1、2016 年普通高等学校招生全国统一考试（新课标 I 卷）理科综合（物理部分）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 1418 题只有一项是符合题目要求，第 1921 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、关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是A、开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B、开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C、开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D、开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【答案】B【解析】开普勒第三定律是开
2、普勒在天文观测数据的基础上总结的，选项 A 错误、选项B 正确；牛顿找到了行星运动的原因，发现了万有引力定律，选项 C、D 错误。【考点】本题考查行星运动的规律15、关于静电场的等势面，下列说法正确的是A、两个电势不同的等势面可能相交B、电势线与等势面处处相互垂直C、同一等势面上各点电场强度一定相等D、将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】等势面不能相交，选项 A 错误；根据等势面的性质，电场线和等势面处处垂直，选项 B 正确；同一电势面各点场强可能相等，也可能不相等，例如等量异种电荷的中垂面，选项 C 错误；根据 W = Uq 可得，电场力做负
3、功，选项 D 错误。【考点】本题考查静电场的等势面。16、一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔 t 内位移为 s，动能变为原来的 9 倍。该质点的加速度为A、 B、 C、 D、2ts23ts24ts28t【答案】A【解析】 动能变为原来的 9 倍，则速度变为原来的 3 倍，根据 ，tvs23解得 ，选项 A 正确。tva32tsa【考点】本题结合动能考查匀变速直线运动。17、如图，两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为 m 的小球。在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。
4、小物块的质量为（ ） A、 B、 C、m D、2m2m23【答案】C【解析】根据几何关系得: ,细线的拉力等于小球的重力，圆弧对轻环的弹01baO力一定垂直于圆弧，故中间细线的拉力方向一定与竖直方向夹角为 60，根据2mgcos60=Mg，解得 M=m，选项 C 正确。【考点】物体的平衡【难点】根据几何关系得出 012baO18、平面 OM 和平面 ON 之间的夹角为 30，其横截面（纸面）如图所示，平面 OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为 q（q0 ）。粒子沿纸面以大小为 v 的速度从 PM 的某点向左上方射入磁场，速度与 OM
5、成 30角。已知粒子在磁场中的运动轨迹与 ON 只有一个交点，并从OM 上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线 O 的距离为A、 B、 C、 D、qmv2qmv3qBmv2qBmv4【答案】D【解析】粒子的运动轨迹与 ON 相切，出射点与切点正好是回旋圆的一个直径，故粒子离开磁场的出射点到两平面交线 O 的距离为 ， ，解得03sin2rdqBmv，选项 D 正确。qBmvrd4【考点】本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动【小结】带电粒子在有界匀强磁场中运动，不论磁场是什么形状、什么边界，其运动规律都是做匀速圆周运动。因此紧紧把握画图形、找圆心、求半径三步骤才是解决此类
6、问题的根本。19、如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b。当输入电压 U为灯泡额定电压的 10 倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是A、原、副线圈砸数之比为 9:1 B、原、副线圈砸数之比为 1:9C、此时 a 和 b 的电功率之比为 9:1 D、此时 a 和 b 的电功率之比为 1:9 【答案】AD【解析】原线圈上电压为电源电压 10U 减去 a 灯额定电压 U，等于 9U，故原、副线圈的电压比 9:1，故 U1:U2 = n1:n2 = 9：1，选项 A 正确，B 错误；原、副线圈输入、输出功率相等，9UI 1 = UI2，I 1 ：I 2 = 1：9,根据
7、 P = UI，a 和 b 的电功率之比为 1:9，选项 C 错误，D 正确。【考点】本题考查理想变压器。20、如图，一固定容器的内壁是半径为 R 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为 m 的质点 P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为 W。重力加速度大小为 g。设质点 P 在最低点时，向心加速度的大小为 a，容器对它的支持力大小为 N，则A、 B、mRWga)(2mRWga2C、 D、N3N)(【答案】AC【解析】根据 ，向心加速度 ， ，解得21mvWgRRva2Rvmag2， 选项 AC 正确，BD 错误。a)(2WgN3【考点】本题考查电磁感应。21、如图
8、，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框 M、N 在 t=0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则A、两导线框中均会产生正弦交流电B、两导线 框中感应电流的周期都等于 TC、在 时，两导线框中产生的感应电动势相等8TtD、两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC【解析】开始阶段两导线框电流大小不变，不是正弦交流电，选项 A 错误；电流周期等于转动周期，
9、两道线框电流的周期都是 T，选项 B 正确；在 时，线框T81都处于进磁场的状态，感应电动势相等，选项 C 正确；N 线框在一个周期内有一半时间无感应电流，而 M 线框一直有感应电流，故感应电流的有效值不等，选项 D 错误。【考点】本题考查电磁感应。三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第 2232 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 3340 题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题（共 129 分）22、某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和 a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的 N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨
10、的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A、适当增加两导轨间的距离B、换一根更长的金属棒C、适当增大金属棒中的电流其中正确的是 （填入正确选项前的标号）【答案】如图所示（2 分）AC（3 分）【解析】按照电路图的连接原则连接，滑动变阻器用限流式，金属棒中的电流方向为aa1。（2）增加两导轨间的距离可增大安培力，增大电流也可增大安培力，速度都可增大，选项 AC 正确；换一根更长的金属棒，安培力没有增大，增加了金属棒的质量
11、，速度反而减小，选项 B 错误。【考点】本题考查安培力23、（10 分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5 个，每个质量均为 0.010kg。实验步骤如下：（1）将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。（2）将 n（依次取 n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余 N - n 各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同
12、时用传感器记录小车在时刻 t相对于其起始位置的位移 s，绘制 s-t 图像，经数据处理后可得到相应的加速度 a。（3）对应于不同的 n 的 a 值见下表。n=2 时的 s-t 图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留 2 位有效数字），将结果填入下表。n 1 2 3 4 5a/(ms-2) 0.20 0.58 0.78 1.00（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出 a - n 图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。（5）利用 an 图像求得小车（空载）的质量为_kg（保留 2 位有效数字，重力加速度取 g = 9.8 ms2）
13、。（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_（填入正确选项前的标号）A、an 图线不再是直线 B、an 图线仍是直线，但该直线不过原点Can 图线仍是直线，但该直线的斜率变大【答案】(3)0.40（2 分，0.370.49 范围内都给分）(4) 如下图所示（3 分）(5)0.45（3 分，0.430.49 范围内都给分）(6)BC（2 分）【解析】（3）根据 ，代入数据： ，解得 。21ats2179.0a2/39.0sm（4）使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，如图所示。（5）由 解得 ，利用图像的斜率即可求得：NmMng)(nNmg。k4.0（6）
14、由 得：agn)()(，斜率增大，直线不过原点，选项 BC 正确。Nmga【考点】本题考查验证牛顿第二定律。24、如图，在竖直平面内有由 1/4 圆弧 AB 和 1/2 圆弧 BC 组成的光滑固定轨道，两者在最低点 B 平滑连接。AB 弧的半径为 R，BC 弧的半径为 1/2R。一小球在 A 点正上方与 A相距 1/4R 处由静止开始自由下落，经 A 点沿圆弧轨道运动。（1）求小球在 B、A 两点的动能之比； （2）通过计算判断小球能否沿轨道运动到 C 点。【解析】（1）设小球的质量为 m，小球在 A 点的动能为 ，由机械能守恒定律得：kAE （2 分4RgEkA）设小球在 B 点的动能为 ，
15、同理有： （2kBE45RmgkB分）由式得 （2 分5kAB）（2）若小球能沿轨道运动到 C 点，小球在 C 点所受轨道的正压力 N 应满足：N0 设小球在 C 点的速度大小为 ，由牛顿运动定律和向心加速度公式得：v22RvmgN由式得， 应满足 （2CvRvmgC2分）由机械能守恒定律得： （2214Cv分）由式得：小球恰好可以沿轨道运动到 C 点。 （2 分）25、如图，两条相距 l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为 R 的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为 S 的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小
16、 B1随时间 t 的变化关系为 B1=kt，式中 k 为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界 MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为 B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在 t0时刻恰好以速度 v0越过 MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求：（1）在 t=0 到 t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；（2）在时刻 t（tt 0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。【解析】（1）在金属棒未越过 MN 之前，t 时刻穿过回路的磁通量为： （1 分）ktS设在
17、从 时刻到 的时间间隔内，回路磁通量的变化量为 ，流过电阻tR 的电荷量为 。由法拉第电磁感应定律有 （1qt-分）由欧姆定律有： （1Ri分）由电流的定义得： （1tqi分）联立式得： （1 分tRkS|）由式得，在 t=0 到 t=t0的时间间隔内，流过电阻 R 的电荷量 q 的绝对值为 （2 分）tRkSq|（2）当 tt 0时，金属棒已越过 MN 右侧做匀速运动，有 f=F （2分）式中 f 是外加水平恒力，F 是匀强磁场施加安培力。设此时回路中的电流为I，F 的大小为 lIB0（1 分）此时金属棒与 MN 之间的距离为 （1)(0tvs分）匀强磁场穿过回路的磁通量为 （10） （1
18、分lsB0）回路的总磁通量为 （11） （2 分t）式中， 仍如式所示。由（10）（11）式得，在时刻 t（tt 0）穿过回路的总磁场量为： （12） kSlvBt 0（2 分）在 到 时间间隔内，总磁通量的改变 为：ttt（13） （1tkSlvBt)(0分）由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为：（14） （1|tt分）由欧姆定律得： （15） （1RIt分）联立（13）（14）（15）式得： （1RlBkSlvf00)(分）（二）选考题33、物理选修 3-3（15 分）（1）（5 分）关于气体的内能，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
19、，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）。A、质量和温度都相同的气体，内能一定相同B、气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C、气体被压缩时，内能可能不变D、一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E、一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【答案】CDE【解析】如果质量相同而种类不同，则分子数不同，内能不同，故选项 A 错误；气体内能与机械能无关，故选项 B 错误；气体压缩可能是等温压缩，选项 C 正确；一定质量的理想气体内能只与温度有关，选项 D 正确；等圧膨胀一定升温，内能一定增加，选项 E 正确。【考点】热力学第一定律（2）（10 分）一 U
20、 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。【答案】h=9.42cm【解析】式设初始时，右管中空气柱的压强为 ，长度为 ；左管中空气柱的压强为1p1l，长度为 。活塞被下推 h 后，右管中空气柱的压强为 ，长度为 ；02p2l 1p1l左管中空气柱的压强为 ，长度为 。以 cmHg 为单位。由题给条件可得：2l （1cm
21、Hg)0.5(01分） （1 分l )2(1）下由玻意耳定律得： （211lpl分）联立式和题给条件得： （1cmHg41分）依题意： （112p分） （hccl 20.50.41 分）由玻意耳定律得： （222lpl分）联立式和题给条件得 cmh4.9【考点】考查玻意耳定律34、物理选修 3-4（15 分）（1）（5 分）（1）由波源 S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为 20 Hz，波速为 16 m/s。已知介质中 P、Q 两质点位于波源 S 的两侧，且 P、Q和 S 的平衡位置在一条直线上，P、Q 的平衡位置到 S 的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6
22、 m，P、Q 开始震动后，下列判断正确的是_（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、P、Q 两质点运动的方向始终相同 B、P、Q 两质点运动的方向始终相反 C、当 S 恰好通过平衡位置时，P、Q 两点也正好通过平衡位置D、当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰E、当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 在波峰【答案】BDE【解析】水面机械波的波长 ， ， ，故 P、Q 两点mfv8.04319.5418.06的运动方向始终相反，选项 A 错误，B 正确；当波源 S 在平衡位置向上运动时，
23、落后 的 P 点在波峰处，选项 D 正确；当波源 S 在平衡位置向下运动时，T4319落后 的 Q 点在波峰处，选项 E 正确，C 错误。8（2）如图，玻璃球冠的折射率为 ，其底面镀银，底面的半径是球半径的 倍；在3 23过球心 O 且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的 A 点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。【答案】 015【解析】设球半径为 R，球冠底面中心为 ，连接 ，则 。令 ，OABO 有： A23cos即： （1 分0）由题意 ，所以 （1 分ABM06OM）设图中 N 点为光线在球冠内底面上
24、的反射点，所考虑的光路图如图所示。设光线在 M 点的入射角为 、折射角为 ，在 N 点的入射角为 ，玻璃折射率为 n。ii由于 为等边三角形，有： O06i（1 分）由折射定律有： （1sini分）到代入题给条件 得： （130分）做底面在 N 点的法线 NE，由于 ，有 AMNE/03i（1 分）根据反射定律，有： 0i（1 分）连接 ON，由几何关系得：，故有： （1MOA06分）由式得： （10） （103EN分）边于是ENO 为反射角，ON 为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角 为：0015-18ENO35、物理选
25、修 3-5（15 分）（1）（5 分）（1）一静止的铝原子核 俘获一速度为 的质子 p 后，变Al2713 m/s10.7为处于激发态的硅原子核 。下列说法正确的是_（填正确的答案标号，Si2814选对一个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，没错选 1 个扣 3 分，最低得分为零分） A、核反应方程为iAlp81473B、核反应方程过程中系统动量守恒C、核反应过程中系统能量不守恒D、核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E、硅原子核速度的数量级为 105m/s，方向与质子初速度方向一致【答案】ABE【解析】根据质量数电荷数守恒，选项 A 正确；核反应
26、过程系统动量守恒、能量守恒，选项 B 错误；核反应方程质量数守恒，质量不守恒，选项 D 错误；根据核反应过程中系统动量守恒，列式计算，估算知硅原子核速度数量级为 10-5m/s，选项E 正确。（2）（10 分）如图所示，水平地面上有两个静止的小物块 a 和 b，其连线与墙垂直：a 和 b 相距 l；b 与墙之间也相距 l；a 的质量为 m，b 的质量为 3/4m，两物块与地面间的动摩擦因数均相同。现使 a 以初速度 v0向右滑动，此后 a 与 b 发生弹性碰撞，但 b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为 g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。【解析】设物块与地面的动摩擦因数为 。若要物块 a、b 能够发生碰撞，应有： （1mglv201分）即： （1 分l20）设在 a、b 发生弹性碰撞前的瞬间，a 的速度大小为 ，由能量守恒得：1v （2 分mglv21201）设在 a、b 发生碰撞后的瞬间，a、b 的速度大小分别为 、 ，由动量守恒和1v2能量守恒得： （12143vv分） （1 分）2121)(m联立式解得： （11278v分）由题意，b 没有与墙发生碰撞，由功能关系得： （1 分）glmv43)(212联立式，可得： （2lv1320分）联立式，a 与 b 发生碰撞，但 b 没有与墙发生碰撞的条件为：glvl213020【考点】动量定理
