2016年普通高等学校招生全国统一考试（新课标I卷）
理科综合（物理部分）
二、选择题：本大题共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
有一项是符合题目要求，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. 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 【解析】由C??rS4πkd可知，当云母介质抽出时，?r变小，电容器的电容C变小；
因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q?CU可知，当C减小时，Q减小。再由E?Ud，由于U与d都不变，故电场强度E不变，答案为D
【考点】电容器的基本计算
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. 11 B. 12 C. 121 D. 144 【答案】D
【解析】设质子的质量数和电荷数分别为m1、q1，一价正离子的质量数和电荷数为m2、q2，
对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得：
qU?12mv2?0 得 v?2qUm ①
在磁场中应满足 qvB?mv2r ②
由题意，
由于两种粒子从同一入口垂直进入磁场，从同一出口垂直离开磁场，故在磁场中做匀速圆周运动的半径应相同． 由①②式联立求解得
匀速圆周运动的半径r?12mUBq，由于加速电压不变，
故
r1B2m1q21???? r2B1m2q11m11? m2144故一价正离子与质子的质量比约为144
【考点】带电粒子在电场、磁场中的运动、质谱仪。
其中B2?12B1，q1?q2，可得
16. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3A为理想交流电流表，U为1?和4?，○的阻值分别是3?、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. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B 【解析】 解法一：
当S断开时，电路如右图所示
由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压U1?U?IR1
U1?U?3I 得
U1n1? 根据变压器原副边电压关系：
U2n2U2UI2??2 副线圈中的电流：
R2?R35联立①②③得：
① ② ③ ④
?n1?U?3I ???n5I?2?2
当S闭合时，电路如右图所示
由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压U1＇=U?4I?R1
U1＇=U?12I 得
U1＇n1? 根据变压器原副边电压关系：
U2＇n2U＇U＇I2＇=2?2 副线圈中的电流得：
R21联立⑤⑥⑦得 联立④⑧解得
⑤ ⑥ ⑦ ⑧
?n1?U?12I ???n4I?2?n1
?3 n2
2解法二：
设开关S断开前后，变压器的等效电阻为R和R?，由于变压器输入功率与输出功率相同，
R?RIS闭合前：I2?R?()2?(R2?R3)，得R?223 ①
nnR24I S闭合后：(4I)2?R'?()2?R2，得R??2② nn根据闭合电路欧姆定律：
S闭合前： S闭合后：
U
R1?RU4I?
R1?R?I?R1?③ ④
R213?221nn?= 根据以上各式得：
R?R54R1?2233?2nn解得，n?3
【考点】变压器的计算
【难点】 由于原边回路有电阻，原线圈两端电压不等于
电源电压
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. 1h B. 4h C. 8h D. 16h 【答案】B
【解析】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
Mm4π24π2r3G2?mr2可得T?，则卫星离地球的高度应rTGM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。
R?2R 由几何关系得，卫星的轨道半径为r?sin30?33rr由开普勒第三定律12?22，代入题中数据，得
T1T2
(6.6R)3r3?2 242T2卫星卫星30°① R②
卫星由①②解得T2?4h
【考点】（1）卫星运行规律；（2）开普勒第三定律的应用 【难点】 做出最小周期时的卫星空间关系图
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。
【考点】⑴牛顿运动定律；
⑵力和运动的关系； ⑶加速度的定义；
【易错点】B选项易错误地以“匀速圆周运动”作为反例来推翻结论
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 【答案】BD
【解析】 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?mag，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：Tx?f?Fx，Fy?N?Ty?mbg。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。
【考点】考查动态平衡分析、力的正交分解和力的平衡方程。
FyTTxTyfNFFxmb g20. 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。
【考点】带电粒子在复合场中运动、曲线运动中物体受力特点、带电粒子电场力做功与电势
能的关系、电势能变化与电势变化的关系。
21. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v?t图像如图所示。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?0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=25m/s，
1由位移和v?t图面积对应关系，0-3s内位移x甲=?3?30m=45m，
21x乙=?3??10+25?m=52.5m。故t?0时，甲乙相距?x1?x乙-x甲=7.5m，即甲在乙
2前方7.5m，B选项正确。
110-1s内，x甲?=?1?10m=5m，x乙?=?1??10+15?m=12.5m，?x2?x乙??x甲?=7.5m，
22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x?x甲?x甲?=45m?5m=40m，所以D选项正确； 【考点】v?t图的解读和位移的计算、追击相遇问题 【难点】 根据位移判断两车在不同时刻的位置关系
高考新课标I卷理综物理试题解析（解析版）
