2016北京高考理综物理试卷以及答案

13．处于n = 3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有

A ．1种 B ．2种 C ．3种 D ．4种

14．下列说法正确的是

A ．电磁波在真空中以光速c 传播 B ．在空气中传播的声波是横波 C ．声波只能在空气中传播 D ．光需要介质才能传播

15．如图所示，弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。以平衡

位置O 为原点，建立Ox 轴，向右为x 轴正方向。若振子位于N 点时开始计时，则其振动图像为

16．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强

度B 随时间均匀增大。两圆环半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b 。

不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是 A ．E a :E b =4:1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a :E b =4:1

，感应电流均沿顺时针方向 C ．E a :E b =2:1，感应电流均沿逆时针方向 D ．E a :E b =2:1，感应电流均沿顺时针方向

17．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，

然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确．．．的是

A ．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B ．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C

．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D ．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

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B

18．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做

匀速圆周运动。下列说法正确的是

A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同 B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同 C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量

19．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下

四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是 ．．．．A ．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B ．一个伏特表和多个定值电阻 C ．一个安培表和一个电阻箱 D ．两个安培表和一个滑动变阻器

20．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动

相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm 、2.5μm 的颗粒物（PM 是颗粒物的英文缩写）。

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。

据此材料，以下叙述正确的是

A ．PM10表示直径小于或等于1.0⨯10-6m 的悬浮颗粒物 B ．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力 C ．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D ．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大

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第二部分（非选择题 共180分）

本部分共11小题，共180分。 21．（18分）

（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种

热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随温度t 变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_______（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_______（选填“敏感”或“不敏感”）。

（2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。

A ．动能变化量与势能变化量 B ．速度变化量与势能变化量 C ．速度变化量与高度变化量

② 除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。

A ．交流电源B ．刻度尺C ．天平（含砝码） ③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ，测得它们到起始点O 的距离分别为h A 、h B 、h C 。

图2

图

1

已知当地重力加速度为g ，打点计时器打点的周期为T 。设重物的质量为m 。从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p =________，动能变化量ΔE k =________。

图3

④ 大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。

A ．利用公式v =gt 计算重物速度 B

．利用公式v = C ．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D ．没有采用多次实验取平均值的方法

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⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2-h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。 22．（16分）

如图所示，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。 （1）求粒子做匀速圆周运动的半径R 和周期T ；

（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向

垂直的匀强电场，求电场强度E 的大小。

23．（18分）

如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m ，电荷量为e ，加速电场电压为U 0。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U ，极板长度为L ，板间距为d 。

（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面

方向的偏转距离∆y ；

（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子

所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U = 2.0×102 V，d = 4.0×10-2 m，m = 9.1×10-31 kg，e = 1.6×10-19 C，g = 10 m/s2。

（3）极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势ϕ

的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”ϕG 的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。

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B

24．（20分）

（1）动量定理可以表示为∆p =F ∆t ，其中动量p 和力F 都是

矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x 、y 两个方向上分别研究。例如，质量为m 的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v ，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。

a ．分别求出碰撞前后x 、y 方向小球的动量变化∆p x 、∆p y ； b ．分析说明小球对木板的作用力的方向。

（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到

物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。

一束激光经S 点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图2所示。图中O 点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO 的夹角均为θ，出射时光束均与SO 平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。 a ．光束①和②强度相同； b ．光束①比②的强度大。

绝密★考试结束前

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图1

图2

2016年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（北京卷）参考答案

第一部分共20小题，每小题6分，共120分。 1． 6． 11． 16．B

2． 7． 12． 17．C

3．

4．

5．

10． 15．A 20．C

8． 13．C 18．B

9． 14．A 19．D

第二部分共11小题，共180分。 21．（18分）

（1）增强；敏感 （2）① A

② AB

2

1⎛h -h A ⎫

③-mgh B ，m C

2⎝2T ⎪⎭

④ C

⑤该同学的判断依据不正确。在重物下落h 的过程中，若阻力f 恒定，根据

1f 2

mgh -fh =m v 2-0⇒v 2=2(g -) h 可知，v -h 图像就是过原点的一条直线。要

2m

想通过v 2-h 图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g 。

22．（16分）

v 2

（1）洛伦兹力提供向心力，有 f =q v B =m

R

m v

带电粒子做匀速圆周运动的半径R =

qB

匀速圆周运动的周期T =

2πR

=2πm

v qB

（2）粒子受电场力F =qE ，洛伦兹力f =q v B 。粒子做匀速直线运动，则

qE =q v B

场强E 的大小 E =v B

23．（18分）

1

（1）根据功和能的关系，有eU 0=m v 02

2

电子射入偏转电场的初速度v 0=

在偏转电场中，电子的运动时间

理科综合能力测试（北京卷）第 6 页（共 8 页）

∆t =

L =v 0偏转距离

1UL 22

∆y =a (∆t ) =

24U 0d

（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有

重力 G =mg ~10-29N 电场力 F =

eU

~10-15N d

由于 F >>G ，因此不需要考虑电子所受重力。

E p q

（3）电场中某点电势ϕ定义为电荷在该点的电势能E p 与其电荷量q 的比值，

即ϕ=

由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能E G 与其质量m 的比值，叫做“重力势”，即ϕG =

E G

。 m

电势ϕ和重力势ϕG 都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定。

24．（20分） （1）a ．

x 方向：

动量变化为 ∆p x =m v sin θ-m v sin θ=0 y 方向：

动量变化为 ∆p y =m v cos θ-(-m v cos θ) =2m v cos θ 方向沿y 轴正方向 b ．

根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y 轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y 轴负方向。

（2）a ．

仅考虑光的折射，设∆t 时间内每束光穿过小球的粒子数为n ，每个粒子动量的大小为p 。

这些粒子进入小球前的总动量为p 1=2np cos θ

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从小球出射时的总动量为 p 2=2np p 1、 p 2的方向均沿SO 向右

根据动量定理 F ∆t =p 2-p 1=2np (1-cos θ) >0

可知，小球对这些粒子的作用力F 的方向沿SO 向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿SO 向左。 b ．

建立如答图所示的Oxy 直角坐标系。 x 方向：

根据（2）a 同理可知，两光束对小球的作用力沿x 轴负方向。 y 方向：

设∆t 时间内，光束①穿过小球的粒

子数为n 1，光束②穿过小球的粒子数为n 2，n 1> n2。

这些粒子进入小球前的总动量为p 1y =(n 1-n 2) p sin θ 从小球出射时的总动量为 p 2y =0

根据动量定理： F y ∆t =p 2y -p 1y =-(n 1-n 2) p sin θ

可知，小球对这些粒子的作用力F y 的方向沿y 轴负方向，根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿y 轴正方向。

所以两光束对小球的合力的方向指向左上方。

答图

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