2015年江苏高考物理试题及参考答案

2015年普通高等学校招生统一考试(江苏卷)

物理试题

一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个

．．．．选项符合题意. 1．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改为110V，已知变压器原线圈

匝数为800，则副线圈匝数为

（A）200 （B）400 （C）1600 （D）3200

2．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异

邮》中有“玳瑁吸诺”之说，但下列不属于

．．．静电现象的是

（A）梳过头发的塑料梳子吸起纸屑

（B）带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引

（C）小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流

（D）从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉

3．过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕．“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，

轨道半径约为地球绕太阳运动半径为1

20

，该中心恒星与太阳的质量比约为

（A）

1

10

（B）1 （C）5 （D）10

4．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载

流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线

圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，

天平最容易失去平衡的是

5．如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s和2s．关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他

前进的关卡是

（A）关卡2 （B）关卡3

（C）关卡4 （D）关卡5

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计

16分．每小题有多个选项符合题意，全部选对得4分，

选对但选不全得2分，错选或不答得0分．

6．一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t

变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人

对地板的压力

（A ）t =2s 时最大 （B ）t =2s 时最小 （C ）t =8.5s 时最大 （D ）t =8.5s 时最小

7．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左．不计空气阻力，

则小球

（A ）做直线运动 （B ）做曲线运动

（C ）速率先减小后增大， （D ）速率先增大后减小

8．两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c 是

两负电荷连线的中点，d 点在正电荷的正上方，c 、d 到正电荷的距离相等，则

（A ）a 点的电场强度比b 点的大 （B ）a 点的电势比b 点的高 （C ）c 点的电场强度比d 点的大 （D ）c 点的电势比d 点的低

9．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC =h ．圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，恰好能回到A ．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则圆环 （A ）下滑过程中，加速度一直减小

（B ）下滑过程中，克服摩擦力做的功为21

4

mv

（C ）在C 处，弹簧的弹性势能为21

4

mv mgh

（D ）上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度

三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分． 【必做题】 10．（8分）小明利用如题10?1图所示的实验装置测

量一干电池的电动势和内阻．

（1）题10?1图中电流表的示数为___▲___A ． （2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录

如下

请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U ?I 图线．

由图线求得：电动势E=___▲___V；内阻r=___▲___Ω．

（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为___▲___．

11．（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如题11?1图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电．

（1）下列实验操作中，不正确

．．．的有___▲___．

（A）将铜管竖直地固定在限位孔的正下方

（B）纸带穿过限位孔，压在复写纸下面

（C）用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落

（D）在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源

（2）该同学按照正确的步骤进行试验（记为“实验①”），将磁铁从管

口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点

为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，?，8．用

刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离，记录在纸带

上，如题11?2图所示．

计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中

的数据补充完整

（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是___▲___；磁铁受到阻尼作用的变化情况是___▲___．

（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果得到什么结论？

12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，若多做，则按A、B两小题评分．

A．[选修3?3]（12分）

（1）对下列几种固体物质的认识，正确的有___▲___．

（A）食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

（B）烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

（C）天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

（D）石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

（2）在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢地施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力___▲___（选填“增大”、“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能___▲___（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

（3）给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L．请通过计算判断该包装袋是否漏气．

B．[选修3?4]（12分）

（1）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比___▲___．

（A）波速变大（B）波速不变（C）频率变高（D）频率不变

（2）用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s 和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的___▲___倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时___▲___（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射．

（3）人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树

脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点，已知光线的入射

角为30°，OA=5cm，AB=20cm，BP=12cm，求该人造树脂材料的

折射率n．

C．[选修3?5]（12分）

（1）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有

___▲___．

（A）光电效应现象揭示了光的粒子性

（B）热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

（C）黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

（D）动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235

92U是常用的核燃料．235

92

U

受一个中子轰击后裂变成144

56Ba和89

36

Kr两部分，并产生___▲___个中子．要使链式

反应发生，裂变物质的体积要___▲___（选填“大于”或者“小于”）它的临界体积．

（3）取质子的质量m p=1.6726×10?27kg，中子的质量m n=1.6749×10?27kg，α粒子的质量m

α

=1.6467×10?27kg，光速c=3×108m/s，请计算α粒子的结合能．（计算结果保留两位有效数字）

四、计算题：本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要

的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答

案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出

数值和单位．

13．（15分）做磁共振（MRI）检查时，对人体施加的磁场发

生变化时会在肌肉组织中产生感应电流．某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，线圈导线的截面积A=0.08cm2，电阻率ρ=1.5Ω·m．如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零，求：（计算结果保留一位有效数字）

（1）该圈肌肉组织的电阻R；

（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；

（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q．

14．（16分）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的

轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静

止时，弹簧长为3

2

L，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升．弹簧始终

在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：（1）弹簧的劲度系数k；

（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0；

（3）弹簧长度从3

2

L缓慢缩短为

1

2

L的过程中，外界对转动装置所做的功W．

15．（16分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为

U的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片的区域MN =L，且OM =L．某次测量发现MN

中左侧2

3

区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧

1

3

区域QN

仍能正常检测到离子．在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到．（1）求原本打在MN中点P的离子质量m；

（2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；

（3）为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数．（取lg2=0.301，lg3=0.477，lg5=0.699）

物理试题参考答案

一、单项选择题

1. B

2. C

3. B

4. A

5. C 二、多项选择题

6. AD

7. BC

8. ACD

9. BD 三、简答题

10．（1）0.44 （2）（U ?I 图线见右图） 1. 60（1. 58~1. 62都算对） 1.2（1.18~1.26都

算对）

（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大． 11．（1）CD （2）39.0

（3）逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力

（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要

是电磁阻尼作用．

12A ．（1）AD

（2）增大 不变

（3）若不漏气，设加压后的体积为V 1，由等温过程得p 0V 0=p 1V 1代入数据得V 1=0.5L 因为0.45L<0.5L ，故包装袋漏气．

12B ．（1）BC

（2）1.5 不容易

（3）设折射角为γ，由折射定律sin30°=n sin γ

由几何关系知sin PB OA OP γ-=，且()2

2OP PB OA AB =-+

代入数据解得449

n =（或 1.5n ≈）

12C ．（1）AB

（2）3 大于

（3）组成a 粒子的核子与a 粒子的质量差(22)p n a m m m m ?=+- 结合能 2E mc ?=?

代入数据得124.310E J -?=? 四、计算题

13．（1）由电阻定律得2r

R A

πρ=代入数据得

3

610R =?Ω

（2）感应电动势2

B r

E t

π?=?代入数据得

2410V E -=?

（3）由焦耳定律得2

E Q t R

=?代入数据得8810Q -=?J 14．（1）装置静止时，设OA 、AB 杆中的弹力分别为1F 、1T ，OA 杆与转轴的夹角为1θ．

小环受到弹簧的弹力F 弹1=2

L

k

小环受力平衡F 弹1=112cos mg T θ+

小球受力平衡1111cos cos F T mg θθ+=；1111sin sin F T θθ=

解得4mg

k L

=

（2）设OA 、AB 杆中的弹力分别为2F 、2T ，OA 杆与转轴的夹角为2θ ，弹簧长度为x ．

小环受到弹簧的弹力=F 弹2()k x L - 小环受力平衡 =F 弹2mg 得5

4

x L =

对小球22cos F mg θ=；2

220

2sin sin F m l θωθ= 且2cos 2x l

θ=

解得0ω=

（3）弹簧长度为1

2

L 时，设OA 、AB 杆中的弹力分别为3F 、3T ，OA 杆与弹簧的夹角

为3θ．

小环受到弹簧的弹力1

=2

F kL 弹3

小环受力平衡3332cos T mg F θ=+弹 且3cos 4L

l

θ=

对小球3333cos cos F T mg θθ=+,2333333sin sin sin F T m l θθωθ+=

解得3ω=

整个过程弹簧弹性势能变化为零，则弹力做的功为零，由动能定理

23333122(sin )22442L L L L W mg mg m l ωθ????

----=? ? ?????

解得2

16mgl W mgL L

=+

15．（1）离子在电场中加速201

2

qU mv =

在磁场中做匀速圆周运动 2v qvB m r =

解得r =

代入034r L =，解得22

932qB L m U =

（2）由（1）知，202169U r U L = 离子打在Q 点01005

,681

U r L U ==

离子打在N 点r L =，0169U U =则电压的范围010081U ≤U ≤0

169

U （3）由（1

）可知，r 由题意知，第1次调节电压到1U ，使原本Q 点的离子打在N

点

56

L

L = 此时，原本半径为1r 的打在1Q 的离子打在Q

上156L r = 解得2

156r L ??

= ???

第2次调节电压到2U ，原本打在1Q 的离子打在N 点，原本半径为2r 的打在2Q 的

离子打在Q 上，则L

r =

25

6L r =解得3

256r L ??= ???

同理，第n 次调节电压，有1

56n n r L +??

= ???

检测完整，有2n L

r ≤ 解得lg 21 2.86lg 5n ≥

-≈??

???

最少次数为3次.