普通高等学校招生全国统一考试全国卷Ⅱ物理详细解析.docx
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普通高等学校招生全国统一考试全国卷Ⅱ物理详细解析
2018年普通高等学校招生全国统一考试·全国Ⅱ卷
物理
14．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（ ）
图
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
A [由动能定理WF－Wf＝Ek－0，可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，A正确．]
15．高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）
A．10N B．102N
C．103ND．104N
C [根据自由落体运动和动量定理有2gh＝v2（h为25层楼的高度，约70m），Ft＝mv，代入数据解得F≈1×103N，所以C正确．]
16．2018年2月，我国500m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T＝5.19ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（ ）
A．5×109kg/m3B．5×1012kg/m3
C．5×1015kg/m3D．5×1018kg/m3
C [毫秒脉冲星稳定自转时由万有引力提供其表面物体做圆周运动的向心力，根据G
＝m
，M＝ρ·
πR3，得ρ＝
，代入数据解得ρ≈5×1015kg/m3，C正确．]
17．用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J．已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（ ）
A．1×1014HzB．8×1014Hz
C．2×1015HzD．8×1015Hz
B [根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝h
－hν0，代入数据解得ν0≈8×1014Hz，B正确．]
18．如图，在同一水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
l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（ ）
图
A B C D
D [设线框运动的速度为v，则线框向左匀速运动第一个
的时间内，线框切割磁感线运动产生的电动势为E＝2Bdv（d为导轨间距），电流i＝
，回路中电流方向为顺时针；第二个
的时间内，线框切割磁感线运动产生的电动势为零，电流为零；第三个
的时间内，线框切割磁感线运动产生的电动势为E＝2Bdv，电流i＝
，回路中电流方向为逆时针，所以D正确．]
19．甲、乙两汽车在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（ ）
图
A．两车在t1时刻也并排行驶
B．在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
BD [本题可巧用逆向思维分析，两车在t2时刻并排行驶，根据题图分析可知在t1～t2时间内甲车运动的位移大于乙车运动的位移，所以在t1时刻甲车在后，乙车在前，B正确，A错误；依据vt图像斜率表示加速度分析出C错误，D正确．]
20．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
B0和
B0，方向也垂直于纸面向外．则（ ）
图
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为
B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为
B0
AC [由对称性可知，流经L1的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等且方向相同，设为B1，流经L2的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B2，由磁场叠加原理有B0－B1－B2＝
B0，B0－B1＋B2＝
B0，联立解得B1＝
B0，B2＝
B0，所以A、C正确．]
21．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（ ）
图
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
BD [由题意得，（φa－φb）q＝W1，（φc－φd）q＝W2，只能得出a、b两点间和c、d两点间的电势关系，无法确定场强的方向，选项A错误；若c、d之间的距离为L，因无法确定场强的方向，故无法确定场强的大小，选项C错误；由于φM＝
、φN＝
、WMN＝q（φM－φN），上述式子联立求解得粒子从M点移动到N点电场力做的功为WMN＝
，所以B正确；若W1＝W2，有φa－φb＝φc－φd，变形可得φa－φc＝φb－φd，又φa－φM＝φa－
＝
，φb－φN＝φb－
＝
，所以φa－φM＝φb－φN，D正确．]
22．（6分）某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：
微安表头（量程100μA，内阻900Ω）；电阻箱R1（阻值范围0～999.9Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～99999.9Ω）；导线若干．
要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1mA和电压3V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．
图
（2）电阻箱的阻值应取R1＝________Ω，R2＝________Ω.（保留到个位）
【解析】
（1）微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻，电流表改装成一个电压表需要串联一个大电阻，所以并联的电阻箱应为R1，串联的电阻箱应为R2，电路如答图所示．
（2）微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻R1＝
＝100Ω，电流表改装成一个电压表应串联一个大电阻R2＝
＝2910Ω.
【答案】
（1）如图所示（2分）
（2）100（2分） 2910（2分）
23．（9分）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．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表中给出，其中f4的值可从图（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
f4
2.93
图（a）
图（b） 图（c）
回答下列问题：
（1）f4＝________N；
（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线；
（3）f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，fm图线（直线）的斜率的表达式为k＝________；
（4）取g＝9.80m/s2，由绘出的fm图线求得μ＝________.（保留2位有效数字）
【解析】
（1）对弹簧秤进行读数得2.75N.
（2）在图像上添加（0.05kg,2.15N）、（0.20kg,2.75N）这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答图所示．
（3）由实验原理可得f＝μ（M＋m）g，fm图线的斜率为k＝μg.
（4）根据图像求出k＝3.9N/kg，代入数据得μ＝0.40.
【答案】
（1）2.75（1分）
（2）如图所示（2分） （3）μ（M＋m）g（2分） μg（2分） （4）0.40（2分）
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4.5m，A车向前滑动了2.0m．已知A和B的质量分别为2.0×103kg和1.5×103kg，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g＝10m/s2.求
图
（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．
【解析】
（1）设B车的质量为mB，碰后加速度大小为aB.根据牛顿第二定律有μmBg＝mBaB①（2分）
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v′B，碰撞后滑行的距离为sB.由运动学公式有v′
＝2aBsB②（2分）
联立①②式并利用题给数据得
v′B＝3.0m/s③（1分）
（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
μmAg＝mAaA④（2分）
设碰撞后瞬间A车速度的大小为v′A，碰撞后滑行的距离为sA.由运动学公式有v′
＝2aAsA⑤（2分）
设碰撞前的瞬间A车速度的大小为vA.两车在碰撞过程中动量守恒，有mAvA＝mAv′A＋mBv′B⑥（2分）
联立③④⑤⑥式并利用题给数据得
vA≈4.3m/s⑦（1分）
【答案】
（1）3.0m/s
（2）4.3m/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xOy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xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，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．
图
（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点入射时速度的大小；
（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．
【解析】
（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）（3分）
图（a）
（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θ（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＝ma①（1分）
图（b）
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＝at②（1分）
l′＝v0t③（1分）
v1＝vcosθ④（1分）
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
qvB＝
⑤（1分）
由几何关系得
l＝2Rcosθ⑥（1分）
联立①②③④⑤⑥式得
v0＝
⑦（2分）
（3）由运动学公式和题给数据得
v1＝v0cot
⑧（1分）
联立①②③⑦⑧式得
＝
⑨（2分）
设粒子由M点运动到N点所用的时间为t′，则
t′＝2t＋
T⑩（2分）
式中T是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期．
T＝
⑪（2分）
由③⑦⑨⑩⑪式得
t′＝
（1＋
）⑫（2分）
【答案】
（1）见解析
（2）
（3）
（1＋
）
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．每选错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．气体的内能包括气体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．气体的体积变化时，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，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口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，不计它们之间的摩擦．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汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时汽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.
图
【解析】
（1）实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B、D、E正确，A、C错误．
（2）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（2分）
根据力的平衡条件有
p1S＝p0S＋mg②（1分）
联立①②式可得
T1＝
T0③（1分）
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（2分）
式中
V1＝SH⑤（1分）
V2＝S（H＋h）⑥（1分）
联立③④⑤⑥式解得
T2＝（1＋
）（1＋
）T0⑦（1分）
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
W＝（p0S＋mg）h⑧（1分）
【答案】
（1）BDE（5分）
（2）（1＋
）（1＋
）T0 （p0S＋mg）h
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下桥的一端发出声音，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．若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍．
（2）（10分）如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.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．
图
（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？
【解析】
（1）设声波在钢铁中的传播时间为t1、传播速度为v1，在空气中的传播时间为t2、传播速度为v2，桥长为l，则l＝v1t1＝v2t2，而t2－t1＝1.00s，代入数据解得l≈365m．又λ＝
，声波频率不变，所以
＝
，得λ钢＝
λ空＝
λ.
（2）（ⅰ）光线在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1①（1分）
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（1分）
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
nsini3＝sinr3③（1分）
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（1分）
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（2分）
由①②③④⑤式得
δ＝60°⑥（1分）
（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
nsini2≥nsinC>nsini3⑦（1分）
式中C是全反射临界角，满足
nsinC＝1⑧（1分）
由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为
≤n<2⑨（1分）
【答案】
（1）365（2分）
（3分）
（2）（ⅰ）60° （ⅱ）
≤n<2
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