高考全国二卷全国卷物理试题卷及答案解析 12页

2018年高考全国卷Ⅱ理综试题 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题只 有一项符合题目要求，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.（考点一：动能定理）如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面 运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定 A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 15.（考点二：动量定理）高空坠物极易对行人造成伤害。若一个 50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层坠下，与地面的撞击时间约为 2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N 16．（考点三：万有引力，圆周运动）2018 年 2 月，我国 500 m 口径射电望远镜（天眼）发 现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期 T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已 知万有引力常量为 。以周期 T 稳定自转的星体的密度最小值约为 A． B． C． D． 17．(考点四：光电效应)用波长为 300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为 1 .28 10-19 J。已知普朗克常量为 6.63 10-34 J·s，真空中的光速为 3.00 108 m·s-1，能使锌产 生光电效应的单色光的最低频率约为 A．1 1014 Hz B．8 1014 Hz C．2 1015 Hz D．8 1015 Hz 18．（考点五：法拉第电磁感应定律，楞次定律）如图，在同一平面内有两根平行长导轨， 导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向交替 向上向下。一边长为 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流 i 随时 间 t 变化的正确图线可能是 11 2 26.67 10 N m / kg−× ⋅ 9 35 10 kg / m× 12 35 10 kg / m× 15 35 10 kg / m× 18 35 10 kg / m× × × × × × × × 3 2 l 19．（考点六：直线运动的 v-t 图像问题）甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度 —时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在 t2 时刻并排行驶，下列说法正确的是 A．两车在 t1 时刻也并排行驶 B．t1 时刻甲车在后，乙车在前 C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大 20．(考点七：磁场的叠加)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方 向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于 匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感 应强度大小分别为 和 ，方向也垂直于纸面向外。则 A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为 B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为 C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为 D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为 21．（考点八：匀强电场，电势，电势差，电场力做功）如图，同一 平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中， 电场方向与此平面平行， M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。一电荷量为q（q>0）的粒 子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点， 其电势能减小W2，下列说法正确的是 A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为 C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为 D．若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 0 1 3 B 0 1 2 B 0 7 12 B 0 1 12 B 0 1 12 B 0 7 12 B 1 2 2 W W+ 2W qL 三、非选择题：共 174 分。第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选 考题，考生根据要求作答。 22．（考点九：电流表、电压表的改装）（6 分）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微 安表头（量程 100 内阻 900 ）；电阻箱 R1 （阻值范围 0 999.9 ）；电阻箱 R2 （阻值范围 0 99 999.9 ）；导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程 为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。 回答下列问题： （1）在虚线框内画出电路图并标出 R1 和 R2，其中*为公共接线柱，a 和 b 分别是电流挡和 电压挡的接线柱。 （2）电阻箱的阻值 （保留到个位） 23．（9 分）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的 细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。 缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤 的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中 的值 从图（b）中弹簧秤的示数读出。 砝码的质量 m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力 f/N 2.15 2.36 2.55 2.93 μA, Ω ~ Ω ~ Ω 1 1____________ Ω. ____________ ΩR R= = 。 4f 4f 回答下列问题 （1） =__________N （2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出 f-m 图线； （3）f 与 m、木块质量 M、木板和木块之间的滑动摩擦因数 及重力加速度大小 g 之间的 关系式 f=__________，f-m 图线（直线）的斜率的表达式 k=____________; （4）取 g=9.80 m/ ，由绘出的 f-m 图线求得 （保留 2 位有效数字） 24．（12 分）汽车 A 在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车 B，立即采取制动 措施，但仍然撞上了汽车 B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后 B 车向前 滑动了 4.5 m，A 车向前滑动了 2.0 m，已知 A 和 B 的质量分别为 kg 和 kg， 两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为 0.10，两车碰 撞 时 间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小 .求 （1）碰撞后的瞬间 B 车速度的大小； （2）碰撞前的瞬间 A 车速度的大小。 4f µ 2s ____________µ = 32.0 10× 31.5 10× 2g 10m / s= 25.（20 分）一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在 平面内的截面如图所示： 中间是磁场区域，其边界与 y 轴垂直，宽度为 l，磁感应强度的大小为 B，方向垂直于 平面； 磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为 ，电场强度的大小均为 E，方向均沿 x 轴正方向；M、 N 为条形区域边界上的两点，它们的连线与 y 轴平行。一带正电的粒子以某一速度从 M 点沿 y 轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从 M 点入射的速度从 N 点沿 y 轴正方向射出。不计 重力。 （1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹； （2）求该粒子从 M 点射入时速度的大小； （3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与 x 轴 正 方向的夹角为 ，求该粒子的比荷及其从 M 点 运动到 N 点的时间。 （二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。 如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33．[物理——选修 3-3]（15 分） （1）（5 分）对于实际的气体，下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对 1 个 得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。没选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．气体的内能包括气体分子的重力势能 B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能 C．气体的内能包括气体整体运动的动能 D．气体体积变化时，其内能可能不变 E．气体的内能包括气体分子热运动的动能 （2）（10 分）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口 a 和 b，a、b 间距为 h， a 距缸底的高度为 H；活塞只能在 a、b 间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。 已知活塞质量为 m，面积为 S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的 摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为 p0，温度均为 T0。现用电热 丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达 b 处。求此 时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。 重力加速度大小为 g。 34．[物理——选修 3-4]（15 分） （1）（5 分）声波在空气中的传播速度为 340m/s，在钢铁中的传播速度为 4900m/s。一平 直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到 另一端的时间之差为 1.00s。桥的长度为_______m， 若该波在空气中的波长为 λ，则它在钢铁中波长为 λ 的_______倍。 （2）（10 分）如图， 是一直角三棱镜的横截面， ， ，一细光束从 BC 边的 D 点折 射后，射到 AC 边的 E 点，发生全反射后经 AB 边的 F 点射出。EG 垂直于 AC 交 BC 于 G，D 恰好是 CG 的中点。不计多次反射。 （i）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角； （ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？ 参考答案 14．A 15．C 16 ． C 17．B 18 ． D 19．BD 20．AC 21．BD 22．（6 分）（1）如图所示 （2） 100 2 910 23 ． （9 分）（1）2.75 （2）如 图所示 （3）μ（M+m）g μg （4）0.40 24．（12 分） （1）设 B 车质量为 mB，碰后加速度大小为 aB，根据牛顿第二定律有 ① 式中 μ 是汽车与路面间的动摩擦因数。 设碰撞后瞬间 B 车速度的大小为 ，碰撞后滑行的距离为 。由运动学公式有 ② 联立①②式并利用题给数据得 ③ （2）设 A 车的质量为 mA，碰后加速度大小为 aA。根据牛顿第二定律有 ④ 设碰撞后瞬间 A 车速度的大小为 ，碰撞后滑行的距离为 。由运动学公式有 ⑤ 设碰撞后瞬间 A 车速度的大小为 ，两车在碰撞过程中动量守恒，有 ⑥ 联立③④⑤⑥式并利用题给数据得 ⑦ B B Bm g m aµ = Bv ′ Bs 2 =2B B Bv a s′ 3.0 m/sBv ′ = A A Am g m aµ = Av ′ As 2 =2A A Av a s′ Av A A A A B Bm v m v m v′ ′= + 4.3 m/sAv = 25．（20 分）解：（1）粒子运动的轨迹如图（a）所示。（粒子在 电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，上下对称） （2）粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动。设粒子从 M 点射入时速度的大小为 v0，在下侧电场中运动的时间为 t，加速度 的大小为 a；粒子进入磁场的速度大小为 v，方向与电场方向的夹角为 （见图（b）），速度 沿电场方向的分量为 v1，根据牛顿第二定律有 qE=ma ① 式中 q 和 m 分别为粒子的电荷量和质量，由运动学公式有 v1=at ② ③ ④ 粒子在磁场中做匀速圆周运动，设 其运动轨道半径为 R，由洛伦兹力公式和牛 顿第二定律得 ⑤ 由几何关系得 ⑥ 联立①②③④⑤⑥式得 ⑦ （3）由运动学公式和题给数据得 ⑧ 联立①②③⑦⑧式得 ⑨ 设粒子由 M 点运动到 N 点所用的时间为 ，则 ⑩ θ 0l v t′ = 1 cosv v θ= 2 cosl R θ= t′ 1 0 πcot 6v v= 2 2 4 3q El m B l ′= π π2( )2 62 2πt t T − ′ = + 0 2Elv Bl ′= 2mvqvB R = 式中 T 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，⑪ 由 ③ ⑦ ⑨ ⑩ ⑪ 式 得 ⑫ 33．（1）开始时活塞位于 a 处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。 设此时汽缸中气体的温度为 T1，压强为 p1，根据查理定律有 ① 根据力的平衡条件有 ② 联立①②式可得 ③ 此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达 b 处，设此时汽缸中气体的温度为 T2；活塞位于 a 处和 b 处时气体的体积分别为 V1 和 V2。根据盖—吕萨克定律有 ④ 式中 V1=SH⑤ V2=S（H+h）⑥ 联立③④⑤⑥式解得 ⑦ 从开始加热到活塞到达 b 处的 过程中，汽缸中的气体对外做的功 为 ⑧ 2πmT qB = 3π(1 )18 Bl lt E l ′ = + ′ 0 1 0 1 p p T T = 1 0p S p S mg= + 1 0 0 1 mgT Tp S  = +    1 2 1 2 V V T T = 2 0 0 1 1h mgT TH p S   = + +     ( )0W p S mg h= + 34．（ⅰ）光线在 BC 面上折射，由折射定律有 ① 式中，n 为棱镜的折射率，i1 和 r1 分别是该光线在 BC 面上的入射角和折射角。光线 在 AC 面上发生全反射，由反射定律有 i2=r2② 式中 i2 和 r2 分别是该光线在 AC 面上的入射角和反射角。光线在 AB 面上发生折射， 由折射定律有 ③ 式中 i3 和 r3 分别是该光线在 AB 面上的入射角和折射角。由几何关系得 i2=r2=60°，r1=i3=30°④ F 点的出射光相对于 D 点的入射光的偏角为 δ=（r1–i1）+（180°–i2–r2）+（r3–i3）⑤ 由①②③④⑤式得 δ=60°⑥ （ⅱ）光线在 AC 面上发生全反射，光线在 AB 面上不发生全反射，有 ⑦ 式中 C 是全反射临界角，满足 ⑧ 3 3sin sinn i r= 2 3sin sin sinn i n C n i≥ > sin 1n C = 1 1sin sini n r= 由④⑦⑧式知，棱镜的折射率 n 的取值范围应为 ⑨ 2 3 23 n≤ ≤