2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試物理(北京卷)

絕密★啟用前2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試理科綜合能力測試物理試題(北京卷)第一部分(選擇題共48分)本部分共8小題,每小題6分,共48分。在每小題列出的四個選項中,選出最符合題目要求的一項。13.在核反應方程

24He+714N→A.質子 B.中子 C.電子 D.α粒子14.關于分子動理論,下列說法正確的是A.氣體擴散的快慢與溫度無關 B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動C.分子間同時存在著引力和斥力 D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大15.用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后A.干涉條紋消失 B.彩色條紋中的紅色條紋消失C.中央條紋變成暗條紋 D.中央條紋變成紅色16.如圖所示,一列簡諧橫波向右傳播,P、Q兩質點平衡位置相距0.15m。當P運動到上方最大位移處時,Q剛好運動到下方最大位移處,則這列波的波長可能是A.0.60m B.0.30m C.0.20m D.0.15m17.若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下,需要驗證A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1B.月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的1C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的118.某空間存在勻強磁場和勻強電場。一個帶電粒子(不計重力)以一定初速度射入該空間后,做勻速直線運動;若僅撤除電場,則該粒子做勻速圓周運動。下列因素與完成上述兩類運動無關的是A.磁場和電場的方向 B.磁場和電場的強弱C.粒子的電性和電荷量 D.粒子入射時的速度19.研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電B.實驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小C.實驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大D.實驗中,只增加極板帶電荷量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大20.根據(jù)高中所學知識可知,做自由落體運動的小球,將落在正下方位置。但實際上,赤道上方200m處無初速下落的小球將落在正下方位置偏東約6cm處。這一現(xiàn)象可解釋為,除重力外,由于地球自轉,下落過程小球還受到一個水平向東的“力”,該“力”與豎直方向的速度大小成正比。現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋,考慮對稱性,上升過程該“力”水平向西,則小球A.到最高點時,水平方向的加速度和速度均為零B.到最高點時,水平方向的加速度和速度均不為零C.落地點在拋出點東側D.落地點在拋出點西側第二部分(非選擇題共72分)本部分共4小題,共72分。21.(18分)用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。圖1主要實驗步驟如下:a.安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點,如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。圖2c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5……d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。圖3結合上述實驗步驟,請你完成下列任務:(1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有和(填選項前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源 B.電壓可調的直流電源C.刻度尺 D.秒表E.天平(含砝碼)(2)在圖3中已標出計數(shù)點A、B、D、E對應的坐標點,請在該圖中標出計數(shù)點C對應的坐標點,并畫出v-t圖像。(3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據(jù)是,v-t圖像斜率的物理意義是。

(4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度ΔxΔt表示各計數(shù)點的瞬時速度,從理論上講,對Δt的要求是(選填“越小越好”或“與大小無關”);從實驗的角度看,選取的Δx大小與速度測量的誤差(選填“有關”或“無關圖4(5)早在16世紀末,伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖4所示的“斜面實驗”,反復做了上百次,驗證了他的猜想,請你結合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。22.(16分)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一,某滑道示意圖如下,長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h=10m,C是半徑R=20m圓弧的最低點,質量m=60kg的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5m/s2,到達B點時速度vB=30m/s。重力加速度g取10m/s2。(1)求長直助滑道AB的長度L;(2)求運動員在AB段所受合外力的沖量I的大小;(3)若不計BC段的阻力,畫出運動員經過C點時的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。23.(18分)如圖1所示,用電動勢為E,內阻為r的電源,向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電壓U與電流I均隨之變化。(1)以U為縱坐標,I為橫坐標,在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖,并說明U-I圖像與兩坐標軸交點的物理意義。(2)a.請在圖2畫好的U-I關系圖線上任取一點,畫出帶網(wǎng)格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率;b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請寫出電源電動勢定義式,并結合能量守恒定律證明:電源電動勢在數(shù)值上等于內、外電路電勢降落之和。24.(20分)(1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。a.請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導出點電荷Q的場強表達式;b.點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示,等勢面S1、S2到點電荷的距離分別為r1、r2。我們知道,電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小,請計算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1(2)觀測宇宙中輻射電磁波的天體,距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小,觀測越困難。為了收集足夠強的來自天體的電磁波,增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑。2016年9月25日,世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州落成啟用,被譽為“中國天眼”,FAST直徑為500m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。a.設直徑為100m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P1,計算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P2;b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的,僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象,設直徑為100m望遠鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0,計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N。物理(北京卷)13.A根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得:質量數(shù)=4+14-17=1,電荷數(shù)=2+7-8=1,即X是質子,故選項A正確。14.C氣體擴散的快慢與溫度有關,溫度越高,擴散越快,A錯誤;布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的固體顆粒的運動,而不是液體分子的運動,B錯誤;分子間同時存在著引力和斥力,C正確;在分子力作用范圍內,分子間的引力隨著分子間距的增大而減小,當超出分子力作用范圍時,分子間的引力為零,不再變化,D錯誤。15.D白光通過紅色濾光片后,只剩下紅光,通過雙縫后形成紅光的干涉條紋,故A、B、C錯誤,D正確。16.B依題意可畫出波形圖P、Q兩質點平衡位置與波長間的關系為(2n-1)λ2=0.15m(n=1,2,3,…),當n=1時λ=0.30m。當n=2時λ=0.1m,n增大時,λ減小,故A、B、C、D四項中只有C17.B對于月球繞地球公轉有GMm月(60R)2=m月a月,得a月=GM(60R)2。對于地球表面的物體,有GMmR2=mg,得g=GMR2。上面兩式中GM為同一定值,如果“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,則gR2=a月(60R)2,得到a月=18.C由于帶電粒子做勻速直線運動,對帶電粒子進行受力分析知,電場力與磁場力平衡,qE=qvB,即v=EB,由此式可知,粒子入射時的速度、磁場和電場的強弱及方向有確定的關系,故A、B、D錯誤,C19.A實驗前,只用帶電玻璃棒與a板接觸,能使電容器a板帶電,b板上由于靜電感應會帶上異種電荷,A正確;只將b板向上平移,電容器兩極板正對面積S變小,由C=εrS4πkd可知C變小,且Q不變,由U=QC可知,U變大,靜電計指針張角變大,B錯誤;只在極板間插入有機玻璃板,εr變大,由C=εrS4πkd可知,C變大,且Q不變,由U=QC20.D上升過程中一直受到向西的力,故到最高點時,水平方向的速度向西不為零。由于豎直方向的速度為零,且豎直方向的速度與水平方向的力成正比,故水平方向的力為零,水平方向的加速度為零,故A、B錯誤;上升時受向西的力,下落時受向東的力,考慮對稱性,水平方向上先向西加速,后向西減速,水平方向一直向西運動。故落地點在拋出點西側,C錯誤,D正確。21.答案(1)AC(2)圖見解析(3)v-t圖像是一條傾斜直線加速度(4)越小越好有關(5)見解析解析(1)打點計時器需要使用交流電源,選A不選B,由于需要測量長度,所以選C,本實驗用打點計時器計時,故不需要秒表,本實驗不需要測量質量,故不需要天平。(2)如圖所示(3)依據(jù)是v-t圖線是一條傾斜的直線,斜率的物理意義是小車的加速度。(4)用平均速度ΔxΔt求瞬時速度,(5)如果速度隨時間是均勻變化的,那么位移x將與時間t的二次方成正比,所以只要測出不同時間內的位移和時間,看x1t122.答案(1)100m(2)1800N·s(3)圖見解析3900N解析(1)A到B的過程中,運動員做勻加速直線運動:vB2-0=L=100m(2)A到B的過程中,根據(jù)動量定理:I=mvB-0=1800N·s(3)B到C的過程中,根據(jù)動能定理:mgh=1FN-mg=mv代入數(shù)據(jù)得:FN=3900N23.答案(1)圖像見解析,與縱軸交點表示電動勢,與橫軸交點表示電源短路時的電流(2)a.圖見解析;b.見解析(3)E=W非解析(1)U=E-I·r所以U與I為一次函數(shù)關系,U-I圖像為直線,截距為E,斜率為-r與縱軸交點:I=0,U=E,即電動勢;與橫軸交點:U=0,I=Er(2)a.輸出功率P=U·I,即該點橫縱坐標之積,即圖中矩形部分的面積。b.方法一:因為網(wǎng)格面積代表輸出功率,所以P=U·I=(E-I·r)·I=E·I-I2r=-r·I當I=E2r,即ER+r=方法二:P=I2·R=ER+r2·R=E2R由均值不等式,當R=r2R,即R=r時,R+r2R有最小值2r,所以(3)電動勢定義式:E=W非q在時間t內通過電路的電荷量為q=It②根據(jù)能量守恒定律,非靜電力做的功應該等于內外電路產生的焦耳熱的總和。即W非=Q內+Q外③在時間t內:Q外=I2Rt,④Q內=I2rt⑤聯(lián)立①②③④⑤式,EIt=I2Rt+I2rt即E=IR+Ir得到:E=U外+U內其中U外即外電路電勢降落,U內即內電路電勢降落。24.答案(1)a.見解析b.N