E的电流．U1为电源E两端的电压；（2）由闭合电路欧姆定律可知：③E=U1+I1r；E=U2+I2r联立解得：E=；r=④因本实验中所用的电流和电压均是我们需要干路电流及路端电压；故测得的电动势和内阻都是准确的；故答案为：（1）等于，等于，等于；（3），；（3）等于，等于．10．近年来我国加大了对新能源汽车的扶持力度，新能源汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，在某次新能源汽车性能测试中，图1显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20s 以后的数据，如图2所示，已知汽车质量为1500kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始直线运动，设汽车所受阻力恒定，求：（1）20s末汽车的速度；（2）前20s汽车的位移．【解答】解：由牛顿第二定律得：F1﹣f=ma16s末车速：v1=a1t1在6﹣18s内，由牛顿第二定律得：F2﹣f=ma2第18s末车速：v2=v1+a2t2由图知18s后汽车匀速直线运动，牵引力等于阻力，故有：f=F=1500N，解得18s末的车速：v2=26m/s即：20s末的车速：v=26m/s（2）汽车在0﹣6s内的位移：汽车在6﹣18s内的位移：汽车在18﹣20s内的位移：x3=vt3=52m故汽车在前20s的位移：x=x1+x2+x3=478m．答：（1）20s末汽车的速度为26m/s；（2）前20s汽车的位移478m．11．如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左上侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右下侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁场的一条边界在直线MO上，现有一质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v=，且方向与MO成θ角从M点射入磁场，又向左从MO上的D点（图中未画出）射出磁场进入电场，最后到达O点，不计粒子重力．求：（1）MD的距离L；（2）粒子从M点运动到O点所用的时间（3）磁场区域的最小面积．【解答】解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R由牛顿第二定律得：，由几何关系得：L=2Rsinθ，已知：v=，解得：L=；（2）设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由图可知，粒子的初速度的方向与磁场的边界之间的夹角是30°，由运动的对称性可知，粒子在磁场中运动的过程中的偏转角是60°，粒子在匀强磁场中运动时间为t1：，由对称性可知，粒子过MO后方向垂直于电场方向，所以粒子做类平抛运动，设运动的时间为t2，则：x=vt2由几何知识可知：y=xtanθ，则粒子自M进入磁场至O所用的时间t=t1+t2代入数据解得：t=；（3）由题意可知，磁场范围的最小面积△S是粒子在磁场中的轨迹与MD所围成的面积．扇形的面积：，三角形的面积为：又△S=S﹣S'，联立得：△S=；答：（1）MD的距离L=．（2）粒子自M点射入磁场至到达O点所用的时间t=．（3）磁场区域的最小面积为：．12．如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b，小车质量M=3kg，AO部分粗糙且长L=2m，动摩擦因数μ=0.3，OB部分光滑．另一小物块a．放在车的最左端，和车一起以v0=4m/s的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a、b两物块视为质点质量均为m=1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g=10m/s2）求：（1）物块a与b碰后的速度大小；（2）当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；（3）当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．【解答】解：（1）对物块a，由动能定理得：，代入数据解得a与b碰前速度：v1=2m/s；a、b碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv1=2mv2，代入数据解得：v2=1m/s；（2）当弹簧恢复到原长时两物块分离，a以v2=1m/s在小车上向左滑动，当与车同速时，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv2=（M+m）v3，代入数据解得：v3=0.25m/s，对小车，由动能定理得：，代入数据解得，同速时车B端距挡板的距离：=0.03125m；（3）由能量守恒得：，解得滑块a与车相对静止时与O点距离：；答：（1））物块a与b碰后的速度大小为1m/s；（2）当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离为0.03125m（3）当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离为0.125m．。