高考全国卷1理综物理含解析

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高考全国卷1理综物理含解析

‎2018年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 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.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段,列车的动能 A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比 C.与它的速度成正比 D.与它的动量成正比 解析:列车做初速度为零的匀加速直线运动规律,列车动能:,又因为:,所以,动能跟速度平方成正比,A选项错误;根据动能定理,故动能与位移成正比,B选项正确;动能与速度平方成正比,故C选项错误;由,可知动能与动量的平方成正比,D选项错误。正确答案:B。‎ 考点:匀变速直线运动,动能和动量数值关系,动能定理 F P ‎15.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是 O F x A O F x B O F x C O F x D 解析:物块静止时受到向上的弹力和向下的重力,处于平衡状态有:,施加拉力F后,物块向上做匀加速直线运动,有牛顿第二定律有:,,A选项正确。正确答案:A 考点:弹簧弹力,牛顿第二定律 a b c ‎16.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为,,。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则 A.a、b的电荷同号, B.a、b的电荷异号,‎ C.a、b的电荷同号, D.a、b的电荷异号,‎ a b c 解析:对固定的小球c受到的库仑力分析,要使c球受到的库仑力合力与a、b的连线平行,则竖直方向对小球c受到的库仑力合力为零,则a、b的电荷必须异号,如下图所示,则有:,正确答案:D 考点:库仑定律处理平衡问题 O P S Q M ‎17.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到位置并固定(过程I);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到(过程II)。在过程I、II中,流过O M的电荷量相等,则等于 A. B. C. D.2‎ 解析:通过导体横截面的带电量为:,过程I流过OM的电荷量为:,过程II流过OM的电荷量:,依题意有,即:,解得:,正确答案:B。‎ 考点:法拉第电磁感应定律,通过导体横截面的带电量 a b c R ‎18.如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为;bc是半径为的四分之一圆弧,与ab相切于b点。一质量为的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为。小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为 A. B. C. D.‎ 解析:小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,机械能的增量,机械能的增量等于水平外力在从a点开始运动到其轨迹最高点过程做的功,有动能定理有小球运动到c点的速度为:,解得:,小球运动到c点后斜上抛,根据小球受力情况,可分解为水平方向初速度为零的匀加速,加速度为,竖直方向竖直上抛,小球上升至最高点时,竖直方向速度减少为零,时间为,水平方向的位移为:a b c R ,综上述小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为,正确答案为:C 考点:动能定理,运动的合成和分解 北 南 ‎ N S ‎19.如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 解析:小磁针的N极为直导线在该处产生磁场的方向,开关闭合后的瞬间,通过右边线圈的电流增大,在铁芯产生的磁场增大,通过左侧的线圈的磁通量增大,根据楞次定律可判断,直导线的电流从南流向北,再根据右手螺旋定则可判断,小磁针磁场方向垂直纸面向里,小磁针向里转动,选项A正确;开关闭合并保持一段时间后,通过左侧的线圈磁通量不变,不会产生电磁感应现象,所以直导线无感应电流流过,小磁针不转动,选项B和C都错;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,通过左侧线圈的磁通量减小,直导线产生北流向南的电流,则小磁针向外转动,选项D正确。正确答案:AD 考点:电磁感应现象,右手螺旋定则 ‎20.2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约时,它们相距约,绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星 A.质量之积 B.质量之和 C.速率之和 D.各自的自转角速度 解析:依题意两颗中子星符合“双星系统模型”,根据已知条件可以求出中子星的周期T,对m1: 对m2:,由几何关系:联立以上各式可解得:,,,速率之和。正确答案:BC。‎ 考点:万有引力定律的应用,双星系统 a b c d f ‎21.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b 上的电势为。一电子经过a时的动能为,从a到d的过程中克服电场力所做的功为。下列说法正确的是 A.平面c上的电势为零 B.该电子可能到达不了平面f C.该电子经过平面d时,其电势能为 D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 解析:匀强电场内间距相等,则每通过两个等势面电场力做功相同,则 ,即, ,所以,A选项正确;根据动能定理a到f点:,即:,可得:,故电子能到达等势面f,选项B错误;根据动能定理a到d点:,可得:,同理电子到达等势面c的动能,由于等势面c的电势为零,电子在等势面c的电势能为零,根据能量守恒,电子在运动过程中电势能和动能的总和保持一个定值,即,故电子经过平面d时,其电势能为,选项C错误;电子经过平面b和d时的动能分别为:和,电子经过平面b时的速率是经过d时的倍,选项D错误。正确答案:AB。‎ 考点:静电力做功计算,动能定理,电势能,等势面 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。‎ ‎(一)必考题:共129分。‎ 图(b)‎ 主尺 cm 游标 ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 游标 主尺 图(a)‎ 指针 ‎22.(5分)‎ 如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。‎ 现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度 线对准指针,此时标尺读数为;当托盘内放有质量为的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为 cm。当地的重力加速度大小为,此弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)。‎ 答案:3.775 53.7‎ E R1‎ R2‎ S1‎ S2‎ ‎2‎ ‎1‎ RT R0‎ 图(a)‎ a b V ‎23.(10分)‎ 某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻,其标称值(25°C时的阻值)为;电源E(,内阻可忽略);电压表(量程);定值电阻(阻值),滑动变阻器(最大阻值为);电阻箱(阻值范围);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。‎ 实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0°C。将S2与1端接通,闭合S1,调节的滑片位置,使电压表读数为某一值;保持的滑片位置不变,将置于最大值,将S2与2端接通,调节,使电压表读数仍为;断开S1,记下此时的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下的阻值,直至温度降到25.0°C。实验得到的数据见下表。‎ t/‎ ‎25.0‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ ‎70.0‎ ‎80.0‎ R2/W ‎900.0‎ ‎680.0‎ ‎500.0‎ ‎390.0‎ ‎320.0‎ ‎270.0‎ ‎240.0‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)在闭合S1前,图(a)中的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端;‎ ‎(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出曲线;‎ ‎×10‎ ‎×100‎ ‎×1‎ ‎×0.1‎ 图(c)‎ ‎20.0‎ ‎40.0‎ ‎60.0‎ ‎80.0‎ ‎100.0‎ R2/W t/‎ ‎0‎ ‎200‎ ‎400‎ ‎600‎ ‎800‎ ‎1000‎ 图(b)‎ ‎(3)由图(b)可得到在范围内的温度特性。当时,可得 ;‎ ‎(4)将握于手心,手心温度下的相应读数如图(c)所示,该读数为 ,则手心温度为 °C。‎ ‎20.0‎ ‎40.0‎ ‎60.0‎ ‎80.0‎ ‎100.0‎ R2/W t/‎ ‎0‎ ‎200‎ ‎400‎ ‎600‎ ‎800‎ ‎1000‎ ‎23.答案:‎ ‎(1)b ‎(2)如图 ‎(3)450‎ ‎(4)‎ ‎ ‎ ‎24.(12分)‎ 一质量为的烟花弹获得动能后,从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为,不计空气阻力和火药的质量。求 ‎(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;‎ ‎(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。‎ ‎24. 解析:‎ ‎(1)设烟花弹上升的初速度为,由题给条件有 ‎ ①‎ 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为,由运动学公式有 ‎ ②‎ 联立①②式得 ‎ ③‎ ‎(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为,由机械能守恒定律有 ‎ ④‎ 火药爆炸后,烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动,设炸后瞬间其速度分别为和。由题给条件和动量守恒定律有 ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ 由⑥式知,烟花弹两部分的速度方向相反,向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为,由机械能守恒定律有 ‎ ⑦‎ 联立④⑤⑥⑦式得,烟花弹上部分距地面的最大高度为 ‎ ⑧‎ ‎25.(20分)‎ E x y O h 如图,在y > 0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y < 0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核和一个氘核先后从y轴上点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向。已知进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为,并从坐标原点O处第一次射出磁场。的质量为,电荷量为。不计重力。求 ‎(1)第一次进入磁场的位置到原点O的距离;‎ ‎(2)磁场的磁感应强度大小;‎ ‎(3)第一次离开磁场的位置到原点O的距离。‎ x y q1‎ O R1‎ ‎25.解析:‎ ‎(1)在电场中做类平抛运动,在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示。设在电场中的加速度大小为,初速度大小为,它在电场中的运动时间为,第一次进入磁场的位置到原点O的距离为。由运动学公式有 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 由题给条件,进入磁场时速度的方向与x轴正方向夹角。进入磁场时速度的y分量的大小为 ‎ ③‎ 联立以上各式得 ‎ ④‎ ‎(2)在电场中运动时,由牛顿第二定律有 ‎ ⑤‎ 设进入磁场时速度的大小为,由速度合成法则有 ‎ ⑥‎ 设磁感应强度大小为B,在磁场中运动的圆轨道半径为,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 ‎ ⑦‎ 由几何关系得 ‎ ⑧‎ 联立以上各式得 ‎ ⑨‎ ‎(3)设在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为,在电场中的加速度大小为,由题给条件得 ‎ ⑩‎ 由牛顿第二定律有 ‎ ⑪‎ 设第一次射入磁场时的速度大小为,速度的方向与x轴正方向夹角为,入射点到原点的距离为,在电场中运动的时间为。由运动学公式有 ‎ ⑫‎ ‎ ⑬‎ ‎ ⑭‎ ‎ ⑮‎ 联立以上各式得 ‎,, ⑯‎ 设在磁场中做圆周运动的半径为,由⑦⑯式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式得 ‎ ⑰‎ 所以出射点在原点左侧。设进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为,由几何关系有 ‎ ⑱‎ 联立④⑧⑯⑰⑱式得,第一次离开磁场时的位置到原点O的距离为 ‎ ⑲‎ ‎(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)‎ V T O a c b e d ‎①‎ ‎④‎ ‎③‎ ‎②‎ ‎(1)(5分)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是 (选对1个得2分,选对2个得4‎ 分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。‎ A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小 答案:(1)BDE K ‎(2)(10分)如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为。现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。‎ ‎(2)解析:‎ 设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为,压强为;下方气体的体积为,压强为。在活塞下移的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻意耳定律得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 由已知条件得 ‎ ③‎ ‎ ④‎ 设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得 ‎ ⑤‎ 联立以上各式得 ‎ ⑥‎ ‎34.[物理——选修3-4](15分)‎ A B C D ‎30°‎ ‎60°‎ ‎(1)(5分)如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,。一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为,则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角 (填“小于”“等于”或“大于”)。‎ 答案:(1) 大于 ‎(2)(10分)一列简谐横波在时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求 ‎(i)波速及波的传播方向;‎ ‎(ii)质点Q的平衡位置的x坐标。‎ ‎0‎ 图(b)‎ A ‎1‎ y t/s ‎2‎ ‎0‎ A ‎18 cm P Q 图(a)‎ y x/cm ‎(2)解析:‎ ‎(i)由图(a)可以看出,该波的波长为 ‎ ①‎ 由图(b)可以看出,周期为 ‎ ②‎ 波速为 ‎ ③‎ 由图(b)知,当时,Q点向上运动,结合图(a)可得,波沿轴负方向传播。‎ ‎(ii)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图(a)知,处,因此 ‎ ④‎ 由图(b)知,在时Q点处于平衡位置,经,其振动状态向x轴负方向传播至P点处,由此及③式有 ‎ ⑤‎ 由④⑤式得,质点Q的平衡位置的x坐标为 ‎ ⑥‎
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