2016年高考北京理综试题及答案解析(物理精编版) 6页

‎2016年普通高等学校招生全国统一考试（北京卷）‎ 理科综合能力测试（物理）‎ 第一部分（选择题 共48分）‎ ‎13．【2016年北京，13，6分】处于能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（ ）‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 ‎【答案】C ‎【解析】因为是大量氢原子，所以根据可得有3种可能，故C正确，故选C。‎ ‎【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，知道数学组合公式的应用，另外需要注意题中给的是“大量”氢原子还是一个氢原子。‎ ‎14．【2016年北京，14，6分】下列说法正确的是（ ）‎ A．电磁波在真空中以光速c传播 B．在空气中传播的声波是横波 ‎ C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播 ‎【答案】A ‎【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固体中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误，故选A。‎ ‎【点评】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定。‎ ‎15．【2016年北京，15，6分】如图所示，弹簧振子在、之间做简谐运动。以平衡位置 ‎ 为原点，建立轴。向右为的轴的正方向。若振子位于点时开始计时，则其振动图 像为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】由于向右为正方向，振子位于点时开始计时，所以0时刻位移为正，在正向最大位移处，将向左运动，即负方向运动，故选A。‎ ‎【点评】在考纲上简写振动这一块要求学生能从振动图象上获取信息，会求简谐运动的路程和位移，以及掌握简谐运动的表达式。‎ ‎16．【2016年北京，16，6分】如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环、，磁场方向与圆 环所在平面垂直。磁感应强度随时间均匀增大。两圆坏半径之比为，圆环中产生的 感应电动势分别为和，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（ ）‎ A．，感应电流均沿逆时针方向 B．，感应电流均沿顺时针方向 C．，感应电流均沿逆时针方向 D．，感应电流均沿顺时针方向 ‎【答案】B ‎【解析】根据法拉第电磁感应定律可得，根据题意可得，故，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的变大，即产生向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿顺时针方向，故选B。‎ ‎【点评】对于楞次定律，一定要清楚是用哪个手判断感应电流方向的，也可以从两个角度理解，一个是增反减同，一个是来拒去留，对于法拉第电磁感应定律，需要灵活掌握公式，学会变通。‎ ‎17．【2016年北京，17，6分】中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：‎ ‎“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁 场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（ ）‎ ‎ A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 ‎【答案】C ‎【解析】根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；地磁南极在地 理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B正确；由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤 道处才与地面平行，C错误；在赤道处磁场方向水平，而射线是带点的粒子，运动方向垂直磁场方向，‎ 根据左手定则可得射向赤道的粒子受到的洛伦兹力作用，D正确，故选D。‎ ‎【点评】地球本身是一个巨大的磁体．地球周围的磁场叫做地磁场．地磁北极在地理南极附近．地磁南极在地理 北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。‎ ‎18．【2016年北京，18，6分】如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨 后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是（ ）‎ A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 ‎ D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 ‎【答案】B ‎【解析】从轨道1变轨到轨道2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式，故只要半径相同，加速度则相同由于卫星在轨道1做椭圆运动，运动半径在变化，所以过程的加速度在变，B正确C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误，故选B。‎ ‎【点评】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算。‎ ‎19．【2016年北京，19，6分】某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（ ）‎ A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B．一个伏特表和多个定值电阻 C．一个安排表和一个电阻箱 D．两个安培表和一个滑动变阻器 ‎【答案】D ‎【解析】A中根据闭合回路欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，A正确；B中根据欧姆定律可得，测量多组数据可求解，B正确；C中根据欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，C正确；D中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D错误，故选D。‎ ‎【点评】对于闭合回路欧姆定律的应用，一定要注意公式形式的变通，如本题中，，，结合给出的仪器所测量的值，选择或者变通相对应的公式。‎ ‎20．【2016年北京，20，6分】雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用、分别表示直径小于或等于、的颗粒物（是颗粒物的英文缩写）。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，的浓度随高度的增加略有减小，大于的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是（ ）‎ A．表示直径小于或等于的悬浮颗粒物 B．受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力 C．和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D．浓度随高度的增加逐渐增大 ‎【答案】C ‎【解析】根据信息可知，A错误；由于微粒处于静止状态，受到空气分子作用力的合力与重力等大方向，故B错误；和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，C正确；大于 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，D错误，故选C。‎ ‎【点评】对于信息题，不要过多注意题目的长度，一定要仔细阅读题文，从题文中找出相应的信息，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，布朗运动既不颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映。‎ 第二部分（非选择题 共72分）‎ ‎21．【2016年北京，21，18分】‎ ‎（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力__________（选填 ‎“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更__________（选填“敏 感”或“不敏感”）。‎ ‎（2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。‎ ‎①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ）。‎ ‎ A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 ‎②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必 须使用的两种器材是（ ）。‎ A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）‎ ‎③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为。从打到打点的过程中，重物的重力势能变化量　　　　，动能变化量　　　　。‎ ‎④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是（ ）。‎ A．利用公式计算中午速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响 D．没有采用多次试验去平均值的方法 ‎⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确。‎ ‎【答案】（1）增强；敏感（2）①A；②AB；③，；④C；⑤该同学的判断依据不正确 ‎【解析】（1）由于温度越高，热敏电阻阻值越小，即对电流的阻碍作用越小，则导电能力越强，根据图像可知热敏电阻在相同的温度范围变化时，阻值变化越大，则越敏感。‎ ‎（2）①根据机械能量守恒定律可得，故需要比较动能变化量与势能变化量，A正确；‎ ‎②电磁打点计时器使用的是交流电源，故A正确；因为在计算重力势能变化量时，需要用到纸带 上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B正确；根据可得等式两边的质量 抵消，故不需要天平，C错误；‎ ‎ ③重力势能改变为，由于下落过程中是匀变速直线运动，所以根据中间时刻规律可得B 点的速度为，所以；‎ ‎ ④实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C正确；‎ ‎ ⑤该同学的判断依据不正确，在重物下落的过程中，若阻力恒定，根据 可知，图像就是过原点的一条直线。要向通过图像的方法验证机械 能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近。‎ ‎【点评】解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度。‎ ‎22．【2016年北京，22，16分】如图所示，质量为，电荷量为的带电粒子，以初速度沿垂直磁场方 向射入磁感应强度为的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。‎ ‎（1）求粒子做匀速圆周运动的半径和周期；‎ ‎（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度的 大小。‎ 解：（1）洛伦兹力提供向心力，有，带电粒子做匀速圆周运动的半径，‎ 匀速圆周运动的周期。‎ ‎（2）粒子受电场力，洛伦兹力，粒子做匀速直线运动，则，‎ 电场强度的大小。‎ ‎【点评】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路：1．正确的受力分析除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意、电场力和磁场力的分析．2．正确分析物体的运动状态找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况．（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）．（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．‎ ‎（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这 时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，‎ 因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成。‎ ‎23．【2016年北京，23，18分】如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，‎ 沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为，‎ 电荷量为，加速电场电压为，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压 为，极板长度为，板间距为。‎ ‎（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度和从电场射出时沿 垂直版面方向的偏转距离；‎ ‎（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知，，，，。‎ ‎（3）极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。‎ 解：（1）根据功能关系，可得，电子射入偏转电场的初速度，‎ 在偏转电场中，电子的运动时间，偏转距离。‎ ‎ （2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力，电场力，由于，因此不需要考虑电子所受的重力。‎ ‎（3）电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能与其电荷量的比值即，由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能与其质量的比值，叫做重力势，即，电势和重力势都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定。‎ ‎【点评】带电粒子在电场中偏转问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型．解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解．此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力。‎ ‎24．【2016年北京，24，20分】‎ ‎（1）动量定理可以表示为，其中动量和力 都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的、两个方 向上分别研究。例如，质量为的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞 后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是，如图1所示。碰撞过程中 忽略小球所受重力。‎ a．分别求出碰撞前后、方向小球的动量变化Δpx、Δpy；‎ b．分析说明小球对木板的作用力的方向。‎ 解： a．在沿方向，动量变化为，在沿方向上，动量变化为，向沿y轴正方向。‎ b．根据动量定理可知，木板对小球作用力沿轴正方向，根据牛顿第三定律可得小球对木板作用力的方向 沿轴负方向。‎ ‎（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照 射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊 效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。一束激光经S 点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小 球的光路如图②所示，图中点是介质小球的球心，入射时光束①和②与的 夹角均为，出射时光束均与平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束 因折射对小球产生的合力的方向。 a．光束①和②强度相同；‎ b．光束①比②强度大。‎ 解：a．仅考虑光的折射，设时间内没束光穿过小球的例子数为，每个例子动量的大小为。‎ 这些粒子进入小球前的总动量为，从小球出射时的总动量为，、的方向均沿 向右根据动量定理可得：，可知，小球对这些粒子的作用力的方 向沿向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿向左。‎ b．建立如图所示的直角坐标系，方向：根据（2）a同理可知，两光束对小 球的作用力沿轴负方向。Y方向：设时间内，光束①穿过小球的粒子数为 ‎ ‎，光束②穿过小球的粒子数为，这些粒子进入小球前的总动量为 ‎，从小球出射时的总动量为，根据动量定理：‎ ‎，可知，小球对这些粒子的作用力的方向 沿轴负方向，根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿轴正方向，所以两光束对小球的合力的 方向指向左上方。‎ ‎【点评】把小球入射速度和反射速度沿方向和方向进行分解，再根据动量的变化量等于末动量减初动量求解即可，‎ 注意动量是矢量，有大小也有方向，解决本题的关键建立物理模型，可将光子抽象成小球，根据动量定理进行分析其受力情况。‎