2018全國1卷物理試題解析

）））））））））2018年普通高等學(xué)校招生全國1卷理科綜合能力測試物理部分解析江蘇省資深特級教師 戴儒京解析二、選擇題：本題共 8小題，每小題 6分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第 14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求， 第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。 全部選對的得 6分，選對但不全的得3分，有選錯的得 0分。14．高鐵列車在啟動階段的運(yùn)動可看作初速度為零的均加速直線運(yùn)動，在啟動階段列車的動能A．與它所經(jīng)歷的時間成正比 B．與它的位移成正比C．與它的速度成正比 D．與它的動量成正比【解析】Ek1mv2max，與位移x成正比。Ek1mv21ma2t2p2，與速度2222m平方，時間平方，動量平方成正比?！敬鸢浮?4．B15．如圖，輕彈簧的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)，現(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(yùn)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A． B．）））））））））））））））））））C． D．【解析】Fmgk(x0x)ma，其中mgkx0，x0是初位置彈簧的壓縮量，x0x是當(dāng)P離開靜止位置的位移為x時彈簧的壓縮量。得Fmakx，F(xiàn)是x的一次函數(shù)，A正確。【答案】15．A16．如圖，三個固定的帶電小球 a、b和c，相互間的距離分別為 ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于 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．a(chǎn)、b的電荷同號，C．a(chǎn)、b的電荷同號，

16k964k27

B．a(chǎn)、b的電荷異號，D．a(chǎn)、b的電荷異號，

16k964k27【解析】畫出 c的受力圖如下兩種情況：從力的方向可以判斷： a、b的電荷異號。設(shè)小c所帶電荷量的絕對值為qc，設(shè)小球b所帶電荷量的絕對值為q,，則小球a所帶電荷量的絕對值為kq，根據(jù)庫侖定律FkQqr2（此式中的k為靜電力恒量，與題設(shè)k不同））））））））））））））））））））Fack9，有根據(jù)力三角形與邊三角形相似，F(xiàn)ac464有16有3，解得kFbcFbc27

，D正確?！敬鸢浮?6．D17．如圖，導(dǎo)體軌道 OPQS固定，其中 PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中心， 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等于B537A．B．C．D．2424【解析】在過程Ⅰ中__EB1r2Itt4，在過程Ⅱ中qRRR(B'B)1r2B=3。q2二者相等，解得B2R【答案】17．B18．如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道， ab水平，長度為 2R：bc是半徑為 R的四分之一的圓弧，與 ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為 m的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自 a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動，重力加速度大小為 g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其他軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為A．2mgRB．4mgRC．5mgRD．6mgR【解析】當(dāng)小球從a到c的過程中，根據(jù)動能定理F(2RR)mgR1mvc2，已知2Fmg，解得vc2gR）））））））））））））））））））小球從c點(diǎn)運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)，設(shè)小球升高h(yuǎn)，則mgh01mvc2，得h2R。此2過程小球在水平方向上的位移x1at2，其中aFg，t2h2R(根據(jù)豎2mg直方向的運(yùn)動算得 )，解得x 2R根據(jù)機(jī)械能的增量為除重力外的外力即力 F所做的功，小球從 a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)， E機(jī) WF F（2R R x）5mgR【答案】18．C19．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B．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的 N極指向垂直紙面向里的方向C．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的 N極指向垂直紙面向外的方向D．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的 N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動【解析】A．開關(guān)閉合后的瞬間，鐵芯內(nèi)磁通量向右并增加，根據(jù)楞次定律，左線圈感應(yīng)電流方向在直導(dǎo)線從南向北，其磁場在其上方向里，所以小磁針的 N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動,A正確；B、C直導(dǎo)線無電流，小磁針恢復(fù)圖中方向。D．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，電流方向與 A相反，小磁針的 N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動， D正確?！敬鸢浮?9.AD20．2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。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(diǎn)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A．質(zhì)量之積 B．質(zhì)量之和 C．速率之和 D．各自的自轉(zhuǎn)角速度【解析】設(shè)兩顆中子星相距為L，質(zhì)量分別為m1、m2，軌道半徑分別為r1、r2，根據(jù)萬有引力提供向心力，有Gm1m2m12r1m22r2，因?yàn)閞1r2L，所以質(zhì)量之和為L2m12L2(r1r2)=2L321s），L400km，m2，其中=24（T12GGT可求，B正確。根據(jù)vr，得vv2(r1r)L，可求。C正確；12可以求出兩顆中子星互相繞著運(yùn)動的角速度，不可以求出各自的自轉(zhuǎn)角速度，D錯誤?！敬鸢浮?0．BC21．圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是A．平面c上的電勢為零 B．該電子可能到達(dá)不了平面 fC．該電子經(jīng)過平面 d時，其電勢能為 4eVD．該電子經(jīng)過平面 b時的速率是經(jīng)過 d時的2倍【解析】設(shè)相鄰兩條等勢線之間的電勢差為 U0，根據(jù)從 a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV，W e3U0 6eV，所以U0 2V并且電勢從 a向f逐漸降低。已知平面b上的電勢為 2V，所以平面 c上的電勢為零， A正確；因?yàn)閺腶到f，電勢降低 4U08V，所以電勢能增大8eV，動能減少8eV，可能到達(dá)f；但如果在 a時速度方向在 a平面內(nèi)，加速度方向向左，就可能到達(dá)不了平面 f，所以B正確。）））））））））））））））））））從上圖可以看出，該電子經(jīng)過平面d時，其電勢能為2eV，C錯誤；該電子經(jīng)過平面b時的動能是經(jīng)過d時的2倍，所以速率是2倍?！敬鸢浮?1．AB三、非選擇題：共174分，第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共 129分。22.（5分）如圖（a），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（ a）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)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為_______cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m（保留3位有效數(shù)字）。）））））））））））））））））））【解析】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：主尺讀 3.7cm，游標(biāo)尺的第 15個格與主尺某格對齊，所以讀數(shù)為0.05150.75mm，所以彈簧伸長為3.775cm。彈簧的勁度系數(shù)為kF0.1009.80N/m53.7N/mx3.775102【答案】22．（5分）3.77553.723.（10分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖（a）所示的電路探究在25℃~80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性，所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值（25℃時的阻值）為900.0Ω：電源E（6V，內(nèi)阻可忽略）：電壓表（量程150mV）：定值電阻R0（阻值20.0Ω），滑動變阻器R1（最大阻值為1000Ω）：電阻箱R2（阻值范圍0-999.9Ω）：單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。實(shí)驗(yàn)時，先按圖（ a）連接好電路，再將溫控室的溫度 t升至80.0℃，將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié) R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值 U0：保持 R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將 S2與2端接通，調(diào)節(jié) R2，使電壓表讀數(shù)仍為 U0：斷開S1，記下此時R2的讀數(shù)，逐步降低溫控室的溫度 t，得到相應(yīng)溫度下 R2的阻值，直至溫度降到 25.0°C，實(shí)驗(yàn)得到的 R2-t數(shù)據(jù)見下表。t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0回答下列問題：（1）在閉合 S1前，圖（a）中R1的滑片應(yīng)移動到 （填“a”或“b”）端；（2）在圖（b）的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并做出 R2-t曲線：）））））））））））））））））））（3）由圖（b）可得到 R1，在25℃-80°C范圍內(nèi)的溫度特性，當(dāng) t=44.0℃時，可得 R1=Ω；（4）將Rt握于手心，手心溫度下 R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖（ c）所示，該讀數(shù)為 Ω，則手心溫度為 ℃?！窘馕觥侩娏饕獜男≈饾u增大，所以，電阻要逐漸減小，初始位置在電阻最大處，即 b?！敬鸢浮?3．（10分）（1）b （2）如圖所示 （3）450 （4）620.0 33.024．（12分）一質(zhì)量為 m的煙花彈獲得動能 E后，從地面豎直升空，當(dāng)煙花彈上升的速度為零時，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分， 兩部分獲得的動能之和也為 E，且均沿豎直方向運(yùn)動。爆炸時間極短，重力加速度大小為 g，不計空氣阻力和火藥的質(zhì)量，求1）煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時間；2）爆炸后煙花彈向上運(yùn)動的部分距地面的最大高度【解答】24．（1）設(shè)煙花彈上升的初速度為v0，由題給條件有E1mv2①20）））））））））））））））））））設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時間為 t，由運(yùn)動學(xué)公式有 0 v0 gt②聯(lián)立①②式得12Et③gm（2）設(shè)爆炸時煙花彈距地面的高度為 h1，由機(jī)械能守恒定律有 E=mgh1④火藥爆炸后，煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動，設(shè)炸后瞬間其速度分別為v1和v2。由題給條件和動量守恒定律有1mv21mv2E⑤441mv1mv0⑥2122由⑥式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運(yùn)動部分做豎直上拋運(yùn)動。設(shè)爆炸后煙花彈上部分繼續(xù)上升的高度為h2，由機(jī)械能守恒定律有1mv121mgh2⑦42聯(lián)立④⑤⑥⑦式得，煙花彈上部分距地面的最大高度為hh1h22E⑧mg25.（20分）如圖，在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，在y<0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場。一個氕核11H和一個氘核21H先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動能射出，速度方向沿x軸正方向。已知11H進(jìn)入磁場時，速度方向與x軸正方向的夾角為60°，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場。11H的質(zhì)量為m，電荷量為q不計重力。求（1）11H第一次進(jìn)入磁場的位置到原點(diǎn)O的距離（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?）12H第一次離開磁場的位置到原點(diǎn)O的距離【答案】25．（1）11H在電場中做類平拋運(yùn)動，在磁場中做圓周運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如圖所示。）））））））））））））））））））設(shè)11H在電場中的加速度大小為 a1，初速度大小為 v1，它在電場中的運(yùn)動時間為 t1，第一次進(jìn)入磁場的位置到原點(diǎn) O的距離為s1。由運(yùn)動學(xué)公式有s1v1t1①h1at2②211由題給條件，11H進(jìn)入磁場時速度的方向與x軸正方向夾角160。11H進(jìn)入磁場時速度y分量的大小為a1t1v1tan1③聯(lián)立以上各式得s123h④3（2）11H在電場中運(yùn)動時，由牛頓第二定律有qEma1⑤設(shè)1H進(jìn)入磁場時速度的大小為v1，由速度合成法則有vv221（at）⑥1111設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，11H在磁場中運(yùn)動的圓軌道半徑為R1，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qvBmv2⑦11R1由幾何關(guān)系得s12R1sin1⑧聯(lián)立以上各式得B6mE⑨qh（3）設(shè)21H在電場中沿x軸正方向射出的速度大小為v2，在電場中的加速度大小為a2，由題給條件得1212（2m）vmv⑩2221由牛頓第二定律有 qE 2ma2?設(shè)21H第一次射入磁場時的速度大小為 v2，速度的方向與 x軸正方向夾角為 2，）））））））））））））））））））入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為 s2，在電場中運(yùn)動的時間為 t2。由運(yùn)動學(xué)公式有s2v2t2?h12vv2（a2a2t2?22t）?222a2t2sin2?v2聯(lián)立以上各式得2s2s1，21，v22v1?設(shè)21H在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R2，由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的半徑公式得（2m）v22R1?R2qB所以出射點(diǎn)在原點(diǎn)左側(cè)。設(shè)21H進(jìn)入磁場的入射點(diǎn)到第一次離開磁場的出射點(diǎn)的距離為s2，由幾何關(guān)系有s22R2sin2?聯(lián)立④⑧???式得，21H第一次離開磁場時得位置到原點(diǎn)O的距離為ss232-1）h?（223（二）選考題：共45分。請考生從2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科任選一題作答。如果多做，則每學(xué)科按所做的第一題計分。33．[物理—選修3-3]（15分）（1）（5分）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e，對此氣體，下列說法正確的是（選對1個得2分，選對2個得4）））））））））））））））））））分，選對 3個得5分：每選錯 1個扣3分，最低得分為 0分）。A．過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小 B．過程②中氣體對外界做正功C．過程④中氣體從外界吸收了熱量 D．狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E．狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài) b的壓強(qiáng)小【解析】對于 E，連接Od交ab于b’，Od是等壓線，則 Pd Pb'，又ab是等容線，因?yàn)門b>Tb’，所以Pb Pb'。所以Pb Pd，D正確。其余比較容易，不贅述?！敬鸢浮?3.（1）BDE（2）（10分）如圖，容積為 V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為 S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K。開始時，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為 p0，現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸， 當(dāng)流入的液體體積為 V時，將K關(guān)閉，活塞平衡8時其下方氣體的體積減小了 V，不計活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重6力加速度大小為 g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。）））））））））））））））））））【答案】33．（2）設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強(qiáng)為p1；下方氣體的體積為V2，壓強(qiáng)為p2，在活塞下移的過程中，活塞上下方氣體的溫度均保持不變。由玻意VpV11①p0Vp2V2②耳定律得p022V1VVV13VVV由已知條件得268V③V22=④2463設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得p2Sp1Smg⑤聯(lián)立以上各式得m15p0S26g⑥34．[物理一選修3-4）（15分）（1）（5分）如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點(diǎn)射出，其折射角為60°，則玻璃對紅光的折射率為_____。若改用藍(lán)光沿同一路