(全国卷)高考物理命题热点和猜题剖析

2016年高考全国卷命题热点和原创猜题
物理
［命题热点］
1. 天体运动与引力波
2. 电势差与电场强度的关系
3. 多用电表的原理
4. 以我国自行研发的首艘航母下水为背景,综合考查力学知识
5. 力学规律在日常生活中的应用
6. 带电粒子在电场、磁场中的运动
7. 微元法在物理学中的应用
第1题：
2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波。

证实了爱因斯坦100年前的预言，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。

双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a 、b 两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得a 星的周期为T ，a 、b 两颗星的距离为l ，a 、b 两颗星的轨道半径之差为r ∆（a 星的轨道半径大于b 星的），则
A ．b 星公转的周期为l r
T l r
-∆+∆ B ．a 星公转的线速度大小为π()
l r T +∆
C ．a 、b 两颗星的半径之比为l
l r -∆
D ．a 、b 两颗星的质量之比为l r
l r
+∆-∆
答案：B
{猜题分析}
引力波是爱因斯坦预言的一种波，经历一百多年，今年证实了它的存在，也许将会对我们的将来的生产和生活有重大的影响，所以学生必须了解，体现情感、态度和价值观。

第2题：
如图所示，在匀强电场中有直角三角形OBC ，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别用φO 、φB 、φC ，已知φO ＝0 V ，φB ＝3 V ，φC ＝6 V ，
且边长OB cm 3=，OC 6cm =，则下列说法中正确的是
A ．匀强电场中电场强度的大小为200 V/m
B ．匀强电场中电场强度的大小为200 3 V/m
C ．匀强电场中电场强度的方向斜向下与OC 夹角（锐角）为60°
D ．一个电子由C 点运动到O 点再运动到B 点的过程中电势能减少了3 eV 答案：AC
{猜题分析}
在2016年的新考纲中，把“匀强电场中电势差与电场强度的关系”由I 级能力要求提高到II 级能力要求。

通常会结合几何关系,来加大试题的难度,体现考纲的变化。

第3题：
某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和“×100 Ω”挡内部电路的总电阻．使用的器材有： A ．多用电表；
B ．毫安表：量程6 mA ； C.滑动变阻器：最大阻值2 k Ω； D ．导线若干。

实验步骤如下：
（1）将多用电表挡位调到电阻
“×100 Ω”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点。

（2）将图甲中多用电表的黑表笔和______（选填“1”或“2”）端相连，红表笔连接另一端。

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使这时毫安表的示数为3 mA ，多用电表的示数如图乙所示，多用电表的示数为________Ω。

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。

此时毫安表的示数3.75 mA 。

从测量数据可知，毫安表的内阻为________Ω。

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丙所示。

根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_____V ，电阻“×100”挡内部电路的总电阻为_____ Ω. 答案：（2）1 （3）1500 （4）900 （5）9 1500 {猜题分析}
多用电表的原理是电学实验中的难点和重点，同时，万用表也是一种很重要的实用工具，学生要有动手能力，必须知道多用电表的原理。

第4题：
最近，美国“大众科学”杂志报道，中国首艘国产航母可能将在2016年下半年下水，预计在2019年服役。

航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某型号的舰载飞
机质量为m=1×103
kg ，在跑道上加速时可能产生的最大动力为F=7×103
N ，所受阻力为其受到的重力的0.2倍，当飞机的速度达到50 m/s 时才能离开航空母舰起飞。

航空母舰处于静止状态， 若要求该飞机在滑行160 m 时起飞，求飞机刚离开弹射系统时的动能。

解：飞机在跑道加速时所受阻力f=kmg =0.2×103×10 N =2×103
N
由牛顿第二定律，F-f=ma 解得：a =5 m/s 2
甲 乙 丙
由匀变速直线运动规律， v 2-v 02
=2ax 解得飞机的初速度为：v 0=30 m/s 飞机离开弹射系统时的动能：E k =
12mv 02=1
2
×103×302J=4.5×105J 。

{猜题分析}
航空母舰作为一种国家力量象征的具体承载产品，寄托了国人的梦想与诸多希寄,我国自行研发的首艘航母下水,体现了我国的科技实力,以此为背景,考查力学综合知识。

第5题：
水上滑梯可简化成如图所示的模型：倾角为θ=37°斜滑道AB 和光滑圆弧滑道BC 在B 点相切连接，圆弧末端C 点的切线水平，C 点到水面的距离2h m =，顶点A 距水面的高度H =12m 。

A B 、的高度差
9AB H m =，一质量m =50 kg 的人从滑道起点A 点无初速地自由滑下,
人与滑道AB 间的动摩擦因数μ=0.25．（取重力加速度g =10m/s 2
，cos37°=0.8，sin37°=0.6，人在运动过程中可视为质点） （1）求人从A 滑到C 的过程中克服摩擦力所做的功。

（2）求人在圆弧滑道末端C 点时对滑道的压力。

（3）沿BA 移动圆弧滑道，调节圆弧滑道与斜滑道AB 相切的位置，使人从滑梯平抛到水面的水平位移最大，求圆弧滑道与AB 滑道相切点B '到A 点的距离。

解析：（1）人在AB 滑道下滑过程中，受力分析可知
cos f mg μθ=f AB W fs =-，其中sin AB
AB H s θ
=
解得：1500J f W =-
BC 段光滑，所以人从A 滑到C 的过程中克服摩擦力所做的功为1500J 。

（2）由几何关系可知：BC 段圆弧所对的圆心角37θ=︒，A 、C 两点的高度差10m AC H =，B 、C 两点的高度差1m BC H =，则有
2
C mv F mg R -=
(1cos )BC H R θ=-
21
2
AC f C mgH W mv +=
解得：1900N F =
C
C
由牛顿第三定律可知人在圆弧滑道末端C 点时对滑道的压力为1900 N 。

（3）B '点到A 点的距离为s ，则A 点在圆弧轨道末端的高度差为sin AC BC h s H θ=+，圆弧轨道末端到水面的距离为AC H h -，由功能关系和平抛运动的规律有
21cos 2
AC mgh mgs mv μθ-= 212
AC H h gt -=
x vt =
解得：)x m =
由一元二次方程的性质可知：当2b
s a
=-时，平抛的水平位移x 有最大值。

解得：95
7.912
s m m =
= {猜题分析}
日常生活中很多事情需要用到力学规律，学生学习了物理知识，就要会用物理知识，使物理知识与我们的生活和生产联系起来，学以至用。

第6题：
如图甲所示，直角坐标系xoy 中，第二象限内有沿x 轴正方向的匀强电场，第一、四象限内有垂直坐标平面的匀强交变磁场，磁场方向垂直纸面向外为正方向。

第三象限内有一发射装置（没有画出）沿y 轴正方向射出一个比荷
q
m
=100C/kg 的带正电的粒子（可视为质点且不计重力），该粒子以v 0=10m/s 的速度从x 轴上的点A （-1m ，0）进入第二象限，从y 轴上的点C （0，2m ）进入第一象限。

取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，第一、四象限内磁场的磁感应强度按图
乙所示规律变化.2
10/g m s =.
（1）求第二象限内电场的电场强度大小； （2）求粒子第一次经过x 轴时的位置坐标；
（3）若保持第一、四象限内的磁场大小不变，使其周期变为0380
T s π
=，求粒子的运动轨迹与x 轴的交点坐标。

解析： （1）带电粒子在第二象限的电场中做类平抛运动，设粒
子从A 点到C 点用时为t ，则
22
01()2
A C Eq x m v v =-
0v
C
/y m
/x m
D
甲
0.4
-0.4
2
Cx A v x t =
（1分）0C y v t =（1分）22
20C
Cx v v v =+ 解得：0.5/E N C =
/C v s =
（2）设粒子在C 点的运动方向与y 轴正方向成θ角，则 0
cos 1C
v v θ== 即45θ=︒
粒子在第一象限磁场中运动时有：2
C C v qv B m r
=
解得：4
r m =
粒子做圆周运动的周期240
C r T s v ππ
=
= 所以粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示，粒子运动第四个半圆的过程中第一次经过x 轴，在x 轴上对应
的弦长为
所以2 1.5OD m m =-=
粒子第一次经过x 轴时的位置坐标为(1.5,0)m
（3）在磁场变化的前半个周期内，设粒子偏转的角度为β，则
02324
T T ππ
β=
⨯= 在该段时间内粒子沿y 轴负方向运动的距离
1
sin 4
y r m θ∆==，沿x 轴正方向运动的距离
为1
(1cos )4
x r m θ∆=+=
因为8C y
y
=∆，所以粒子运动轨迹如图乙所示，粒子在
磁场变化的第8个半周期和第9个半周期内共经过x 轴3次 第1
次：1382cos )2
x x r m θ=∆-=
/x m
乙
第2
次：282)x x m =∆=
第3
次：35
82cos )2
x x r m θ=∆+= {猜题分析}
带电粒子在磁场中的运动近三年都没有作为压轴题来考，而三年前一直是作为压轴题出现的，所以估计今年压轴题是带电粒子在磁场中的运动，而且带电粒子在磁场中的运动类题目能很好的考查学生的综合能力。

第7题：
如图甲所示，固定轨道由倾角为θ的斜导轨与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成，轨道所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，两导轨间距为L ，上端用阻值为R 的电阻连接。

在沿斜导轨向下的拉力（图中未画出）作用下，一质量为m 的金属杆MN 从斜导轨上某一高度处由静止开始（t =0）沿斜导轨匀加速下滑，当杆MN 滑至斜轨道的最低端P 2Q 2处时撤去拉力，杆MN 在水平导轨上减速运动直至停止，其速率v 随时间t 的变化关系如图乙所示（其中v m 和t 0为已知）。

杆MN 始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，导轨和杆MN 的电阻以及一切摩擦均不计。

求：
（1）杆MN 中通过的最大感应电流I m ；
（2）杆MN 沿斜导轨下滑的过程中，通过电阻R 的电荷量q ； （3）撤去拉力后，杆MN 在水平导轨上运动的路程s 。

解：（1）经分析可知，杆MN 下滑到P 2Q 2处时的速度最大（设为v m ），此时回路中产生的感应电动势最大，且最大值为：E m =BLv m
此时回路中通过的感应电流最大，有：m
m E I R
= 解得：m
m BLv I R
=。

（2）杆MN 沿斜导轨下滑的距离为：m
02
v x t =
⋅ 在杆MN 沿斜导轨下滑的过程中，穿过回路的磁通量的变化为：ΔФ=BL x cos θ
甲
v m 乙
该过程，回路中产生的平均感应电动势为：00
E t ∆Φ
=
- 回路中通过的平均感应电流为：E I R
= 又：0q It = 解得：m 0cos 2BLv t q R
θ
=。

（3）撤去拉力后，杆MN 在水平导轨上做减速运动，设某时刻其速度大小为v ，则此时回路中通过的感应电流为：BLv
I R
=
设此时杆MN 的加速度大小为a ，由牛顿第二定律有：BIL=ma 设在趋近于零的时间Δt 内，杆MN 的速度变化的大小为Δv ，有：
v a t
∆=
∆ 由以上三式可得：22
B L v t m v R
⋅∆=∆ 则有：22111B L v t m v R ⋅∆=∆，22222B L v t m v R ⋅∆=∆，…，22
n n n B L v t m v R ⋅∆=∆ 故：22
112212()()n n n B L v t v t v t m v v v R ∆+∆++∆=∆+∆++∆
即：22
m (0)B L s m v R
⋅=- 解得：m
22
mRv s B L
=。

{猜题分析}
微元法是分析、解决物理问题中的常用方法，也是从部分到整体的思维方法。

微元法的基本思路是将研究对象（物体或物理过程）进行无限细分，再从中抽取某一微小单元即“元过程”，进行讨论。

对这些“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理，进而使问题求解。

随着微积分知识在高中数学知识体系中的引入，微元法应引起我们的足够重视。