2016年高考全国I卷物理试题及答案

1/162016年普通高等学校招生全国统一考试(I卷)一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求，第18~21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。1、一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器()A、极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B、极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C、极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D、极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变2、现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为()A、11B、12C、121D、1443、一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻12RR、和3R的阻值分别是31、和4，○A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A、2B、3C、4D、54、利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A、1hB、4hC、8hD、16h5、一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A、质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B、质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C、质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D、质点单位时间内速率的变化量总是不变2/166、如图，一光滑的轻滑轮用细绳'OO悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()A、绳'OO的张力也在一定范围内变化B、物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C、连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D、物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化7、如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()A、Q点的电势比P点高B、油滴在Q点的动能比它在P点的大C、油滴在Q点的电势能比它在P点的大D、油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小8、甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其vt图像如图所示。已知两车在3ts时并排行驶，则()A、在1st时，甲车在乙车后B、在0t时，甲车在乙车前7.5mC、两车另一次并排行驶的时刻是2stD、甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m二、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9、(5分)某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz30Hz、和40Hz。打出纸带的一部分如图（b）所示。该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出3/16B点时，重物下落的速度大小为______________，打出C点时重物下落的速度大小为_____________，重物下落的加速度大小为_____________。(2)已测得1238.89cm9.50cm10.10cmSSS，，，当地重力加速度大小为29.80m/s，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%，由此推算出f为__________Hz。10、(10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60C时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过cI时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器1R（最大阻值为1000），滑动变阻器2R（最大阻值为2000），单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节。已知U约为18V，cI约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60C时阻值为650.0。(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器_____________（填“1R”或“2R”）。(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______；滑动变阻器的滑片应置于_______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是________________________________。②将开关向_______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_____________________。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。4/1611、(14分)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小。5/1612、(18分)如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为56R的光滑圆弧轨道相切于C点，7ACRABCD，、、、均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出）随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，4AFR。已知P与直轨道间的动摩擦因数14，重力加速度大小为g。（取3sin375，4cos375）(1)求P第一次运动到B点时速度的大小。(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能。(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点的左下方，与C点水平相距72R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。6/16（二）选考题[物理——选修3-3]（15分）(1)(5分)关于热力学定律，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．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡(2)(10分)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为2pr，其中0.070N/m。现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升。已知大气压强501.010Pap，水的密度331.010kg/m，重力加速度大小210m/sg。(i)求在水下10m处气泡内外的压强差；(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。7/16[物理——选修3-4]（15分）(1)(5分)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。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．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6HzC．该水面波的波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移(2)(10分)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43。(i)求池内的水深；(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。8/16[物理——选修3-5]（15分）(1)(5分)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。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．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关(2)(10分)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度0v竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为g，求：(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。9/162016年高考新课标1卷物理参考答案一、选择题。1、D由4πrSCkd可知，当云母介质抽出时，r变小，电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据QCU可知，当C减小时，Q减小。再由UEd，由于U与d都不变，故电场强度E不变。2、D设质子的质量数和电荷数分别为1m、1q，一价正离子的质量数和电荷数为2m、2q，对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得：2102qUmv；得2qUvm①；在磁场中应满足2vqvBmr②。由题意，由于两种粒子从同一入口垂直进入磁场，从同一出口垂直离开磁场，故在磁场中做匀速圆周运动的半径应相同．由①②式联立求解得匀速圆周运动的半径12mUrBq，由于加速电压不变，故1212212111rBmqrBmq；其中211212BBqq，，可得121144mm；故一价正离子与质子的质量比约为144。3、B解法一：当S断开时，电路如左图所示。由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压11UUIR；得13UUI①；根据变压器原副边电压关系：1122UnUn②，副线圈中的电流：222235UUIRR③，联立①②③得：21235nUInI④。当S闭合时，电路如右图所示，由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压114UUIR＇=，得112UUI＇=⑤，根据变压器原副边电压关系：1122UnUn＇＇⑥，副线圈中的电流得：22221UUIR＇＇＇=⑦，联立⑤⑥⑦得212124nUInI⑧，联立④⑧解得123nn。解法二：设开关S断开前后，变压器的等效电阻为R和R，由于变压器输入功率与输出功率相同，