2016年北京高考物理试题及答案

2016年普通高等学校招生全国统一考试

物理部分(北京卷）

13．处于n3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有 （ )

A．1种

B．2种

（ ）

B．在空气中传播的声波是横波 D．光需要介质才能传播

C．3种

D．4种

14．下列说法正确的是

A．电磁波在真空中以光速c传播 C．声波只能在空气中传播

15．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为

（ ）

16．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是

（ ）

A．Ea:Eb=4：1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea:Eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea:Eb=2：1，感应电流均沿逆时针方向

D．Ea:Eb=2:1，感应电流均沿顺时针方向

17．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的．．．是

（ )

A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

1

18．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是

（ ）

A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量

19．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是 ．．．．

A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B．一个伏特表和多个定值电阻 C．一个安培表和一个电阻箱 D．两个安培表和一个滑动变阻器

20．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10m、2.5m的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）.

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化.

据此材料，以下叙述正确的是

（ ）

( ）

A．PM10表示直径小于或等于1.0106m的悬浮颗粒物 B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力 C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大 21．(18分）

（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________（选填“增强”或“减弱\");相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_______(选填“敏感”或“不敏感”）. (2）利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

2

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____。 A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量与势能变化量 C．速度变化量与高度变化量

②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中，还必须使用的两种器材是____.

A．交流电源

B．刻度尺

C．天平(含砝码）

③实验中,先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.

已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的

过程中,重物的重力势能变化量Ep______,动能变化量EK______。

④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____. A．利用公式vgt计算重物速度 B．利用公式v2gh计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法

⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离

h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2_h图像,并做如下判断：若图像是一条过原点的直线,则重物下

落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。

3

22．（16分）

如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射 入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。

（1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;

（2）为使该粒子做匀速直线运动,还需要同时存 在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。

23． （18分）

如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。

（1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；

（2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法.在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U2.0102V，d=4.010m，m=9.110kg，e=1.610C，

-2-31-19g=10m/s2。

(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势\"G的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。

4

24． （20分)

（1)动量定理可以表示为pFt，其中动量

p和力F都是矢量。

在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v,如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。

a． 分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化量px、py； b． 分析说明小球对木板的作用力的方向.

（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用.光镊效应就是一个实例,激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒.一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图2所示。图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO夹角均为，出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向.

a． 光束①和②强度相同;

5

b． 光束①比②的强度大。

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参考答案

13．C

14．A

15．A

16．B

17．C

18．B

19．D

20．C

21．（18分） （1）增强，敏感

1hhA（2） ① A ② A B ③mghBmC ④ C

22T⑤该同学的判断依据不正确. 在重物下落h过程中,若阻力f恒定,根据

21fmghfhmv20v22(g)h可知v2h图像就是过原点的一条直线。要想通过v2h图像

m2的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g. 22．（16分）

（1)洛伦兹力提供向心力,有

v2fqvBm

R

带电粒子做匀速圆周运动的半径

Rmv qB2R2m vqB匀速圆周运动的周期

T（2）粒子受电场力FqE,洛伦兹力fqvB。粒子做匀速直线运动,则

qEqvB

场强E的大小 23．（18分）

（1）根据功和能的关系，有

EvB

12eU0mv0

2v02eU0m 电子射入偏转电场的初速度

在偏转电场中，电子的运动时间

tLmLv02eU0 6

偏转距离

1UL22ya(t)24U0d

（2)考虑电子所受重力和电场力的数量级，有

重力

电场力 由于F

Gmg1029N

FeUd1015N

G，因此不需要考虑电子所受重力。

（3）电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值，

即

Epq

由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值，叫做“重力势”，即G

EG。 m 电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定。

24．（20分） （1）a．

x方向：

动量变化为

pxmvsinmvsin0

y方向：

动量变化为

pymvcos(mvcos)2mvcos

方向沿y轴正方向 b．

根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知,小球对木板作用力的方向沿y轴负方向。

（2）a．

仅考虑光的折射，设t时间内每束光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量的大小为p。

这些粒子进入小球前的总动量为p12npcos

7

从小球出射时的总动量为

p22np

p1、p2的方向均沿SO向右

根据动量定理

Ftp2p12np(1cos)0

可知，小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右;根据牛顿第三定律,两光束对小球的合力的

y

方向沿SO向左。

b．

建立如答图所示的Oxy直角坐标系。

x

x方向：

根据（2）a同理可知，两光束对小球的作用力

答图

沿x轴负方向。

y方向：

设t时间内，光束①穿过小球的粒子数为n1,光束②穿过小球的粒子数为n2，n1n2. 这些粒子进入小球前的总动量为p1y(n1n2)psin 从小球出射时的总动量为 根据动量定理：

p2y0

Fytp2yp1y(n1n2)psin

可知，小球对这些粒子的作用力Fy的方向沿y轴负方向,根据牛顿第三定律,两光束对小球的作用力沿y轴正方向。

所以两光束对小球的合力的方向指向左上方.

8