03高考新课标ⅡI卷理综物理试题及解答.docx
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03高考新课标ⅡI卷理综物理试题及解答
2016年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试•物理试题部分（III卷）
第Ⅰ卷（选择题共126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．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
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．电场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
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
A．
B．
C．
D．
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．小物块的质量为
A．
B．
mC．mD．2m
M
18．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（q>0）．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．粒子离开磁场的射点到两平面交线O的距离为
A．
B．
C．
D．
U
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:
9
C．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
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
P
持力大小为N，则
A．a=
B．a=
C．N=
D．N=
N
21、如图，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，以相同的周日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T
C．在时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．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
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．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极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直．
金属棒
（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）．
长木板
23．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．途中，置于试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，一段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快，使小车9（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个钩码仍留在小车内；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
5
a/m•s–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：
当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．
图（c）
图（b）
（5）利用a–n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=9.8m•s–2）．
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤
（1），下列说法正确的是_________（填入正确选项钱的标号）
A．a–n图线不再是直线
B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大
C
24．如图，在竖直平面内由
圆弧AB和
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
．一小球在A点正上方与A相距
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．
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，磁感应强度打下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（t>t0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小．
S
（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】
（1）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，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
活塞
（2）一U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=75.0cmHg．环境温度不变．
34．【物理选修3-4】
（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20Hz，波速为16m/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15.8m、14.6m，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
M
（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．
35．【物理选修3-5】
（1）一静止的铝原子核
俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变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，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p+
→
B．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
a
（2）．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
m，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．
参考答案：
14．B；本题考查物理学史．开普勒总结了天体运动，找出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，B选项正确，ACD错误．
15．B；本题考查了电势，等势面，电场力做功．等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D错误．
16．A；本题考查了匀变速直线运动规律的应用．设初速度为v1，末速度为v2，根据题意可得9•
mv
=
mv
，得v2=3v1，又v=v0+at，则3v1=v1+at，解得v1=
at，代入s=v1t+
at2解得a=
，选项A正确．
17．C；本题考查了共点力平衡条件．设圆弧的圆心为O，小物块悬点为O′，因ab=R，则Oab为等边三角形，由几何关系可知，∠aO′b=120°，绳子拉力T=mg，小物块受到两条绳子的拉力作用，且大小相等，夹角为120°，则合力大小为mg．因为小物块受到绳子拉和重力作用，处于静止状态，故拉力的合等于小物块重力，即为mg，所以小物块的质量为m，C选项正确．
18．D；本题考查了带电粒子在有界磁场中的运动．粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，则轨迹与ON相切，设切点为C，入射点为B，出射点为A，粒子在磁场中运动轨迹圆心为O′，则由几何关系可知，AB=2rsin30°=r，则ΔO′AB为等边三角形，∠O′AB=60°，又∠MON=30°，∠OCA=90°，则CO′A为一条直线，所以ΔAOC为直角三角形，故粒子离开磁场的出射点到O点的距离AO=AC/sin30°=4r，轨迹半径r=mv/qB，则距离为4mv/qB，选项D正确．
19．AD；本题考查了理想变压器，电功率的计算．设灯泡的额定电压为U0，两灯均能正常发光，所以原线圈输出端电压为U1=9U0，副线圈两端电压为U2=U0，故U1:
U2=9:
1，根据U1:
U2=n1:
n2=9:
1可知，A正确B错误；根据公式I1:
I2=n2:
n1=1:
9可得I1:
I2=1:
9，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P=IU可得两者的电功率之比为1:
9，C错误D正确．
20．AC；本题考查了动能定理，圆周运动．质点P下滑过程中，重力和摩擦力做功，由动能定理有mgR–W=
mv2，向心加速度a=v2/R，则a=
，选项A正确，B错误；在最低点摩擦力沿水平方向，故重力和支持力提供向心力，由牛顿第二定律有N–mg=ma，代入可解得N=
，C选项正确，D错误．
21．BC；本题考查了楞次定律的应用，导体切割磁感线运动．线圈进入磁场时，由楞次定律可知，两线框中的感应电流方向为逆时针方向，根据E=BLv=BR（ωR）=BR2ω可知，产生感应的感应电动势恒定，即为恒定电流，不是正弦交流电，则选项A错误；当线圈穿出磁场时，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，感应电流的周期和其运动周期相等，为T，选项B正确；由E=BR2ω可知线圈在运动过程中的感应电动势相等，则选项C正确；线圈N在完全进入磁场后有T/4时间内线圈的磁通量不变化，这个过程中没有感应电动势产生，即在0~T/4和3T/4~T时间内线圈N有感应电动势，其余时间内没有，而线圈M在整个过程中都有感应电动势，故即便电阻相等，两者的电流有效值不会相同，选项D错误．
22．
（1）如图所示
（2）AC；本题考查了研究安培力实验．
解析：
（2）由F=BIL，可知适当增加导轨间蹑或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理Fs–fs=mv2/2可知，金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨的速度变大，AC正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感应线的有效长度没有变化，故对最后的速度没有影响，故B选项错误．
a1
23．（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC；本题考查验证牛顿第二定律的实验．
解析：
（3）小车做初速度为零的匀加速直线运动，将（2，0.78）代入公式s=at2/2解得加速度a=0.39m/s2；（5）根据牛顿第二定律可得nmg=[（5–n）m+M]a，代入m=0.010kg，n=1、2、3、4、5，以及相应的加速度求可得M=0.45kg；（6）如果不平衡摩擦力，则有F–f=ma，所以直线不过原点，但仍是直线，A选项错误，B正确；随着n的增大，小车总质量在增大，则直线的斜率变大，所以选项C正确．
×
24．
（1）
（2）小球恰好可以沿轨道运动到C点；本题考查了机械能守恒，牛顿运动定律，圆周运动．
解析：
（1）设小球的质量为m，小球在A点的动能为EkA，
由机械能守恒可得EkA=mgR/4①
设小球在B点的动能为EkB，同理有EkB=（mg）（5R/4）=5mgR/4②
由①②联立可得EkA：
EkB=5③
（2）若小球能沿轨道运动到C点，则小球在C点所受轨道的正压力N满足
N≥0④
设小球在C点的速度大小为vC
由牛顿第二定律有N+mg=mvC2/（0.5R）⑤
联立④⑤有m（2vC2/0.5R）≥mg⑥
由机械能守恒有mg（R/4）=mvC2/2⑦
根据⑥⑦可知，小球恰好可以沿轨道运动到C点
25．
（1）
（2）
；本题考查了导体切割磁感线运动．
【解析】
（1）在金属棒未超过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为φ=ktS①
设在从t时刻到t+Δt的时间间隔内，回路磁通量的变化量为Δφ，流过电阻R的电荷量为Δq
根据法拉第电磁感应有
②
根据欧姆定律可得
③
根据电流的定义可得
④
联立①②③④可得
⑤
根据⑤可得在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
⑥
（2）当t>t0时，金属棒越过MN，由于金属棒在MN右侧做匀速运动，则有f=F⑦
式中f是外加水平恒力，F是匀强磁场施加的安培力，设此时回咱中的电流为I，则F=B0IL⑧
此时金属棒与MN之间的距离s=v0（t–t0）⑨
匀强磁场穿过回路的磁通量为φ′=B0ls⑩
回路中的总磁通量为φ1=φ=φ′
式中φ仍如①式所示，由①⑨⑩可得在时刻t（t>t0）穿过回路总的磁通量为φ1=B0lv0（t–t0）+kSt
在t到t+Δt的时间内，总磁通量的改变Δφt=（B0lv0+kS）Δt
根据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势εt=∣Δφt/Δt∣
由欧姆定律有I=εt/R
联立⑦⑧可得f=（B0lv0+kS）B0l/R．
33．选修3-3
（1）CDE；本题考查了分子热运动．质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但可能是不同的气体，则其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子动能不一定相同，A选项错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动动能大，内能不一定大，B选项错误；根据pV/T=C可知，如果等温压缩，则内能不变，等压膨胀，温度升高，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能，而分子动能和温度有关，D选项正确．
（2）h=9.42cm；本题考查了理想气体状态方程的应用．设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2=p0，长度为l2．活塞被推下h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′．以cmHg为压强单位，由题给条件得:
p1=p0+[20.0–（20.0–5.00）/2]cmHg；l1′=[20.0–（20.0–5.00）/2]cm；根据玻意耳定律p1l1=p1′l1′；联立解得p1′=144cmHg；根据题意可得p1′=p2′，l2′=4.00cm+（20.0–5.00）/2cm–h；根据玻意耳定律可得p2l2=p2′l2′，解得h=9.42cm．
34．选修3–4
（1）BDE；本题考查了机械波的传播．根据题意可知周期T=0.05s，速度v=16m/s，则波长λ=vT=0.8m，找P点关于S点对称的点P′，则P′和P的振动情况完全相同，P′Q两点相距Δx=（15.8/0.8–14.6/0.8）λ=1.5λ，为半波长的整数倍，所以两点反相，故P′、Q两点振动方向始终相反，即P、Q两点方向始终相反，A选项错误，B正确；P点距离S点x=19.75λ，当S恰好通过平衡位置向上振动时，P点在波峰，同理Q点相距S点x′=19.25λ，当S恰好通过平衡向下振动时，Q点在波峰，故D、E正确．
60°
（2）β=180°–∠ENO=150°；本题考查了光的反射与折射．设球的半径为R，球冠底面中心为O′，连接OO′，则OO′⊥AB，设∠OAO′=α，则cosα=O′A/OA，代入数据解得α=30°．根据题意可知MA⊥AB，所以∠OAM=60°．设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，如图所示．设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i′′，玻璃的折射率为n，由于ΔOAM为等边三角形，有i=60°，根据折射定律有sini=nsinr，代入数据解得r=30°．作底面在N点的法线NE，由于NE∥AM，则有i′=30°，由反射定律有i′′=i′=30°．连接ON，由几何关系可知ΔNAM≌ΔNOM，故∠MNO=60°，则∠ENO=30°．所以∠ENO为反射角，ON为反射光线，这一反射光线经过球面再次折射后不改变方向，因此，经一次反射后射出玻璃的光线相对于入射光线的偏角β=180°–∠ENO=150°．
35．选修3–5
（1）ABE；本题考查了动量守恒，能量守恒，核反应方程．根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程
，A正确；过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，即伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误；由动量守恒可知，mv=28mv′，解得v′=（1.0/28）×107m/s，故数量级约为105m/s．故E正确．
（2）
≤μ<
；本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的应用．设物块与地间的动摩擦因数为μ，若要a、b能够发生碰撞，则必须
mv
>μmgl，即μ设a、b发生弹性碰撞前瞬间，a的速度大小为v1，则能量关系有：
mv
≥
mv
+μmgl
设a、b在碰撞后瞬间，a、b的速度大小分别为va、vb，根据动量守恒、能量守恒有：
mv1=mva+
mvb、
mv
=
mv
+
•
mv
，解得vb=
v1；根据题意，b没有与墙发生碰撞，根据功能关系有
•
v
≤
gl，因此μ≥
．
综上所述，a与b发生碰撞，但b没有与墙发生碰撞的条件是
≤μ<
．
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