高考新课标I试题及参考答案物理部分 精编版.docx
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高考新课标I试题及参考答案物理部分精编版
2016年高考新课标I试题及参考答案(物理部分)
2.选择题:
本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的4个选项中,第14-17题只有一个选项符合题目要求,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,极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
答案:
D由
可知,当云母介质抽出时,
变小,电容器的电容
变小;
因为电容器接在恒压直流电源上,故
不变,根据
可知,当
减小时,
减小。
再由
,由于
与
都不变,故电场强度
不变,答案为D
15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,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.11B.12C.121D.144
答案:
D
16.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1﹑R2和R3的阻值分别是3Ω﹑1Ω和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.2B.3C.4D.5
答案:
B
解法一:
当S断开时,由闭合电路欧姆定律,原线圈两端电压
得
①
根据变压器原副边电压关系:
②
副线圈中的电流:
③
联立①②③得:
④
当S闭合时,由闭合电路欧姆定律,原线圈两端电压
得
⑤
根据变压器原副边电压关系:
⑥
副线圈中的电流得:
⑦
联立⑤⑥⑦得
⑧
联立④⑧解得
解法二:
设开关
断开前后,变压器的等效电阻为
和
,由于变压器输入功率与输出功率相同,
闭合前:
,得
①
闭合后:
,得
②
根据闭合电路欧姆定律:
闭合前:
③
闭合后:
④
根据以上各式得:
解得:
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约为地球半径的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.1hB.4hC.8hD.16h
答案:
B地球自转周期变小,卫星要与地球保持同步,则卫星的公转周期也应随之变小,由
可得
,则卫星离地球的高度应变小,要实现三颗卫星覆盖全球的目的,则卫星周期最小时,由数学几何关系可作出右图。
由几何关系得,卫星的轨道半径为
①
由开普勒第三定律
,代入题中数据,得
②
由①②解得
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
答案:
BC【解析】质点一开始做匀速直线运动,处于平衡状态,施加恒力后,则该质点的合外力为该恒力
①若该恒力方向与质点原运动方向不共线,则质点做曲线运动,质点速度方向时刻与恒力方向不同,故A错;
②若F的方向某一时刻与质点运动方向垂直,之后质点作曲线运动,力与运动方向夹角会发生变化,例如平抛运动,故B正确;
③由牛顿第二定律可知,质点加速度方向与其所受合外力方向相同;
④根据加速度的定义,相等时间内速度变化量相同,速率变化量不一定相同,故D错。
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
由题意,在F保持方向不变,大小发生变化的过程中,物体a、b均保持静止,各绳角度保持不变;选a受力分析得,绳的拉力T=mg,所以物体a受到绳的拉力保持不变。
由滑轮性质,滑轮两侧绳的拉力相等,所以b受到绳的拉力大小、方向均保持不变,C选项错误;a、b受到绳的拉力大小方向均不变,所以OO’的张力不变,A选项错误;对b进行受力分析,并将各力沿水平方向和竖直方向分解,如上图所示。
由受力平衡得:
,。
T和mbg始终不变,当F大小在一定范围内变化时;支持力在一定范围内变化,B选项正确;摩擦力也在一定范围内发生变化,D选项正确;故答案选BD。
考查动态平衡分析、力的正交分解和力的平衡方程。
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
答案:
AB【解析】由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力,所以合外力为恒力,加速度恒定不变,所以D选项错。
由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧,所以油滴所受合外力沿竖直方向,电场力竖直向上。
当油滴得从P点运动到Q时,电场力做正功,电势能减小,C选项错误;油滴带负电,电势能减小,电势增加,所以Q点电势高于P点电势,A选项正确;在油滴从P点运动到Q的过程中,合外力做正功,动能增加,所以Q点动能大于P点,B选项正确;所以选AB。
21.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如下图所示。
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=0s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、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
答案:
BD【解析】根据v-t图,甲、乙都沿正方向运动。
t=3s时,甲、乙相遇,v甲=30m/s,v乙=30m/s,,由位移和v-t图面积对应关系,0-3s内位移,。
故t=0s时,甲乙相距,即甲在乙前方7.5m,B选项正确。
0-1s内,,,,说明甲、乙第一次相遇。
A、C错误。
乙两次相遇地点之间的距离为,所以D选项正确;
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。
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它题给条件进行推算。
(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__________,重物下落的加速度大小为__________。
(2)已测得S1=8.89cm﹑S2=9.50cm﹑S3=10.10cm当地重力加速度大小为9.8m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%,由此推算出f为______Hz。
【解析】⑴由于重物匀加速下落,各相邻点之间时间间隔相同,因此点应是从运动到的过程的中间时刻,由匀变速直线运动的推论可得:
点的速度等于段的平均速度,即
由于,故
同理可得
匀加速直线运动的加速度
故 ①
⑵重物下落的过程中,由牛顿第二定律可得:
②
由已知条件 ③
由②③得
代入①得:
,代入数据得
23.(10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃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Ic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R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节。
已知U约为18V,Ic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升高而减小,在60℃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。
(2)电路中应选用滑动变阻器_____(填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,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。
答案:
(1)如下图
(2)R2
(3)①650.0,b,接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏
c报警器开始报警
【解析】①热敏电阻工作温度达到60℃时,报警器报警。
故需通过调节电阻箱使其电阻为60℃时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值650.0Ω,光使报警器能正常报警,电路图如上图.
②U=18V,当通过报警器的电流10mA≤Ic≤20mA,故电路中总电阻,900Ω≤R≤1800Ω,故滑
动变阻器选R2。
③热敏电阻为650.0Ω时,报警器开始报警,模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为650.0Ω为防止通过报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b端.
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轻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。
【解析】
(1)由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连,故ab、cd速度时时刻刻相等,cd也做匀速直线运动;
选cd为研究对象,受力分析如上图:
由于cd匀速,其受力平衡,沿斜面方向受力平衡方程:
垂直于斜面方向受力平衡方程:
且,联立可得:
选ab为研究对象,受力分析如图:
其沿斜面方向受力平衡:
垂直于斜面方向受力平衡:
且,与为作用力与反作用力:
,
联立可得:
(2)设感应电动势为E,由电磁感应定律:
E=BLv
由闭合电路欧姆定律,回路中电流:
棒中所受的安培力:
与①联立可得:
25.(18分)如图,一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37O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/6的光滑圆弧轨道相切于C点,AC=7R,A﹑B﹑C﹑D均在同一竖直平面内。
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,最高到达F点,AF=4R。
已知P与直轨道间的动摩擦因数µ=1/4,重力加速度大小为g。
(取sin37O=3/5,cos37O=4/5)
(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点的左下方,与C点水平相距7R/2、竖直相距R,求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。
【解析】
(1)选P为研究对象,受力分析如下图:
设P加速度为a,其垂直于斜面方向受力平衡:
沿斜面方向,由牛顿第二定律得:
且,可得:
对CB段过程,由
代入数据得B点速度:
(2)P从C点出发,最终静止在F,分析整段过程;由C到F,重力势能变化量:
①
减少的重力势能全部转化为内能。
设E点离B点的距离为kR,从C到F,产热:
②
由,联立①、②解得:
k=1;
研究P从C点运动到E点的过程:
重力做功:
摩擦力做功:
动能变化量:
由动能定理:
代入得:
由,到E点时弹性势能E弹为。
(3)其几何关系如下图:
可知:
,
由几何关系可得,G点在D左下方,竖直高度差为5R/2,水平距离为3R。
设P从D点抛出时速度为,到G点时间为t,其水平位移:
竖直位移:
解得:
研究P从E点到D点过程,设P此时质量为,此过程中:
重力做功:
①
摩擦力做功:
②
弹力做功:
③
动能变化量:
④
由动能定理:
⑤
将①②③④代入⑤,可得:
[物理——选修3-5]
(1)(5分)现用某一光电管进行光电效应实验,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。
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