高考全国3卷物理资料 14页

‎2016年普通高等学校招生全国统一考试（新课标I卷）‎ 理科综合（物理部分）‎ ‎ ‎ 二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项是符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分。有选错的得0分。‎ ‎14、关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是 A、开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B、开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C、开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D、开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 ‎【答案】B ‎【解析】开普勒第三定律是开普勒在天文观测数据的基础上总结的，选项A错误、选项B正确；牛顿找到了行星运动的原因，发现了万有引力定律，选项C、D错误。‎ ‎【考点】本题考查行星运动的规律 ‎15、关于静电场的等势面，下列说法正确的是 A、两个电势不同的等势面可能相交 B、电势线与等势面处处相互垂直 C、同一等势面上各点电场强度一定相等 D、将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 ‎【答案】B ‎【解析】等势面不能相交，选项A错误；根据等势面的性质，电场线和等势面处处垂直，选项B正确；同一电势面各点场强可能相等，也可能不相等，例如等量异种电荷的中垂面，选项C错误；根据W = Uq可得，电场力做负功，选项D错误。‎ ‎【考点】本题考查静电场的等势面。‎ ‎16、一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为 A、 B、 C、 D、‎ ‎【答案】A ‎【解析】 动能变为原来的9倍，则速度变为原来的3倍，根据，解得，选项A正确。 ‎ ‎【考点】本题结合动能考查匀变速直线运动。 ‎ ‎ ‎ ‎17、‎ 如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为（ ） ‎ ‎ A、 B、 C、m D、2m ‎【答案】C ‎【解析】根据几何关系得:,细线的拉力等于小球的重力，圆弧对轻环的弹力一定垂直于圆弧，故中间细线的拉力方向一定与竖直方向夹角为60°，根据2mgcos60°=Mg，解得M=m，选项C正确。‎ ‎【考点】物体的平衡 ‎【难点】根据几何关系得出 ‎ ‎ ‎18、平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从PM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为 ‎ A、 B、 C、 D、‎ ‎【答案】D ‎【解析】粒子的运动轨迹与ON相切，出射点与切点正好是回旋圆的一个直径，故粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为，，解得，选项D正确。‎ ‎【考点】本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动 ‎【小结】带电粒子在有界匀强磁场中运动，不论磁场是什么形状、什么边界，其运动规律都是做匀速圆周运动。因此紧紧把握画图形、找圆心、求半径三步骤才是解决此类问题的根本。‎ ‎ ‎ ‎19、如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是 A、原、副线圈砸数之比为9:1 B、原、副线圈砸数之比为1:9‎ C、此时a和b的电功率之比为9:1 D、此时a和b的电功率之比为1:9 ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】原线圈上电压为电源电压10U减去a灯额定电压U，等于9U，故原、副线圈的电压比9:1，故U1:U2 = n1:n2 = 9：1，选项A正确，B错误；原、副线圈输入、输出功率相等，9UI1 = UI2，I1 ：I2 = 1：9,根据P = UI，a和b的电功率之比为1:9，选项C错误，D正确。‎ ‎【考点】本题考查理想变压器。 ‎ ‎ ‎ ‎20、如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则 A、 B、‎ C、 D、‎ ‎【答案】AC ‎【解析】根据，向心加速度，，解得，选项AC正确，BD错误。‎ ‎【考点】本题考查电磁感应。‎ ‎ ‎ ‎21、如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则 A、两导线框中均会产生正弦交流电 B、两导线框中感应电流的周期都等于T C、在时，两导线框中产生的感应电动势相等 D、两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 ‎【答案】BC ‎【解析】开始阶段两导线框电流大小不变，不是正弦交流电，选项A错误；电流周期等于转动周期，两道线框电流的周期都是T，选项B正确；在时，线框都处于进磁场的状态，感应电动势相等，选项C正确；N线框在一个周期内有一半时间无感应电流，而M线框一直有感应电流，故感应电流的有效值不等，选项D错误。‎ ‎【考点】本题考查电磁感应。‎ ‎ ‎ 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~40题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎ ‎ ‎（一）必考题（共129分）‎ ‎22、某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。‎ ‎ ‎ ‎（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。‎ ‎（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：‎ A、适当增加两导轨间的距离 B、换一根更长的金属棒 C、适当增大金属棒中的电流 其中正确的是 （填入正确选项前的标号）‎ ‎【答案】⑴如图所示（2分）‎ ‎⑵AC（3分）‎ ‎【解析】⑴按照电路图的连接原则连接，滑动变阻器用限流式，金属棒中的电流方向为aa1。‎ ‎（2）增加两导轨间的距离可增大安培力，增大电流也可增大安培力，速度都可增大，选项AC正确；换一根更长的金属棒，安培力没有增大，增加了金属棒的质量，速度反而减小，选项B错误。‎ ‎【考点】本题考查安培力 ‎23、（10分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和 钩码）可以在木板上匀速下滑。‎ ‎（2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N - n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a/(m·s-2)‎ ‎0.20‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a - n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。‎ ‎（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g = 9.8 m·s–2）。‎ ‎（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项前的标号）‎ A、a–n图线不再是直线 ‎ B、a–n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 ‎ ‎ ‎【答案】(3)0.40（2分，0.37—0.49范围内都给分）‎ ‎(4) 如下图所示（3分）‎ ‎  ‎ ‎(5)0.45（3分，0.43—0.49范围内都给分）‎ ‎(6)BC（2分）‎ ‎【解析】（3）根据，代入数据：，解得。‎ ‎（4）使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，如图所示。‎ ‎（5）由解得，利用图像的斜率即可求得：。‎ ‎（6）由得：，斜率增大，直线不过原点，选项BC正确。‎ ‎【考点】本题考查验证牛顿第二定律。‎ ‎ ‎ ‎24、如图，在竖直平面内有由1/4圆弧AB和1/2圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为1/2R。一小球在A点正上方与A相距1/4R处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。‎ ‎（1）求小球在B、A两点的动能之比； ‎ ‎（2）通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。‎ ‎【解析】（1）设小球的质量为m，小球在A点的动能为，由机械能守恒定律得：‎ ‎ ① （2分）‎ 设小球在B点的动能为，同理有： ② （2分）‎ 由①②式得 （2分）‎ ‎（2）若小球能沿轨道运动到C点，小球在C点所受轨道的正压力N应满足：‎ N≥0 ④‎ 设小球在C点的速度大小为，由牛顿运动定律和向心加速度公式得：‎ ‎ ⑤‎ 由④⑤式得，应满足 ⑥ （2分）‎ 由机械能守恒定律得： ⑦ （2分）‎ 由⑥⑦式得：小球恰好可以沿轨道运动到C点。 （2分）‎ ‎ ‎ ‎25、如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求：‎ ‎（1）在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；‎ ‎（2）在时刻t（t>t0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。‎ ‎【解析】（1）在金属棒未越过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为：‎ ‎ ① （1分）‎ 设在从时刻到的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻R的电荷量为。由法拉第电磁感应定律有 ② （1分）‎ 由欧姆定律有： ③ （1分）‎ 由电流的定义得： ④ （1分）‎ 联立①②③④式得： ⑤ （1分）‎ 由⑤式得，在t=0到t=t0的时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值为 ‎ ⑥ （2分）‎ ‎（2）当t＞t0时，金属棒已越过MN右侧做匀速运动，有f=F ⑦（2分）‎ ‎⑦式中f是外加水平恒力，F是匀强磁场施加安培力。设此时回路中的电流为I，F的大小为 ⑧ （1分）‎ 此时金属棒与MN之间的距离为 ⑨ （1分）‎ 匀强磁场穿过回路的磁通量为 （10） （1分）‎ 回路的总磁通量为 （11） （2分）‎ 式中，仍如①式所示。由①⑨（10）（11）式得，在时刻t（t＞t0）穿过回路的总磁场量为：（12） （2分）‎ 在到时间间隔内，总磁通量的改变为：‎ ‎ （13） （1分）‎ 由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为：‎ ‎ （14） （1分）‎ 由欧姆定律得： （15） （1分）‎ 联立⑦⑧（13）（14）（15）式得： （1分）‎ ‎（二）选考题 ‎33、[物理——选修3-3]（15分）‎ ‎（1）（5分）关于气体的内能，下列说法正确的是________（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。‎ A、质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B、气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C、气体被压缩时，内能可能不变 D、一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E、一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 ‎【答案】CDE ‎【解析】如果质量相同而种类不同，则分子数不同，内能不同，故选项A错误；气体内能与机械能无关，故选项B错误；气体压缩可能是等温压缩，选项C正确；一定质量的理想气体内能只与温度有关，选项D正确；等圧膨胀一定升温，内能一定增加，选项E正确。‎ ‎【考点】热力学第一定律 ‎ ‎ ‎（2）（10分）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。‎ ‎【答案】h=9.42cm ‎【解析】式设初始时，右管中空气柱的压强为，长度为；左管中空气柱的压强为，长度为。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为，长度为；左管中空气柱的压强为，长度为。以cmHg为单位。由题给条件可得：‎ ‎ ① （1分）‎ ‎ ② （1分）‎ 下由玻意耳定律得： ③ （2分）‎ 联立①②③式和题给条件得： ④ （1分）‎ 依题意： ⑤ （1分） ⑥ （1分）‎ 由玻意耳定律得： ⑦ （2分）‎ 联立④⑤⑥⑦式和题给条件得 ‎【考点】考查玻意耳定律 ‎ ‎ ‎34、[物理——选修3-4]（15分）‎ ‎（1）（5分）（1）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。‎ A、P、Q两质点运动的方向始终相同 ‎ B、P、Q两质点运动的方向始终相反 ‎ C、当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D、当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E、当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰 ‎【答案】BDE ‎【解析】水面机械波的波长，，，故P、Q两点的运动方向始终相反，选项A错误，B正确；当波源S在平衡位置向上运动时，落后的P点在波峰处，选项D正确；当波源S在平衡位置向下运动时，落后的Q点在波峰处，选项E正确，C错误。‎ ‎ ‎ ‎（2）如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】设球半径为R，球冠底面中心为，连接，则。令，有：‎ 即： ② （1分）‎ 由题意，所以 ③ （1分）‎ 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光路图如图所示。设光线在M点的入射角为、折射角为，在N点的入射角为，玻璃折射率为n。由于为等边三角形，有： ④ （1分）‎ 由折射定律有： ⑤ （1分）‎ 到代入题给条件得： ⑥ （1分）做底面在N点的法线NE，由于，有 ⑦ （1分）根据反射定律，有： ⑧ （1分）连接ON，由几何关系得：‎ ‎，故有： ⑨ （1分）‎ 由⑦⑨式得： （10） （1分）‎ 边于是∠ENO为反射角，ON为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为：‎ ‎ ‎ ‎35、[物理——选修3-5]（15分）‎ ‎（1）（5分）（1）一静止的铝原子核俘获一速度为的质子p后，变为处于激发态的硅原子核。下列说法正确的是_________（填正确的答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，没错选1个扣3分，最低得分为零分） ‎ A、核反应方程为 B、核反应方程过程中系统动量守恒 C、核反应过程中系统能量不守恒 D、核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E、硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致 ‎【答案】ABE ‎【解析】根据质量数电荷数守恒，选项A正确；核反应过程系统动量守恒、能量守恒，选项B错误；核反应方程质量数守恒，质量不守恒，选项D错误；根据核反应过程中系统动量守恒，列式计算，估算知硅原子核速度数量级为10-5m/s，选项E正确。‎ ‎ ‎ ‎（2）（10分）如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为3/4m，两物块与地面间的动摩擦因数均相同。现使a以初速度v0向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。‎ ‎【解析】设物块与地面的动摩擦因数为。若要物块a、b能够发生碰撞，应有：‎ ‎ ① （1分）‎ 即： ② （1分）‎ 设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间，a的速度大小为，由能量守恒得：‎ ‎ ③ （2分）‎ 设在a、b发生碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为、，由动量守恒和能量守恒得： ④ （1分）‎ ‎ ⑤ （1分）‎ 联立④⑤式解得： ⑥ （1分）‎ 由题意，b没有与墙发生碰撞，由功能关系得：‎ ‎ ⑦ （1分）‎ 联立③⑥⑦式，可得： ⑧ （2分）‎ 联立②⑧式，a与b发生碰撞，但b没有与墙发生碰撞的条件为：‎ ‎【考点】动量定理 ‎