高考理综物理全国Ⅰ卷试题及答案

绝密★启封并使用完毕前 试题类型： 2016 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（物理） 注意事项： 1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。 3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题共 126 分） 本卷共 21 小题，每小题 6 分，共 126 分。 可能用到的相对原子质量： 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 14~17 题只有一项是符合题 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。 14.一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，极板间的电场强度变大 B.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大 C.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 D.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，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.11 B.12 C.121 D.144 16.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 R1，R2 和 R3 的阻值分别为 3Ω ，1Ω ，4Ω ， 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.2 B.3 C.4 D.5 17.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.1h B.4h C.8h D.16h 18.一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 19.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 20.如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面（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 21.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其 v-t 图像如图所示。已知两车在 t=3s 时并排行驶，则 A.在 t=1s 时，甲车在乙车后 B.在 t=0 时，甲车在乙车前 7.5m C．两车另一次并排行驶的时刻是 t=2s D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为 40m 第 II 卷（非选择题共 174 分） 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题，每个试题考生都必须做答。第 33 题~第 40 题为选考题，考生根据要求做答。 （一）必考题（共 129 分） 22.(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 20Hz、30Hz 和 40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。学科&网 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他条件进行推算。 （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 B 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 落的加速度的大小为________. （2）已测得 1s =8.89cm， 2s =9.50cm， 3s =10.10cm；当重力加速度大小为 9.80m/ 2s ，试验中重物受到 的平均阻力大小约为其重力的 1%。由此推算出 f 为________Hz。 23.（10 分） 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度达到或超过 60°C 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 Ω），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 1000Ω），滑动变阻器 2R （最大 阻值为 2000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。学科&网 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的升高而减小，在 60°C 时阻值为 650.0Ω。 （1） 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。学科&网 （2）在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，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；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。 24.（14 分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，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μ，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。 25.（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 5 6 R 的光滑圆弧轨道相切于 C 点，AC=7R，A、B、 C、D 均在同一竖直面内。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，最高点到达 F 点，AF=4R，已知 P 与直轨道间的动摩擦因数 1= 4  ，重力加速度大小为 g。（取 3 4sin37 375 5    ，cos ） （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点左下方，与Ｃ点水平相距 7 2 R 、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。 （二）选考题：共 45 分。请考生从给出的 3 道物理题、3 道化学题、2 道生物题中每科任选一题做答，并 用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在 答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。 33．[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Δp 与气泡半径 r 之间的关 系为Δp=2σ r ,其中σ=0.070 N/m。现让水下 10 m 处一半径为 0.50 cm 的气泡缓慢上升，已知大气压强 p0=1.0×105 Pa，水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小 g=10 m/s2。 （i）求在水下 10 m 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。 34．[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 1.8 m./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 15 s。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 6 Hz C．该水面波的波长为 3 m D．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 3.0 m。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。 （i）求池内的水深； （ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为 2.0 m。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）。 35.【物理——选修 3-5】 （1）（5 分）现用一光电管进行光电效应的实验，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 v0 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ρ，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。 2016 年新课标Ⅰ理综物理高考试题答案 14．D 15．D 16．B 17．B 18．BC 19．BD 20．AB 21．BD 22．（5 分） （1） 1 2 (s1+s2)f 1 2 (s2+s3)f 1 2 (s3–s1)f （2）40 23．（10 分） （1）连线如图所示。 （2）R2 （3）①650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过 20 mA，报警器可能损坏 ②c 报警器开始报警 24．（14 分） （1）设导线的张力的大小为 T，右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 N1，作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F， 左斜面对 cd 棒的支持力大小为 N2。对于 ab 棒，由力的平衡条件得 2mgsin θ=μN1+T+F① N1=2mgcos θ② 对于 cd 棒，同理有 mgsin θ+μN2=T③ N2=mgcos θ④ 联立①②③④式得 F=mg(sin θ–3μcos θ)⑤ （2）由安培力公式得 F=BIL⑥ 这里 I 是回路 abdca 中的感应电流。ab 棒上的感应电动势为 ε=BLv⑦ 式中，v 是 ab 棒下滑速度的大小。由欧姆定律得 I= R  ⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式得 v=(sin θ–3μcos θ) 2 2 mgR B L ⑨ 25.（18 分） （1）根据题意知，B、C 之间的距离为 l 为 l=7R–2R① 设 P 到达 B 点时的速度为 vB，由动能定理得 21sin cos 2 Bmgl mgl mv    ② 式中θ=37°，联立①②式并由题给条件得 2Bv gR ③ （2）设 BE=x。P 到达 E 点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为 Ep。P 由 B 点运动到 E 点的过程中，由 动能定理有 2 p B 1sin cos 0 2mgx mgx E mv      ④ E、F 之间的距离 l1 为 l1=4R-2R+x⑤ P 到达 E 点后反弹，从 E 点运动到 F 点的过程中，由动能定理有 Ep–mgl1sin θ–μmgl1cosθ⑥ 联立③④⑤⑥式并由题给条件得 x=R⑦ p 12 5E mgR ⑧ （3）设改变后 P 的质量为 m1。D 点与 G 点的水平距离 x1 和数值距离 y1 分别为 1 7 5 sin2 6x R R   ⑨ 1 5 5 cos6 6y R R R    ⑩ 式中，已应用了过 C 点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实。 设 P 在 D 点的速度为 vD，由 D 点运动到 G 点的时间为 t。由平抛运动公式有 2 1 1 2y gt ⑪ x1=vDt⑫ 联立⑨⑩⑪⑪式得 D 3 55v gR ⑬ 设 P 在 C 点速度的大小为 vC。在 P 由 C 运动到 D 的过程中机械能守恒，有 2 2 1 1 1 1 1 5 5( cos )2 2 6 6C Dm v m v m g R R    ⑭ P 由 E 点运动到 C 点的过程中，同理，由动能定理有 2 p 1 1 1 1( 5 )sin m g( 5 )cos 2 CE m g x R x R m v       ⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 1 1 3m m ⑯ 33.[物理-选修 3-3]（15 分） （1）BDE （2）（10 分） （i）当气泡在水下 h=10 m 处时，设其半径为 r1，气泡内外压强差为∆p1 ∆p1= 1 2 r  ① 代入题给数据得 ∆p1=28 Pa ② （ii）设气泡在水下 10m 处时，气泡内空气的压强为 p1，气泡体积为 V1,；气泡到达水面附近时，气泡内空 气压强为 p2，内外压强差为∆p2，其体积为 V2，半径为 r2。 气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律 p1V1=p2V2 ③ p1=p0+ρgh+∆p1④ p2=p0+∆p2 ⑤ 气泡体积 V1 和 V2 分别为 V1= 3 1 4 3 rπ ⑥ V1= 3 2 4 3 rπ ⑦ 联立③④⑤⑥⑦式得 3 0 21 2 0 1 p pr r gh p p          ⑧ 由②式知，∆pi