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2016年普通高等学校招生全国统一考试(Ⅱ卷)

理科综合能力测试(物理部分)

（甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、西藏、陕西、重庆）

第Ⅰ卷（选择题共126分）

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中

A．F逐渐变大，T逐渐变大

B．F逐渐变大，T逐渐变小

C．F逐渐变小，T逐渐变大

D．F逐渐变小，T逐渐变小

【答案】A

【解析】动态平衡问题，与的变化情况如图：

可得：

              

【考点】物体平衡

15．如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为，，，速度大小分别为，，，则

A．

B．

C．

D．

【答案】D

【解析】由库仑定律可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为，由，可知，由题意可知，粒子Q的电性与P相同，受斥力作用结合运动轨迹，得

【考点】牛顿第二定律、库仑定律、电荷间相互作用。

16．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点．

A．P球的速度一定大于Q球的速度

B．P球的动能一定小于Q球的动能

C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力

D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度

【答案】C

【解析】由动能定理：得．由于，则，A错误； 又，其大小无法判断，B错误； 受力分析；； 联立可得，则 C正确， D错误。

【考点】牛顿第二定律、圆周运动、动能定理。

17．阻值相等的四个电阻，电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为。与的比值为

A．                    B．                  

C．                    D．

【答案】C

【解析】由已知可得：  则

S断开时等效电路如图：

S闭合时等效电路如图：

则

【考点】串并联电路、电容器的电容。

18．一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔．筒绕其中心轴以角速度顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成角．当筒转过时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为

A．                 B．                C．                  D．

【答案】A

【解析】如图所示，由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为，

由粒子在磁场中的运动规律可知 ①

  ②

由①②得即比荷 ③

由圆周运动与几何关系可知

即

则  ④

又有    ⑤

由③④⑤得

【考点】带电粒子在磁场中运动。

19．两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则

A．甲球用的时间比乙球长

B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

【答案】BD

【解析】设，则受力分析得又、，

得 ．由、可知 ，C错误； v-t图像如图，可知甲、乙位移相同，则 B正确； A错误；由功的定义可知 ，，，则  D正确。

【考点】牛顿第二定律、速度图像、功。

20．法拉第圆盘发动机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是

A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动

C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D．若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

【答案】AB

【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势，出现感应电流：根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心，则当圆盘顺时针转动时，流过电阻的电流方向从a到b，B正确；由法拉第电磁感应定律得感生电动势 A正确，C错误；由 得 当变为2倍时，P变为原来的4倍，D错误。

【考点】电磁感应、电功率、圆周运动。

21．如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点，已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等。且，在小球从M点运动到N点的过程中

A．弹力对小球先做正功后做负功

B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度

C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零

D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差

【答案】BCD

【解析】由题意可知在运动过程中受力如上图，小球的位移为MN，则从 弹簧处于压缩态，则弹力做负功；从 弹簧从压缩变为原长，弹力做正功；从 弹簧从原长到伸长，弹力做负功，则A错误；在A点受力如中图，则 即，B正确； 在B点弹簧处于原长则受力如下图，在A点时， 垂直于杆，则，C正确；从M到N小球与弹簧机械能守恒，则即，而M、N两点弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则，即，D正确。

【考点】胡克定律、功与能的关系、机械能守恒。

第II卷（非选择题共174分）

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．第22~32题为必考题．每个试题考生都必须作答．第33~40题为选考题，考生根据要求作答．

（一）必考题（共129分）

22．（6分）

某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

⑴ 实验中涉及到下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是         

（填入代表步骤的序号）．

⑵ 图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz。由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为         。比较两纸带可知，         （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．

【答案】⑴④①③②      ⑵1.29   M

【解析】：⑴略

⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则

由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大，则

23．（9分）

某同学利用如图a所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干。

实验步骤如下：

①按电路原理图连接线路；

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图a中最左端所对应的位置，闭合开关S；

③调节滑动变阻器，使电压表满偏

④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。

回答下列问题：

⑴实验中应选择滑动变阻器        （填“”或“”）．

⑵根据所示电路将右图中实物图连线。

⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为         （结果保

留到个位）。

⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为     （填正确答案标号）。

A．               B．                  C．                  D．

【答案】⑴   ⑵如图    ⑶ 2520   ⑷ D

【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选

⑵ 如图

⑶ 近似认为电压表所在电路的总电压不变，且流过电压表与变阻箱的电流不变， 则

⑷ 由欧姆定律可知，

 

 

 

24．（12分）

如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g．求

⑴ 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

⑵ 电阻的阻值。

【答案】⑴    ⑵

【解析】⑴ 由题意可知 时间内受力分析如图

 

 ①

   ②

物体做匀加速直线运动   ③

物体匀加进入磁场瞬间的速度为，则  ④

由法拉第电磁感应定律可知  ⑤

由①②③④⑤可得

    ⑥

⑵ 金属杆在磁场中的受力如图即由杆在磁场中匀速直线运动可知

  ⑦

       ⑧

由安培力可知   ⑨

由欧姆定律可知    ⑩

由⑥⑦⑧⑨⑩可知

25．（20分）

轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示，物块P与AB间的动摩擦因数。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g．

⑴若P的质量为m，求P到达B点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离；

⑵若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围．

【答案】⑴      ⑵

【解析】⑴地面上，转化为，守恒

∴

，此时弹簧长度为l

：能量守恒：

即

：动能定理：

此后，物体做平抛运动：

∴B点速度，落点与B点距离为

⑵假设物块质量为

则：能量守恒：

解得：

若要滑上圆弧，则，即，解得

若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下，则最高不能超过C点

此时 假设恰好到达C点，则根据能量守恒：

解得：

故若使物块不超过C点，

综上：

（二）选考题：共45分．请考生从3道物理题，3道化学题，2道生物题中，每科任选一道作答，如果多做则每科按所做的第一题计分．

33．【物理——选修3-3】（15分）

⑴（5分）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图像如图所示．其中对角线ac的延长线过原点O．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．每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．气体在a、c两状态的体积相等

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

【答案】ABE

【解析】由得且，即体积V不变，，A正确；温度是气体分子平均动能的标志，理想气体内能是温度T的函数，而 故，B正确；cd过程为恒温升压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故放热，放热量，C错误；da过程为恒压升温过程，体积增加，对外做功，吸热，但吸热量，故，D错误；bc过程恒压降温，体积减小 ，da过程，因为，故，E正确。

⑵（10分）一氧气瓶的容积为，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．

【答案】4天

【解析】瓶中气体量

剩余气体量

每天用量

（天）

34．【物理——选修3-4】（15分）

⑴（5分）关于电磁波，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．每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失

【答案】ABC

【解析】电磁波在真空中传播速度不变，与波长、频率无关，A正确；电磁波的形成即是变化的电场和变化的磁场互相激发得到，B正确；电磁波传播方向与电场方向与磁场方向垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误。

⑵（10分）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm。O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点。时开始观测，此时质点O的位移为，质点A处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置．求

（ⅰ）简谐波的周期、波速和波长；

（ⅱ）质点O的位移随时间变化的关系式。

【答案】（i）  

（ii）或者

【解析】（i）时，A处质点位于波峰位置

时，A处质点第一次回到平衡位置可知，

时，O第一次到平衡位置

时，A第一次到平衡位置

可知波从O传到A用时，传播距离

故波速，波长

（ii）设

可知

又由时， ；，，

代入得   ，再结合题意得 

故或者 

35．【物理——选修3-5】（15分）

⑴（5分）在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是     ，属于衰变的是     ，属于裂变的是       ，属于聚变的是       。（填正确答案标号）

A．                                  B．

C．                     D．

E．             F．

【答案】C     AB     E     F

【解析】衰变C   衰变AB   裂变E   聚变F

⑵（10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为（h小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为，冰块的质量为，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小。

（ⅰ）求斜面体的质量；

（ⅱ）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？

【解析】（ⅰ）规定水平向左为正，对小冰块与鞋面组成的系统

由动量守恒：

由能量守恒：

解得

（ii）由动量守恒

由能量守恒

联立解得  

对小孩和冰块组成的系统：

解得 

即两者速度相同 故追不上