高考四川卷理综物理试题解析解析版 10页

‎2016年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）‎ 理科综合·物理·试题解析 第Ⅰ卷（选择题 共42分）‎ ‎1． 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中 A．动能增加了1900J B．动能增加了2000J C．重力势能减小了1900J D．重力势能减小了2000J ‎【答案】C ‎【解析】由题可得，重力做功1900J，则重力势能减少1900J ，可得C正确D错误。由动能定理：‎ 可得动能增加1800 J，则A，B错误。‎ ‎2． 如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则 A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗 C．原、副线圈两端电压的比值不变 ‎ D．通过原、副线圈电流的比值不变 ‎【答案】B ‎【解析】由变压器相关知识得：‎ ‎ ①‎ 原，副线圈减去相同的匝数后：‎ ‎ ②‎ ‎②-①可以得出：‎ ‎ ‎ 则说明的比值变大，则可得出C、D选项错误。‎ 对应的变大，由于原线圈电压恒不变，则不变，那么 减小，电灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，则选B。‎ ‎3． 国务院批复，自2016年起将‎4月24日设立为“中国航天日”。‎1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；‎1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为 A．a2>a1>a3 B．a3>a2>a1 C．a3>a1>a2 D．a1>a2>a3‎ ‎【答案】D ‎【解析】由于东方红二号卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，可得出：‎ 由于，,则可以得出：；‎ 又由万有引力定律：‎ 由题目中数据可以得出：‎ 则可以得出, 故整理，得出选项D正确。‎ ‎4． 如图所示，正六边形区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从点沿 方向射入磁场区域，当速度大小为时，从点离开磁场，在磁场中运动的时间为，当速度大小为时，从点离开磁场，在磁场中运动的时间为，不计粒子重力。则 A． ， ‎ B． ， ‎ C． ， ‎ D． ， ‎ ‎【答案】A ‎【解析】由题可得带正电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，且洛伦兹力提供作圆周运动的向心力，由公式 ‎，‎ 可以得出, 又由 且粒子运动一周为，可以得出时间之比等于偏转角之比。由下图看出偏转角之比为2：1。‎ 则，可得选项A正确，B，C，D错误。‎ ‎5． 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini-sinr图像如图乙所示，则 A．光由A经O到B，n=1.5‎ B．光由B经O到A，n=1.5‎ C．光由A经O到B，n=0.67‎ D．光由B经O到A，n=0.67‎ ‎【答案】B ‎【解析】在本题可以得出，介质折射率的计算为空气中的角度和介质中角度的正弦值之比，空气中角度较大，对应正弦值较大，对应图乙中，由折射率计算公式 又由于题目中所说的入射角为，可以得出光线是从。 故选项B正确，A，C，D错误。‎ ‎6． 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点。波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示，则 A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B．该波从P传到Q的时间可能为7s C．该波的传播速度可能为2m/s D．该波的波长可能为6m ‎【答案】AD ‎【解析】读图可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q为实线。从0时刻开始，质点Q的起振方向沿y轴正方向，所以A选项正确。由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T=6s，质点Q的振动图像向左平移4s后与P点的振动图像重合，意味着Q比P的振动滞后了4s，即P传到Q的时间可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间为 ，n=0，1，2，…，即=4s，10s，16s，…，所以B选项错误。由，考虑到简谐波的周期性，当=4s，10s，16s，…时，速度v可能为2.5m/s，1m/s，0.625m/s，…，所以C选项错误。同理，考虑周期性， 可得，波长可能为15m，6m，3.75m，…，所以D选项正确。故此题答案选择AD。‎ ‎7． 如图所示，电阻不计，间距为L的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有（ ）‎ ‎【答案】BC ‎【解析】设金属棒在某一时刻速度为，由题意可知，感应电动势，环路电流，即；安培力，方向水平向左，即；两端电压，即；感应电流功率，即。‎ 分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿运动第二定律可得，‎ ‎，即加速度。因为金属棒从静止出发，所以 ，且 ，即 ，加速度方向水平向右。‎ ‎(1)若，，即，金属棒水平向右做匀加速直线运动。有，说明，也即是，，，，所以在此情况下没有选项符合；‎ ‎(2)若，随增大而增大，即随v增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知选项符合；‎ ‎(3)若，随增大而减小，即随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合；‎ 综上所述，、选项符合题意。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共68分）‎ ‎8．（17分）‎ I．（6分）用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。‎ ‎（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是______。‎ ‎（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量______。‎ A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块（含遮光片）的质量 ‎（3）增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将______。‎ A．增大 B．减小 C．不变 ‎【答案】（1）　（2）C 　（3）B ‎ II．（11分）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。‎ 实验主要步骤：‎ ‎（ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；‎ ‎（ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；‎ ‎（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图线（U、I都用国际单位）；‎ ‎（ⅳ）求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）电压表最好选用______；电流表最好选用______。‎ A．电压表（0-3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0-3V，内阻约3kΩ）‎ C．电流表（0-200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0-30mA，内阻约2Ω）‎ ‎（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______。‎ A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 ‎（3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。‎ ‎【答案】（1）A、C （2）C （3），‎ ‎【解析】（1）电压表内阻越大，分得的电流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的A电压表；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为，所以选量程为的C电流表。‎ ‎(2)由电路分析可知，滑片右移电压表示数变大，意味着滑动变阻器接入电路部分阻值增大，考查A选项两导线都接在金属柱两端上，接入电阻为0；考查B选项若两导线都接电阻丝两端，接入电阻为最大阻值，不会变化；考查C选项一导线接金属杆左端，一导线接电阻丝左端，则滑片右移时阻值增大，符合题意；考查D选项一导线接金属杆右端，一导线接电阻丝右端，则滑片右移阻值减小，不符合题意。‎ ‎(3)由，得，对比伏安特性曲线可知，图像斜率大小，所以电源内阻；令,得，由题意知与横轴截距为，所以，则。‎ ‎9．（15分）中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。‎ 如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为，进入漂移管E时速度为，电源频率为，漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取。求：‎ ‎（1）漂移管B的长度；‎ ‎（2）相邻漂移管间的加速电压。‎ ‎【解析】（1）设高频脉冲电源的频率为f，周期为T；质子在每个漂移管中运动的时间为t；质子进入漂移管B时速度为 ；漂移管B的长度为 。则 ‎ ①‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ 联立①②③式并代入数据得 ‎ ④‎ ‎（2）设质子的电荷量为q，质量为m，荷质比为e；质子进入漂移管B时动能为；质子进入漂移管E时速度为，动能为；质子从漂移管B运动到漂移管E，动能的增加量为；质子每次在相邻漂移管间被电场加速，电场的电压为U，所做的功为W。则 ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ ‎ ⑨‎ 质子从漂移管B运动到漂移管E共被电场加速3次，根据动能定理有 ‎ ⑩‎ 联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式并代入数据得 ‎ ⑪‎ 答：（1）漂移管B的长度为0.4 m ‎ ‎（2）相邻漂移管间的加速电压为6×104 V。‎ ‎10．（17分）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4 m时，车头距制动坡床顶端38 m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍。货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ=1，sinθ=0.1，g=10 m/s2。求：‎ ‎（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；‎ ‎（2）制动坡床的长度。‎ ‎【解析】（1）解：设货物质量为，受到货车支持力大小为，车对货物摩擦力大小为，受力分析如图 货物与货车间滑动摩擦因数为，货物减速时加速度大小为，根据牛顿第二定律得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ 联立方程①②③，代入数据得 ‎ ④‎ 方向沿坡面向下 ‎（2）解：设货物对车压力大小为，对车摩擦力大小为，根据牛顿第三定律 ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ 车质量为，受到坡面支持力大小为，坡面对车阻力大小为，受力分析如图 车减速时加速度大小为，根据牛顿第二定律得 ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ 由题意得 ‎ ⑨‎ 联立⑤⑥⑦⑧⑨代入数据得 ‎ ⑩‎ 方向沿坡面向下 设货车和货物共同的初速度大小为，货物相对货车滑动4m用时，货物相对地面位移大小为，货车相对地面位移大小为，根据运动学公式有 ‎ ⑪‎ ‎ ⑫‎ ‎ ⑬‎ 联立⑪⑫⑬，代入数据得 ‎ ⑭‎ 车长为，货物相对车滑动4m时车头距顶端，坡长为 ‎ ⑮‎ 代入数据，解之得 ‎ ⑯‎ 答：(1) 货物在车厢内滑动时加速度的大小为，方向沿斜面向下 ‎(2) 制动坡床的长度为 ‎11．（19分）如图所示，图面内有竖直线DD＇，过DD＇且垂直于图面的平面将空间分成Ⅰ、Ⅱ两区域。区域Ⅰ有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于图面的匀强磁场B（图中未画出）；区域Ⅱ有固定在水平地面上高h=2l、倾角的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD＇距离s=4l，区域Ⅱ可加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD＇上，距地面高H=3l。零时刻，质量为m、带电量为q的小球P在K点具有大小v0=、方向与水平面夹角的速度。在区域Ⅰ内做半径r=的匀速圆周运动，经C点水平进入区域Ⅱ。某时刻，不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放，在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点。不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知，g为重力加速度。‎ ‎（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求释放小球A的时刻tA；‎ ‎（3）若小球A、P在时刻t=(为常数)相遇于斜面某处，求此情况下区域Ⅱ的匀强电场的场强E，并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。‎ ‎【解析】（1）小球在I区做匀速圆周运动，则小球必定带正电且所受电场力与重力大小相等。设I区磁感应强度大小为，由洛伦兹力提供向心力得：‎ ‎ ①‎ ‎ ②‎ 带入题设数据得：‎ ‎ ③‎ ‎（2）小球先在I区以为圆心做匀速圆周运动，由小球初速度和水平方向夹角为可得，小球将偏转角后自点水平进入II区做类平抛运动到斜面底端点，如图所示。‎ 设做匀速圆周运动的时间为，类平抛运动的时间为则：‎ ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ 小球自斜面顶端释放后将沿斜面向下做匀加速直线运动，设加速度的大小为，释放后在斜面上运动时间为。‎ 对小球受力分析，设小球质量为，斜面对小球的支持力为，如图所示。‎ 由牛顿第二定律得：‎ ‎ ⑨‎ ‎ ⑩‎ 小球的释放时刻满足：‎ ‎ ⑪‎ 联立④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪得：‎ ‎ ⑫‎ ‎（3）小球在在斜面上相遇即小球运动的时间为，小球从开始运动至斜面上先做时间的匀速圆周运动，然后自点进入II区做类平抛运动，设运动时间为，加速度为，电场强度为，以竖直向下为正：‎ ‎ ⑬‎ ‎ ⑭‎ 类平抛运动在水平方向，竖直方向满足：‎ ‎、 ⑮‎ 由图中几何关系：‎ ‎ ⑯‎ 联立④⑤⑥⑬⑭⑮⑯得：‎ ‎ ⑰‎ 小球落在斜面上则：‎ ‎， ⑱‎ ‎ ⑲‎ 将⑲带入⑰讨论单调性得：‎ ‎ ⑳‎ 其中“、”代表方向， 电场强度向上时大小的范围为，‎ 电场强度向下时大小的范围为 ，‎ 所以电场的极大值为，竖直向上；极小值为0‎ 答：（1）磁场强度大小为 ‎（2）小球释放时刻为 ‎（3）电场强度为，极大值，竖直向上；极小值0。‎ 试卷为手动录入，难免存在细微差错，如您发现试卷及解析中的问题，敬请谅解！‎ 转载请注明出处！‎