2018年全國高考I理綜物理試題及答案

2018年全國高考I理綜物理試題及答案注意事項：1.在答題卡上填寫姓名和準(zhǔn)考證號。2.選擇題用鉛筆在答題卡上涂黑對應(yīng)的答案標(biāo)號，非選擇題在答題卡上作答。3.考試結(jié)束后，將試卷和答題卡一并交回。選擇題：14.高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段，列車的動能與它的速度成正比。15.如圖，輕彈簧下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長前，下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是B。16.如圖，三個固定的帶電小球a、b、c，相互間的距離分別為ab=5cm，cabbc=3cm，ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則a、b的電荷異號，k=9/16。17.如圖，導(dǎo)體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中點，O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動的金屬桿，M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到OS位置并固定（過程I）；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B'（過程II）。在過程I、II中，流過OM的電荷量相等，則B'（過程II）等于3/2B。18.如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R；bc是豎直向上的光滑軌道，長度為h。小球沿abc從A點以v0速度豎直向上拋出，經(jīng)過O點后未碰到bc軌道，最高點到達(dá)H處。重力加速度為g，不計空氣阻力。小球從A點到達(dá)H處的時間為t，H處到O點的高度差為h/2，則v0=√(2gh)。1.一質(zhì)量為m的小球，從a點開始向右運動，受到與重力大小相等的水平外力的作用，其軌跡是一個半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點。求小球從a點運動到其軌跡最高點，機(jī)械能的增量。答案：C．5mgR解析：小球從a點到最高點，高度變化為R，勢能增加為mgR，速度變?yōu)榱?，動能減少為mgR，總機(jī)械能增加為2mgR。但是由于小球受到水平外力的作用，機(jī)械能不守恒，因此機(jī)械能的增量為5mgR。改寫：一質(zhì)量為m的小球，在受到與重力大小相等的水平外力的作用下，沿著一個半徑為R的四分之一圓弧運動，與ab相切于b點。求小球從a點運動到其軌跡最高點，機(jī)械能的增量為多少？答案：C．5mgR解析：小球從a點到最高點，高度變化為R，勢能增加為mgR，速度變?yōu)榱悖瑒幽軠p少為mgR，總機(jī)械能增加為2mgR。但是由于小球受到水平外力的作用，機(jī)械能不守恒，因此機(jī)械能的增量為5mgR。2.如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是答案：A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動解析：當(dāng)開關(guān)閉合后，一線圈中產(chǎn)生的磁場會穿過鐵芯，進(jìn)而影響另一線圈和直導(dǎo)線中的電子運動，使得小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動。根據(jù)安培環(huán)路定理，磁場方向為小磁針?biāo)谄矫鎯?nèi)，垂直于直導(dǎo)線，由右手定則可知，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動。改寫：如圖所示，有兩個線圈繞在同一根鐵芯上。其中一個線圈通過開關(guān)與電源連接，另一個線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。在開關(guān)未閉合時，一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是？答案：A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動。解析：當(dāng)開關(guān)閉合后，一線圈中產(chǎn)生的磁場會穿過鐵芯，進(jìn)而影響另一線圈和直導(dǎo)線中的電子運動，使得小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動。根據(jù)安培環(huán)路定理，磁場方向為小磁針?biāo)谄矫鎯?nèi)，垂直于直導(dǎo)線，由右手定則可知，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動。3.根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星答案：B．質(zhì)量之和解析：根據(jù)牛頓萬有引力定律，兩顆質(zhì)量分別為m1和m2的天體之間的引力大小為F=Gm1m2/r^2，其中G為萬有引力常量，r為兩顆天體之間的距離。由于兩顆中子星相互吸引，因此它們之間存在引力，引力大小為mg，其中g(shù)為重力加速度，m為兩顆中子星的質(zhì)量之和。又因為兩顆中子星繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈，因此它們之間存在離心力，離心力大小為mω^2r，其中ω為角速度，r為兩顆中子星之間的距離。根據(jù)牛頓第二定律，離心力等于質(zhì)量乘以加速度，因此mω^2r=mg，即mω^2r=Gm1m2/r^2。由此可求出兩顆中子星的質(zhì)量之和為m1+m2=mω^2r^3/G。改寫：根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星的什么？答案：B．質(zhì)量之和解析：根據(jù)牛頓萬有引力定律，兩顆質(zhì)量分別為m1和m2的天體之間的引力大小為F=Gm1m2/r^2，其中G為萬有引力常量，r為兩顆天體之間的距離。由于兩顆中子星相互吸引，因此它們之間存在引力，引力大小為mg，其中g(shù)為重力加速度，m為兩顆中子星的質(zhì)量之和。又因為兩顆中子星繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈，因此它們之間存在離心力，離心力大小為mω^2r，其中ω為角速度，r為兩顆中子星之間的距離。根據(jù)牛頓第二定律，離心力等于質(zhì)量乘以加速度，因此mω^2r=mg，即mω^2r=Gm1m2/r^2。由此可求出兩顆中子星的質(zhì)量之和為m1+m2=mω^2r^3/G。4.如圖，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針。現(xiàn)要測量圖中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為2.850cm。已知重力加速度為9.80m/s^2，求彈簧的勁度系數(shù)。答案：196N/m解析：當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，彈簧的長度為L1，當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為m的砝碼時，彈簧的長度為L2。根據(jù)胡克定律，彈簧的伸長量為ΔL=L2-L1，彈簧的勁度系數(shù)為k=mg/ΔL，其中g(shù)為重力加速度，m為砝碼的質(zhì)量。代入數(shù)據(jù)可得k=196N/m。改寫：如圖所示，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為2.850cm。已知重力加速度為9.80m/s^2，求彈簧的勁度系數(shù)。答案：196N/m解析：當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，彈簧的長度為L1，當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為m的砝碼時，彈簧的長度為L2。根據(jù)胡克定律，彈簧的伸長量為ΔL=L2-L1，彈簧的勁度系數(shù)為k=mg/ΔL，其中g(shù)為重力加速度，m為砝碼的質(zhì)量。代入數(shù)據(jù)可得k=196N/m。A=30°。當(dāng)一束紅光垂直于AB邊射入，從AC邊的D點射出時，其折射角為60°，則玻璃對紅光的折射率為。若使用藍(lán)光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射角小于60°。一列簡諧橫波在t=3s時的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖(b)是質(zhì)點Q的振動圖像。求(i)波速及波的傳播方向；(ii)質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標(biāo)。在圖中，波速為18cm/s，向右傳播。質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標(biāo)為0。(1)煙花彈上升的初速度為v，由題給條件有$1/2E=mv^2$。設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時間為t，則由運動學(xué)公式有$-v=-gt$。聯(lián)立兩式得$t=\frac{1}{2}\frac{E}{gm}$。(2)設(shè)爆炸時煙花彈距地面的高度為$h_1$，由機(jī)械能守恒定律有$E=mgh_1$?；鹚幈ê螅瑹熁◤椛?、下兩部分均沿豎直方向運動，設(shè)炸后瞬間其速度分別為$v_1$和$v_2$。由題給條件和動量守恒定律有$1/2mv_1^2+1/2mv_2^2=E$，$mv_1-mv_2=0$。由$v_1=v\cos(53.7^\circ)$和$v_2=v\sin(53.7^\circ)$可得$v_1=620.0m/s$，$v_2=33.0m/s$。由$h_2=1/2v_2^2/g$，$h=h_1+h_2$，$h=\frac{2E}{mg}$得煙花彈上部分距地面的最大高度為375m。在磁場中，粒子1做圓周運動，軌跡如圖所示。在電場中，粒子H做類平拋運動。設(shè)H在電場中的加速度大小為$a_1$，初速度大小為$v_1$，它在電場中的運動時間為$t_1$，第一次進(jìn)入磁場的位置到原點的距離為$s_1$。由運動學(xué)公式有$s_1=v_1t_1$，$h=a_1t_1^2/2$。根據(jù)題目給出的條件，H進(jìn)入磁場時速度與x軸正方向夾角為60度，因此可以得到H進(jìn)入磁場時速度的y分量大小為v*tan(60度)。聯(lián)立相關(guān)公式，可以得到粒子在磁場中運動的圓軌道半徑為R=B*v*sin(60度)/(q*|B|)，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，q為電荷量。根據(jù)幾何關(guān)系，可以得到粒子在磁場中運動時，從入射點到第一次離開磁場的出射點的距離為s=2R*sin(60度)。最終可以得到B的表達(dá)式為B=2mE/(6qh)。在電場中，由牛頓第二定律可以得到qE=ma。根據(jù)速度合成法則，可以設(shè)粒子進(jìn)入磁場時的速度大小為v'，速度的方向與x軸正方向夾角為θ，入射點設(shè)為原點。根據(jù)運動學(xué)公式，可以得到粒子從入射點到第一次離開磁場的出射點的距離為s=vt。由幾何關(guān)系，可以得到出射點在原點左側(cè)。設(shè)粒子在磁場中做圓周運動的半徑為R，由粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運動的半徑公式可以得到R=mv'sin(θ)/(qB)。根據(jù)題目給出的條件，可以得到粒子在電場中沿x軸正方向射