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2016年高考新课标Ⅲ卷理综物理试题解析(精编版)


绝密★启封并使用完毕前 试题类型:

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)
注意事项: 1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。 2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。 3.全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。 4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。 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. 【题文】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】 试题分析:开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了开普勒天体运动三定律,找出了行星运动的规律, 而牛顿发现了万有引力定律,ACD 错误 B 正确。 【学科网考点定位】考查了物理学史 【方法技巧】平时学习应该注意积累对物理学史的了解,知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛 努力,对于物理学上的重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。 【结束】 15. 【题文】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 【答案】B 【解析】 试题分析: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,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;将一 负电荷从高电势处移动到低电势处,受到的电场力的方向是从低电势指向高电势,所以电场力的方向与运 动的方向相反,电场力做负功,D 错误。 【学科网考点定位】考查了电势、等势面、电场强度、电场力做功 【方法技巧】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面;等势面与电场线垂直,沿着等势面移动点电 荷,电场力不做功,等势面越密,电场强度越大,等势面越疏,电场强度越小。 【结束】 16. 【题文】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.

s t2

B.

3s 2t 2

C.

4s t2

D.

8s t2

【答案】A 【解析】 试题分析:设初速度为 v1 ,末速度为 v 2 ,根据题意可得 9 ? 可得 3v1 ? v1 +at ,解得 v1 ?

1 2 1 2 mv1 ? mv2 ,解得 v2 ? 3v1 ,根据 v ? v0 +at , 2 2

at 1 2 s ,代入 s ? v1t ? at 可得 a ? 2 ,故 A 正确。 2 2 t

【学科网考点定位】考查了匀变速直线运动规律的应用 【方法技巧】在分析匀变速直线运动问题时,由于这一块的公式较多,涉及的物理量较多,并且有时候涉 及的过程也非常多,所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰明了,对给出的物理量所表示的含义 明确,然后选择正确的公式分析解题。 【结束】 17. 【题文】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.

m 2

B.

3 m 2

C.m

D.2m

【答案】C 【解析】 试题分析:根据题意设悬挂小物块的点为 O? ,圆弧的圆心为 O,由于 ab=R,所以三角形 Oab 为等边三角 形,根据几何知识可得 ?aO?b ? 120 ,而一条绳子上的拉力相等,故 T ? mg ,小物块受到两条绳子的拉
?

力作用且两力大小相等,夹角为 120° ,故受到的拉力的合力等于 mg ,因为小物块受到绳子的拉力和重力 作用,处于静止状态,故拉力的合力等于小物块的重力,为 mg ,所以小物块的质量为 m,C 正确。 【学科网考点定位】考查了共点力平衡条件的应用 【方法技巧】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解 成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力 移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解。 【结束】 18. 【题文】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 OM 的某点向左上方射入磁场,速度与 OM 成 30° 角。已知该粒子在磁场中 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.

mv 2qB

B.

3mv qB

C.

2mv qB

D.

4mv qB

【答案】D 【解析】 试题分析:根据题意,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 点, 入射点为 D 点, 出射点为 A 点, 粒子在磁场中的轨迹圆心为 O? 点, 根据几何知识可得 AD ? 2r sin 30 ? r ,
?

则三角形 O? AB 为等边三角形,故∠ O? AB=60° ,而∠MON=30° ,∠OCA=90° ,故 C O? A 为一条直线,所以 △AOC 为直角三角形,故粒子离开磁场的出射点到 O 的距离为 AO ?

AC 2r = =4r ,而半径公式 sin 30? sin 30?

r?

mv 4mv ,故距离为 ,D 正确。 Bq Bq

【学科网考点定位】考查了带电粒子在有界磁场中的运动 【方法技巧】带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力充当向心力,从而得出半径公式 R ?

mv ,周期公式 Bq

T?

2 πm ? T ,知道粒子在磁场中运动半径和速度有关,运动周期和速度无关,画轨 ,运动时间公式 t ? 2π Bq

迹,定圆心,找半径,结合几何知识分析解题。

【结束】 19. 【题文】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、副线圈匝数比为 9:1 C.此时 a 和 b 的电功率之比为 9:1 【答案】AD 【解析】

B.原、副线圈匝数比为 1:9 D.此时 a 和 b 的电功率之比为 1:9

试题分析:设灯泡的额定电压为 U 0 ,两灯泡均能正常发光,所以原线圈输出端电压为 U1 ? 9U 0 ,副线圈两 端电压为 U 2 ? U0 ,故

U1 9 U n 9 I n I 1 ? ,根据 1 ? 1 ? ,A 正确,B 错误;根据公式 1 ? 2 可得 1 ? ,由 I 2 n1 U2 1 U 2 n2 1 I2 9

于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式 P ? UI 可得两者的电功率之比为 1:9,C 错误,D 正确。 【学科网考点定位】考查了理想变压器,电功率的计算 【方法技巧】对于变压器需要掌握公式

U1 n1 I1 n2 ? 、 ? ,以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈 U 2 n2 I 2 n2

中的电流和功率,理想变压器是理想化模型:一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象。当电路中有变 压器时,只要将变压器的有效值求出,则就相当于一个新的恒定电源。 【结束】 20. 【题文】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. a

2( mgR ? W ) mR 3mgR ? 2W R

B. a ?

2mgR ? W mR

C. N ?

D. N ?

2(mgR ? W ) R

【答案】AC 【解析】 试题分析: 质点 P 下滑过程中, 重力和摩擦力做功, 根据动能定理可得 mgR ? W ?

1 2 v2 mv , 根据公式 a ? , 2 R

联立可得 a ?

2(mgR ? W ) ,A 正确,B 错误;在最低点重力和支持力的合力充当向心力,摩擦力水平,不 mR 3mgR ? 2W ,C 正确,D 错误。 R

参与向心力,故根据牛顿第二定律可得 N ? mg ? ma ,代入可得 N ? 【学科网考点定位】考查了动能定理、圆周运动

【方法技巧】应用动能定理应注意的几个问题:(1)明确研究对象和研究过程,找出始末状态的速度;(2)要 对物体正确地进行受力分析, 明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外);(3)有些力在物体运动过程中 不是始终存在的,若物体运动过程中包括几个阶段,物体在不同阶段内的受力情况不同,在考虑外力做功 时需根据情况区分对待。 【结束】 21. 【题文】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 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 【答案】BC 【解析】 试题分析:当导线框进入磁场时,根据楞次定律可得,两导线框中的感应电流方向均为逆时针,根据

E ? BRv ? BR(?R) ? BR2? 可得过程中产生的感应电动势恒定,即电流恒定,不是正弦式交流电,A 错
误;当导线框进入磁场时,根据楞次定律可得,两导线框中的感应电流方向为逆时针,当导线框穿出磁场 时,根据楞次定律可得导线框中产生的感应电流为顺时针,所以感应电流的周期和其运动周期相等,为 T, B 正确;根据 E ? BR ? 可得导线框在运动过程中的感应电动势相等,C 正确;导线框 N 在完全进入磁场
2

后有

T T T 3T 时间内导线框的磁通量不变化,过程中没有感应电动势产生,即导线框 N 在 0~ 和 ~ 内有 4 4 2 4

感应电动势,其余时间内没有,而导线框 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 的有效值不会相同,D 错误。

【学科网考点定位】考查了楞次定律的应用、导体切割磁感线运动 【方法技巧】在分析导体切割磁感线运动、计算电动势时,一定要注意导体切割磁感线的有效长度,在计 算交变电流的有效值时,一定要注意三个相同:相同电阻,相同时间,相同热量。 【结束】 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. 【题文】 (5 分)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与两导轨垂直。

(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 【答案】 (1)如图所示 (2)AC (填入正确选项前的标号) 。

【解析】 试题分析: (1)如图所示,注意滑动变阻器的接法是限流接法。

(2)根据公式 F ? BIL 可得适当增加导轨间的距离或者增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能 定理 Fs ? fs ?

1 2 mv 可知金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,AC 正确;若换用一 2

根更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,所以对最后的速度没有影响,B 错误。 【学科网考点定位】考查了研究安培力实验 【方法技巧】对于高中实验,要求能明确实验原理,认真分析各步骤,从而明确实验方法;同时注意掌握 图像的性质,能根据图像进行分析,明确对应规律的正确应用。 【结束】 23. 【题文】 (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 0.010 kg。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(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 0.20 2 3 0.58 4 0.78 5 1.00

a / m ? s ?2

(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 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=9.8 m· 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_______(填入正确选项前的标号) 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 【答案】 (3)0.39(4)如图所示(5)0.45(6)BC 【解析】 试题分析: (3) 因为小车做初速度为零的匀加速直线运动, 故将 (2, 0.78) 代入 s ? (4)根据描点法可得如图所示图线

1 2 at 可得 a ? 0.39 m / s2 。 2

(5)根据牛顿第二定律可得 nmg ? ?(5 ? n)m ? M ? a ,代入 m=0.010 kg,n=1、2、3、4、5,以及相应的

加速度求可得 M ? 0.45 kg 。 (6)因为如果不平衡摩擦力,则满足 F ? f ? ma 的形式,所以故直线不过原点,但仍是直线,A 错误 B 正确;随着 n 的增大,小车的总质量在减小,故直线的斜率变大,故 C 正确。 【学科网考点定位】验证牛顿第二定律的应用 【方法技巧】对于高中实验,要求能明确实验原理,认真分析各步骤,从而明确实验方法;同时注意掌握 图象的性质,能根据图象进行分析,明确对应规律的正确应用。 【结束】 24. 【题文】如图,在竖直平面内有由

1 1 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 4 2 R R 。一小球在 A 点正上方与 A 相距 处由静止开始自由下落, 2 4

连接。AB 弧的半径为 R,BC 弧的半径为 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。 【答案】 (1) 【解析】 试题分析: (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 ? mg 设小球在 B 点的动能为 EkB ,同理有 EkB ? mg 由①②联立可得

EKA ? 5 (2)小球恰好可以沿轨道运动到 C 点 EKB
R ① 4

5R ② 4

EkB ?5③ EkA

(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 N ? 0 ④

设小球在 C 点的速度大小为 vC ,根据牛顿运动定律和向心加速度公式有 N ? mg ? m

2 vC ⑤ R 2

联立④⑤可得, vC 应满足 m 根据机械能守恒有 mg

2 2vC ? mg ⑥ R

R 1 2 ? mvC ⑦ 4 2

根据⑥⑦可知,小球恰好可以沿轨道运动到 C 点。 【学科网考点定位】考查了机械能守恒定律、牛顿运动定律、圆周运动 【方法技巧】分析清楚小球的运动过程,把握圆周运动最高点临界速度的求法:重力等于向心力,同时要 熟练运用机械能守恒定律。 【结束】 25. 【题文】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 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。 【答案】 (1) q ? 【解析】 试题分析:在金属棒未越过 MN 之前,t 时刻穿过回路的磁通量为 ? ? ktS ① 设在从 t 时刻到 t ? ?t 的时间间隔内,回路磁通量的变化量为 ?Φ ,流过电阻 R 的电荷量为 ?q 由法拉第电磁感应有 ? ? ? 由欧姆定律有 i ?

kt0 S Bl (2) f ? ? B0lv0 ? kS ? 0 R R

?Φ ② ?t

? ③ R

由电流的定义有 i ?

?q ④ ?t kS ?t ⑤ R kt0 S ⑥ R

联立①②③④可得 ?q ?

由⑤可得,在 t=0 到 t= t 0 的时间间隔内,流过电阻 R 的电荷量 q 的绝对值为 q ?

(2)当 t ? t0 时,金属棒已越过 MN,由于金属棒在 MN 右侧做匀速运动,有 f ? F ⑦ 式中 f 是外加水平恒力,F 是匀强磁场施加的安培力。设此时回路中的电流为 I,F 的大小为 F ? B0 Il ⑧ 此时金属棒与 MN 之间的距离为 s ? v0 (t ? t0 ) ⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为 Φ? ? B0ls ⑩ 回路的总磁通量为 Φ1 ? Φ ? Φ? ? 式中 Φ 仍如①式所示, 由①⑨⑩?可得, 在时刻 ( t t ? t0 ) 穿过回路的总磁通量为 Φ1 ? B0lv0 (t ? t0 ) ? kSt ? 在 t 到 t ? ?t 的时间间隔内,总磁通量的改变 ?Φt 为 ?Φt ? ? B0lv0 ? kS ? ?t ? 由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为 ? t ? 由欧姆定律有 I ?

?Φt ? ?t

?t
R

?

联立⑦⑧???可得 f ? ? B0lv0 ? kS ?

B0l R

【学科网考点定位】考查了导体切割磁感线运动 【方法技巧】根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定律,及电量表达式,从而导出电量的综合表 达式,即可求解;根据磁通量的概念,? ? BS ,结合磁场方向,即可求解穿过回路的总磁通量;根据动生 电动势与感生电动势公式,求得线圈中的总感应电动势,再依据闭合电路欧姆定律,及安培力表达式,最 后依据平衡条件,即可求解水平恒力大小。 【结束】 (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) 【题文】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 【答案】CDE 【解析】 试题分析: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 错误;宏观运动和微观运动没有惯性,所以宏观运动动能 大,内能不一定大,B 错误;根据

pV ? C 可知如果等温压缩,则内能不变,等压膨胀,温度增大,内能 T

一定增大,CE 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 正确。 【学科网考点定位】考查了分子热运动 【方法技巧】理想气体是一种理想化的物理模型,实际上并不存在;理想气体的内能仅与温度有关,与气 体的体积无关;实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体 【结束】 (2) 【题文】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=75.0 cmHg。环境温度不变。

【答案】 h ? 9.42 cm 【解析】 试题分析: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 。

? ,长度为 l2 ? ,长度为 l1? ;左管中空气柱的压强为 p2 ? 。以 cmHg 活塞被推下 h 后,右管中空气柱的压强为 p1
为压强单位。由题给条件得 p1 ? p0 ? (20.0 ? 5.00)cmHg

l1? ? (20.0 ?

20.0 ? 5.00 )cm 2

?l1? 根据玻意耳定律得 p1l1 ? p1 ? ? 144 cmHg 联立解得 p1

? ? 4.00 cm ? ? ? p1 ? , l2 根据题意可得 p2

20.0 ? 5.00 cm ? h 2

?l2 ? ,解得 h ? 9.42 cm 根据玻意耳定律得 p2l2 ? p2
【学科网考点定位】考查了理想气体状态方程的应用 【方法技巧】由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等,气体都做等温变化。先研究的左端气 体,根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强.水银面相平时,两部分气体的压强相等,再研究右端的气体, 求出活塞下移后的长度和气体压强,根据几何关系求解活塞向下移动的距离。 【结束】 34. 【物理选修 3-4】 (1) 【题文】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 m,P、Q 开始振动后,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】 试题分析:根据题意信息可得 T ?

1 s ? 0.05 s , v ? 16 m/s ,故波长为 ? ? vT ? 0.8 m ,找 P 点关于 S 20

P? 、 点的对称点 P? , 根据对称性可知 P? 和 P 的振动情况完全相同, Q 两点相距 ?x ? ?

3 ? 15.8 14.6 ? ? ?? ? ? , 2 ? 0.8 0.8 ?

为半波长的整数倍,所以两点为反相点,故 P? 、Q 两点振动方向始终相反,即 P、Q 两点振动方向始终相 反,A 错误 B 正确;P 点距离 S 点 x ? 19 点相距 S 点 x? ? 18

3 ? ,当 S 恰好通过平衡位置向上振动时,P 点在波峰,同理 Q 4

1 ? ,当 S 恰好通过平衡位置向下振动时,Q 点在波峰,DE 正确。 4

【学科网考点定位】考查了机械波的传播 【方法技巧】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时, “走坡法” 是一种重要的方法,即“下坡上,上坡下” ,简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下 振动,不会随波迁移,当两个质点相隔波长的整数倍时,则这两个点为同相点,即振动步调相同,如果两

个质点相隔半波长的奇数倍时,两个点为反相点,即振动步调相反。 【结束】 (2) 【题文】如图,玻璃球冠的折射率为 3 ,其底面镀银,底面的半径是球半径的

3 倍;在过球心 2

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】 ? ? 180 ? ?ENO ? 150
?

?

【解析】 试题分析:设球半径为 R,球冠底面中心为 O? ,连接 OO? ,则 OO? ? AB ,令 ?OAO? ? ?

3 R O?A ? 2 则 cos ? ? ,即 ? ? 30? OA R
根据题意 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,所考虑的光线的光路图如图所示,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 ?? ,玻璃折射率为 n,由于 △OAM 为等边三角形,有 i=60° 根据折射定律可得 sin i ? n sin r

代入题给条件 n ? 3 可得 r=30° 作底面在 N 点的法线 NE,由于 NE∥AM,有 i ? =30° 根据反射定律可得 i ?? =30° 连接 ON,由几何关系可知 △NAM ? △NOM ,故有 ?MNO ? 60? 故可得 ?ENO ? 30? 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 β 为 ? ? 180? ? ?ENO ? 150? 【学科网考点定位】光的折射定律

【方法技巧】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律 n ? 公式 v ?

sin i 1 、临界角公式 sin C ? 、光速 sin r n

c ,运用几何知识结合解决这类问题。 n

【结束】 35. 【物理选修 3-5】
27 (1) 【题文】一静止的铝原子核 13 Al 俘获一速度为 1.0 ?10 m/s 的质子 p 后,变为处于激发态的硅原子
7

28 核 14 Si* ,下列说法正确的是_________(填正确的答案标号。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,最低得分为零分) 。
27 28 A.核反应方程为 p ?13 Al ?14 Si*

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 10 m/s,方向与质子初速度方向一致 【答案】ABE 【解析】
27 28 试题分析:根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程 p ?13 Al ?14 Si* ,A 正确;过程中释放的核力远远大
5

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 ?107 m/s ,故数量级约为 105 m/s,故 E 正确。 28

【学科网考点定位】考查了动量守恒、能量守恒、核反应方程 【方法技巧】由质量数、电荷数守恒可知核反应方程;由动量守恒可知硅原子核速度的数量级及速度方向, 本大题包含了 3-5 原子物理的内容,难度不大,但从题目来看考查范围很广,要求能全面掌握。 【结束】 (2) 【题文】如图,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 m。两物块与地面间的动摩擦因数均相同,现使 a 以初 4

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。

【答案】 【解析】

2 2 v0 32v0 ??? 2 gl 113gl

试题分析:设物块与地面间的动摩擦因数为 μ,若要物块 a、b 能够发生碰撞,应有 即? ?
2 v0 2 gl

1 2 mv0 ? ? mgl 2

设在 a、b 发生弹性碰撞前的瞬间,a 的速度大小为 v1 ,由能量守恒可得

1 2 1 2 mv0 ? mv1 ? ? mgl 2 2

?、v2 ?, 设在 a、b 碰撞后的瞬间,a、b 的速度大小分别为 v1
?? 根据动量守恒和能量守恒可得 mv1 ? mv1 ?? 联立可得 v2 8 v1 7 1 3 3m ?2 ? ? ? ? mv2 gl 2 4 4 3 1 1 1 3 ? , mv12 ? mv1 ?2 ? ? mv2 ?2 mv2 4 2 2 2 4

根据题意,b 没有与墙发生碰撞,根据功能关系可知, 故有 ? ?
2 32v0 , 113gl

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

2 2 v0 32v0 ??? 2 gl 113gl

【学科网考点定位】考查了动量守恒定律、能量守恒定律的应用 【方法技巧】该题要按时间顺序分析物体的运动过程,知道弹性碰撞过程遵守动量守恒和能量守恒,要结 合几何关系分析 b 与墙不相撞的条件。 【结束】


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