2015年安徽高考理综试题（物理部分）14．图示是α粒子（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 ．MB ．NC ．PD ．Q 【答案】C【解析】同种电荷相排斥，库仑力沿两者连线指向受力物体，由牛顿第二定律知，加速度也沿两者连线指向受力物体。
【启示】本题考查力电综合问题，涉及库仑定律和牛顿第二定律等知识点，意在考察学生理解能力和分析能力，注意方向性。
15．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 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为221rq q k F =，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 ．kg·A 2·m 2B ．kg·A -2·m 3·s -4C ．kg·m 2·C -2D ．N·m 2·A -2 【答案】B【解析】根据单位制，k 的单位为N·m 2·C -2，而1N= 1kg·m·s -2，1C=1 A·s ，代入得k 的单位为kg·A -2·m 3·s -4，故答案为B ．【启示】本题考查单位制，意在考察学生对物理公式熟记情况和灵活运用能力。
16．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变流电源两端，R 0为定值电阻，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 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是 A ．电压表V 1示数增大 B ．电压表V 2、V 3示数均增大 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【答案】D【解析】根据变压器原理，输出电压U 2保持不变，而A 2示数变大说明回路电阻变小，所以滑动变阻器电阻R 减小了，即变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动，故答案为D ． 【启示】17．一根长为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 A ．22mveLB ．e Sn mv 2C ．nev ρD ．SL ev ρ【答案】C【解析】根据电流的微观表达式I nesv =、欧姆定律U I R =、电阻定律LR Sρ=及电势差与电场强度的关系U EL =可得金属棒内的电场强度大小E nev ρ=，故答案为C ． 【启示】18．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 ．2αsin 2θαsin +B ． 2θsin 2θαsin+ C ．)2αθsin(θsin D ．)2θαsin(αsin【答案】A【解析】根据对称性知，12∠=∠，34∠=∠，又12θ=∠+∠，根据几何关系，5απ+∠=，345π∠+∠+∠=，所以122θ∠=∠=，342α∠=∠=，即入射角132i θα+=∠+∠=，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为sinsin 2sin 3sin 2i n αθα+==∠，答案为A ．【启示】19．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θsin BlvB ．电路中感应电流的大小为rθsin BvC ．金属杆所受安培力的大小为rθsin lv B 2D ．金属杆的发热功率为θsin r lv B 22【答案】B【解析】金属棒的有效切割长度为l ，电路中感应电动势的大小E Blv =，选项A 错误；金属棒的电阻sin rl R θ=，根据欧姆定律电路中感应电流的大小sin E Bv I R rθ==，选项B 正确；金属杆所受安培力的大小2sin l B lvF BI r θ==，选项C 错误；根据焦耳定律，金属杆的发热功率为222sin B lv P I R rθ==，选项D 错误．答案为B ．【启示】本题考查折射率的计算，需要考生结合几何知识求解。
20.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2σε，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0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 ．S εQ 0和S εQ 02B ．02Q S ε和S εQ 02+ + + - - - SC ．02QS ε和202Q S ε D ．S εQ 0和202Q S ε【答案】D【解析】由题意，单块极板产生的电场强度为002Q E Sε=，根据电场的叠加原理，极板间的电场强度大小002QE E Sε==，选项B 、C 错误；由于一块极板在另一块极板处产生的电场强度处处相同，借用微元和累加的思想，所以另一块极板所受电场力为2002Q F QE S ε==，故选项A 错误．答案为D ．【启示】考查电场知识，给出新内容，需要学生联系学过物理知识，理解然后应用，注意对称性应用。
21．（18分）I ．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 1和F 2，沿每条细绳（套）的方向用铅笔分别描出几个点，用刻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 3， ；④按照力的图示要求，作出拉力F 1、F 2、F 3； ⑤根据力的平行四边形定则作出F 1和F 2的合力F ；⑥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。
【答案】③沿此时细绳（套）的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线；⑥F 和F 3．【启示】考查验证力的平行四边形定则，只要注意方向，就不会出错，知道哪个是实际值，哪个是实验值。
Ⅱ．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100 μA ，内阻为2500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0—999.9 Ω）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50 mA 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下表。
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。
【答案】（1）并联 5.0； （2）①倾斜直线（略）；②1.53 2.0【解析】（1）100μA g I =，2500g R =Ω，量程50mA I =，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻 5.0g g gI R R I I ==Ω-；（2）根据闭合电路欧姆定律，E IR Ir =+，即图1图2IR E Ir =-，所以IR I -图像的纵轴截距即等于电池的电动势E 的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r 的大小，由图像可求出E =1.53 V ， 2.0r =Ω．【启示】本题考查了电表的改装和测量电源的电动势和内阻实验，两者相结合也是高考热点。
22．（14分）一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点，距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙，如图所示。
物块以v 0=9 m/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7 m/s ，碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止。
g 取10 m/s 2。
（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；（2）若碰撞时间为0.05 s ，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 。
【答案】（1）0.32； （2）130 N ； （3）9 J【解析】（1）由A 到B 做匀减速运动，2202BAB v v ax -=，由牛顿第二定律mg ma μ-=，联立得0.32μ=（或根据动能定理2201122B AB mv mv mgx μ-=-，得0.32μ=）（2）根据动量定理，取水平向左为正方向，有B B F t mv mv '∆=-，代入数据，得130N F =（3）根据动能定理，2102B W mv '-=-，所以9J W =．【启示】本题考查了动能定理、动量定理和做功等知识。
本题也适应于我们新课标区选修3-5考试的计算题，难度不算太大。
23．（16分）在xOy 平面内，有沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E （图中未画出），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 0为常数。
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。
A【答案】（1）03W qEl =； （2）AC t = （3）C v =【解析】（1）电场力做功与路径无关，A 、C 间沿电场线方向的距离03y l ∆=，所以电场力做功03W qE y qEl =∆=；（2）由对称性知，轨迹最高点在y 轴上，设为P 点，带电粒子在水平方向做匀速直线运动，又A 、P 、B 、C 的水平间距相等，均为l 0，所以三段轨迹经历时间也相等，设为t 0，由P 到C 竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，有:1:3PB BC y y ∆∆=，0PB y l ∆=，由P 到B ，有20012qE l t m=，解得0t =A 到C 过程所经历的时间03AC t t ==； （3）由P 到C ，水平速度0022x v t l=，所以00x l v t ==，竖直方向00242y v t l =，所以0044y x l v v t==，即粒子经过C点时的速率C x v ===【启示】考查带电粒子在电场中的运动、抛体运动等知识。
