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2016 年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷) 理科综合物理试题解析 第卷(选择题共 42 分) 1 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比 赛中 沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1900J,他克服阻力做功100J。 韩晓鹏在此过程中 A动能增加了1900J B动能增加了2000J C重力势能减小了1900J D重力势能减小了2000J 【答案】 C 【解析】由题可得,重力做功1900J,则重力势能减少1900J ,可得 C 正确 D 错误。由动能定 理: GfkWWE 可得动能增加1800 J,则 A,B 错误。 2 如图所示, 接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电, 如果将原、 副线圈减少相同 匝数,其它条件不变,则 A小灯泡变亮 B小灯泡变暗 C原、副线圈两端电压的比值不变 D通过原、副线圈电流的比值不变 【答案】 B 【解析】由变压器相关知识得: 1121 2212 PUIn PUIn 原,副线圈减去相同的匝数n后: 11 22 nnn nnn - 可以得出: 1112 2222 () 0 () nnn nn nnn nn 则说明 1 2 n n 的比值变大,则可得出C、D 选项错误。 对应的 1 2 P P 变大,由于原线圈电压恒不变,则 1 P不变,那么 2 P减小,电灯泡实际功率减 小,小灯泡变暗,则选B。 3 国务院批复,自2016 年起将 4 月 24 日设立为“中国航天日”。1970 年 4 月 24 日我国首次 成功发射的人造卫星东方红一号,目前仍然在椭圆轨道上运 行 , 其 轨 道 近 地 点 高 度 约 为 440km , 远 地 点 高 度 约 为 2060km; 1984 年 4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在 赤道上空35786km的地球同步轨道上。 设东方红一号在远地点 的加速度为a1,东方红二号的加速度为 a2,固定在地球赤道上 的物体随地球自转的加速度为a3,则 a1、a2、a3的大小关系 为 Aa2a1a3Ba3a2a1C a3a1a2Da1a2a3 【答案】 D 【解析】由于东方红二号卫星是同步卫星,则其角速度和赤道上的物体角速度相等,可得出: 2 ar 由于, 23rr ,则可以得出:23a a ; 又由万有引力定律: 2 Mm Gma r 由题目中数据可以得出: 12rr 则可以得出 21 aa , 故整理,得出选项D 正确。 4 如图所示,正六边形abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f 点沿 fd 方向射入磁场区域,当速度大小为 bv 时,从 b 点离开磁场,在磁场中运动的时间为bt ,当速 度大小为 cv 时,从 c 点离开磁场,在磁场中运动的时间为ct ,不计粒子重力。则 A:1: 2 bcvv,:2:1bctt B:2:1 bc vv,:1: 2 bc tt C:2:1 bc vv,:2:1 bc tt D:1: 2 bc vv,:1: 2 bc tt 【答案】 A 【解析】 由题可得带正电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动,且洛伦兹力提供作圆周 运动的向心力,由公式 22 2 4v qvBmmr rT , 2 r T v 可以得出:1:2 bcbc vvrr , 又由 2 m T qB 且粒子运动一周为2,可以得出时间之 比等于偏转角之比。由下图看出偏转角之 比为 2:1。 则:2:1 bctt,可得选项A 正确, B,C, D 错误。 5 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O 是圆心, MN 是法线, AO、 BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i 和折 射角 r,作出 sini-sinr 图像如图乙所示,则 A光由 A 经 O 到 B,n=1.5 B光由 B 经 O 到 A,n=1.5 C光由 A 经 O 到 B,n=0.67 D光由 B 经 O 到 A,n=0.67 【答案】 B 【解析】 在本题可以得出,介质折射率的计算为空气中的角度和介质中角度的正弦值之比,空气 中角度较大,对应正弦值较大,对应图乙中,由折射率计算公式 sin0.9 1.5 sin0.6 r n i 又由于题目中所说的入射角为i,可以得出光线是从 BOA。 故选项 B 正确, A, C,D 错误。 6 简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q 是传播方向上相距10m 的两质点。波先传到P, 当波传到Q 开始计时, P、Q 两质点的振动图像如图所示,则 A质点 Q 开始振动的方向沿y 轴正方向 B该波从P 传到 Q 的时间可能为7s C该波的传播速度可能为2m/s D该波的波长可能为6m 【答案】 AD 【解析】读图可知,质点P 的振动图像为虚线,质点Q 为实线。从0 时刻开始,质点Q 的起振 方向沿 y 轴正方向,所以A 选项正确。由题可知,简谐横波的传播方向从P 到 Q,由 图可知, 周期 T=6s,质点 Q 的振动图像向左平移4s 后与 P 点的振动图像重合,意味着 Q 比 P 的振动滞后了4s,即 P 传到 Q 的时间t 可能为 4s,同时由周期性可知,从P 传到 Q 的时间t 为 (4+)snT,n=0,1,2,即t =4s,10s,16s,所以 B 选 项错误。由 x v t ,考虑到简谐波的周期性,当t =4s,10s,16s,时,速度v 可能 为 2.5m/s,1m/s,0.625m/s,所以 C 选项错误。同理,考虑周期性,=vT可得, 波长可能为15m,6m, 3.75m,所以 D 选项正确。故此题答案选择AD 。 7 如图所示,电阻不计,间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直 向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为 r 的金属棒MN 置于导轨 上,受到垂直于金属棒的水平外力F 的作用由静止开始运动,外 力 F 与金属棒速度v 的关系是F=F0+kv(F0、k 是常量),金属棒 与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i,受到的安 培力大小为FA,电阻 R 两端的电压为 UR,感应电流的功率为P, 它们随时间t 变化图像可能正确的有() 【答案】 BC 【 解 析 】 设 金 属 棒 在 某 一 时 刻 速 度 为v, 由 题 意 可 知 , 感 应 电 动 势=E BLv , 环 路 电 流 = EBL Iv RrRr ,即 Iv ;安培力 22 A B L FBILv Rr ,方向水平向左, 即 A Fv;R 两 端电压 R BLR UIRv Rr ,即 R Uv;感应电流功率 22 2B L PEIv Rr ,即 2 Pv 。 分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿运动第二定律可得, 2222 00 =() A B LB L FFFFkvvFkv RrRr 合 ,即加速度 F a m 合 。因为金属棒从静止出 发,所以 00F,且0F合,即0a,加速度方向水平向右。 (1)若 22 B L k Rr , 0 FF 合,即 0 F a m ,金属棒水平向右做匀加速直线运动。有vat , 说明 v t ,也即是 It ,A F t , R U t , 2 Pt ,所以在此情况下没有选项符合; (2)若 22 B L k Rr ,F合随v增大而增大,即a随v增大而增大,说明金属棒在做加速度增大 的加速运动, 速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知B 选项符 合; (3)若 22 B L k Rr ,F合随v增大而减小,即a随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小 的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关 系可知 C选项符合; 综上所述,B 、 C 选项符合题意。 第卷(非选择题共 68 分) 8 (17 分) I (6 分)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定, 右端在 O 点;在 O 点右侧的B、C 位置各安装一个光电门,计 时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得B、C 两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静 止释放,计时器显示遮光片从B 到 C 所用的时间t,用米尺测 量 A、O 之间的距离x。 (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_。 (2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_。 A弹簧原长B当地重力加速度C滑块(含遮光片)的质量 (3)增大 A、O 之间的距离x,计时器显示时间t 将_。 A增大B减小C不变 【答案】(1) s v t (2)C(3)B II (11 分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约 3V,内阻约2 ) ,保护电阻R1(阻值10 )和 R2(阻值5) ,滑动变阻器R,电流表A, 电压表V,开关S,导线若干。 实验主要步骤: ()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关; ()逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示 数 U 和相应电流表的示数I; ()以U 为纵坐标, I 为横坐标,作UI 图线( U、I 都用 国际单位); ()求出UI 图线斜率的绝对值k 和在横轴上的截距a。 回答下列问题: ( 1)电压表最好选用_;电流表最好选用_。 A电压表( 0-3V,内阻约15k )B电压表( 0-3V,内阻约3k ) C电流表( 0-200mA ,内阻约2 )D电流表( 0-30mA ,内阻约2 ) ( 2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,两导线与滑动变阻器接线柱 连接情况是 _。 A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱 ( 3)选用 k、 a、R1、R2表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式E=_,r=_, 代入数值可得E 和 r 的测量值。 【答案】(1)A、C(2)C(3) ka , 2kR 【解析】(1)电压表内阻越大,分得的电流越小,误差也就越小,所以选内阻较大的A 电压表; 当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大,此时通过电流表电流大小约为 12 176mA E I RRr ,所以选量程为200mA 的 C 电流表。 (2)由电路分析可知,滑片右移电压表示数变大,意味着滑动变阻器接入电路部分阻值 增大,考查A 选项两导线都接在金属柱两端上,接入电阻为0;考查 B 选项若两导 线都接电阻丝两端,接入电阻为最大阻值,不会变化;考查C 选项一导线接金属杆左 端,一导线接电阻丝左端,则滑片右移时阻值增大,符合题意;考查D 选项一导线接 金属杆右端,一导线接电阻丝右端,则滑片右移阻值减小,不符合题意。 (3)由 2 ()EUI rR,得 2 ()UI rRE ,对比伏安特性曲线可知,图像斜率大小 2krR,所以电源内阻2rkR;令0U, 得 2 EE I rRk ,由题意知与横轴截距 为 a ,所以 E aI k ,则 Eka 。 9 (15 分)中国科学家2015 年 10 月宣布中国将在2020 年开始建造世界上最大的粒子加速器。加 速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、 食品安全、 材料科学等方面有广泛应用。 如图所示, 某直线加速器由沿轴线分布的一系列金 属圆管 (漂移管 )组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源 的两极。质子从K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各 漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场 加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B 时速度为 6 8 10 m/s,进入漂移管 E 时速度为 7 1 10 m/s ,电源频率为 7 1 10 Hz ,漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间 视为
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