2016年全国卷Ⅰ理综物理高考试题(含答案)

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试题类型：A

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R 1，R 2和R 3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s 1=8.89cm，s 2=9.50cm，s 3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s ，试验中重物受到2

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I c 时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9Ω），直流电源（输出电压为U ，内阻不计），滑动变阻器R 1（最大阻值为1000Ω），滑动变阻器R 2（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 ，I c 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“R 1”或“R 2”）。

（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5R 的光滑圆弧轨道相切于C 点，AC=7R ，A 、B 、6

1，重力加速度大小为g 。（取4C 、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μ=

34sin 37︒=，cos 37︒=） 55

（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

改变后Ｐ的质量。

7R 、竖直相距Ｒ，求Ｐ运动到Ｄ点时速度的大小和2

（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

2σ系为Δp =, 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r

p 0=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）111(s 1+s 2) f (s 2+s 3) f (s 3–s 1) f （2）40 222

23．（10分）

（1）连线如图所示。 （2）R 2

（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N 1，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N 2。对于ab 棒，由力的平衡条件得

2mg sin θ=μN1+T +F ①

N 1=2mg cos θ②

对于cd 棒，同理有

mg sin θ+μN2=T ③

N 2=mg cos θ④

联立①②③④式得

F =mg (sin θ–3μcos θ) ⑤

（2）由安培力公式得

F =BIL ⑥

这里I 是回路abdca 中的感应电流。ab 棒上的感应电动势为

ε=BLv ⑦

式中，v 是ab 棒下滑速度的大小。由欧姆定律得

I =ε⑧ R

mgR ⑨ B 2L 2联立⑤⑥⑦⑧式得 v =(sin θ–3μcos θ)

25. （18分）

（1）根据题意知，B 、C 之间的距离为l 为

l =7R –2R ①

设P 到达B 点时的速度为v B ，由动能定理得

mgl sin θ-μmgl cos θ=12mv B ② 2

式中θ=37°，联立①②式并由题给条件得

v B =

（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E p 。P 由B 点运动到E 点的过程中，由动能定理有

12mgx sin θ-μmgx cos θ-E p =0-mv B ④ 2

E 、F 之间的距离l 1为

l 1=4R -2R +x ⑤

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 E p –mgl 1sin θ–μmgl1cos θ⑥

联立③④⑤⑥式并由题给条件得

x =R ⑦

E p =12mgR ⑧ 5

（3）设改变后P 的质量为m 1。D 点与G 点的水平距离x 1和数值距离y 1分别为x 1=75R -R sin θ⑨ 26

55y 1=R +R +R cos θ⑩ 66

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v D ，由D 点运动到G 点的时间为t 。由平抛运动公式有 y 1=12gt ⑪ 2

x 1=v D t ⑫

联立⑨⑩⑪⑪式得

v D =⑬ 设P 在C 点速度的大小为v C 。在P 由C 运动到D 的过程中机械能守恒，有 115522m 1v C =m 1v D +m 1g (R +R cos θ) ⑭ 2266

P 由E 点运动到C 点的过程中，同理，由动能定理有 E p -m 1g (x +5R )sin θ-μm 1g(x +5R )cos θ=联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 12m 1v C ⑮ 2

1m 1=m ⑯ 3

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r 1，气泡内外压强差为∆p 1 ∆p 1=2σ ① r 1

代入题给数据得

∆p 1=28 Pa ②

（ii ）设气泡在水下10m 处时，气泡内空气的压强为p 1，气泡体积为V 1, ；气泡到达水面附近时，气泡内空气压强为p 2，内外压强差为∆p 2，其体积为V 2，半径为r 2。 气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律 p 1V 1=p 2V 2 ③

p 1=p 0+ρgh+∆p 1④

p 2=p 0+∆p 2 ⑤

气泡体积V1和V2分别为

4

3

43V 1=r 2 ⑦ 33V 1=r 1 ⑥

联立③④⑤⑥⑦式得

⎛r 1⎫p 0+∆p 2= ⑧ ⎪⎝r 2⎭ρgh +p 0+∆p 13

由②式知，∆p i

r 2=≈1.3⑨ r 1

34．[物理——选修3-4]（15分）

（1）ACE

（2）（10分）

（i ）如图，设达到池边的光线的入射角为i 。依题意，水的折射率n =

律有

n sin i =sin θ①

由几何关系有

sin i

4，光线的折射角θ=90°。由折射定3

式中，l =3 m，h 是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得

h

③

（ii ）设此时救生员的眼睛到池边的距离为x 。依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ'=45°。由折射定律有

n sin i' =sin θ' ④

式中，i' 是光线在水面的入射角。设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a 。由几何关系有 sin i'

⑤

x +l =a +h' ⑥

式中h' =2 m。联立③④⑤⑥式得

x

⑦

35. [物理-选修3-5]（15分）

（1）ACE

（2）（i ）设∆t 时间内，从喷口喷出的水的体积为∆V ，质量为∆m ，则

∆m =ρ∆V ①

∆V =v 0S ∆t ②

由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为

∆m =ρv 0S ③ ∆t

（ii ）设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h ，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v 。对于∆t 时间内喷出的水，有能量守恒得

11(∆m ) v 2+(∆m ) gh =(∆m ) v 02 ④ 22

在h 高度处，∆t 时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为

∆p =(∆m ) v ⑤

设水对玩具的作用力的大小为F ，根据动量定理有

F ∆t =∆p ⑥

由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得

F =Mg ⑦

联立③④⑤⑥⑦式得

2v 0M 2g ⑧ h =-222g 2ρ2v 0S