普通高等学校招生全国统一考试物理江苏卷.docx
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普通高等学校招生全国统一考试物理江苏卷
2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(江苏卷)
一、单项选择题(每小题3分)
1.我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。
今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km,它们都绕地球做圆周运动。
与“高分四号”相比,下列物理量中“高分五号”较小的是()
(A)周期(B)角速度(C)线速度(D)向心加速度
【解析】本题考查人造卫星运动特点,意在考查考生的推理能力。
设地球质量为M,人造卫星质量为m,人造卫星做匀速圆周运动时,根据万有引力提供向心力有
,得
,
,
,
,因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大,所以选项A正确,BCD错误。
2.采用220kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的
,输电电压应变为()
(A)55kV(B)110kV(C)440kV(D)880kV
【解析】本意考查输电线路的电能损失,意在考查考生的分析能力。
当输电功率P=UI,U为输电电压,I为输电线路中的电流,输电线路损失的功率为P损=I2R,R为输电线路的电阻,即P损=
。
当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的
,则输电电压为原来的2倍,即440V,故选项C正确。
3.某弹射管每次弹出的小球速度相等。
在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球。
忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的()
(A)时刻相同,地点相同(B)时刻相同,地点不同
(C)时刻不同,地点相同(D)时刻不同,地点不同
4.从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是()
【解析】本题考查动能的概念和Ek-t图象,意在考查考生的推理能力和分析能力。
小球做竖直上抛运动时,速度v=v0-gt,根据动能
得
,故图象A正确。
5.
如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态。
现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴()
(A)仍然保持静止(B)竖直向下运动
(C)向左下方运动(D)向右下方运动
【答案】D
【解析】本题考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题,意在考查考生分析问题的能力。
两极板平行时带电粒子处于平衡状态,则重力等于电场力,当下极板旋转时,板间距离增大场强减小,电场力小于重力;由于电场线垂直于金属板表面,所以电荷处的电场线如图所示,所以重力与电场力的合力偏向右下方,故粒子向右下方运动,选项D正确。
二、多项选择题(每小题4分)
6.火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。
在此10s时间内,火车()
(A)运动路程为600m(B)加速度为零
(C)角速度约为1rad/s(D)转弯半径约为3.4km
【解析】本题考查匀速圆周的概念,意在考查考生的理解能力。
圆周运动的弧长s=vt=60×10m=600m,选项A正确;火车转弯是圆周运动,圆周运动是变速运动,所以合力不为零,加速度不为零,故选项B错误;由题意得圆周运动的角速度
rad/s=
rad/s,又
,所以
m=3439m,故选项C错误、D正确。
7.
如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。
物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。
在从A到B的过程中,物块()
(A)加速度先减小后增大(B)经过O点时的速度最大
(C)所受弹簧弹力始终做正功(D)所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
【答案】AD
【解析】本题考查力与运动的关系和功能关系,意在考查学生的综合分析能力。
物体从A点到O点过程,弹力逐渐减为零,刚开始弹簧弹力大于摩擦力,故可分为弹力大于摩擦力过程和弹力小于摩擦力过程:
弹力大于摩擦力过程,合力向右,加速度也向右,由于弹力减小,摩擦力不变,小球所受合力减小加速度减小,弹力等于摩擦力时速度最大,此位置在A点与O点之间;弹力小于摩擦力过程,合力方向与运动方向相反,弹力减小,摩擦力大小不变,物体所受合力增大,物体的加速度随弹簧形变量的减小而增加,物体作减速运动;从O点到B点的过程弹力增大,合力向左,加速度继续增大,选项A正确、选项B错误;从A点到O点过程,弹簧由压缩恢复原长弹力做正功,从O点到B点的过程,弹簧伸长,弹力做负功,故选项C错误;从A到B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功,故选项D正确。
8.
如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电.放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。
这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。
该电路()
(A)充电时,通过R的电流不变
(B)若R增大,则充电时间变长
(C)若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
(D)若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
【解析】本题考查电容器的充放电,意在考查考生的分析能力。
电容器充电时两端电压不断增大,所以电源与电容器极板间的电势差不断减小,因此充电电流变小,选项A错误;当电阻R增大时,充电电流变小,电容器所充电荷量不变的情况下,充电时间变长,选项B正确;若C增大,根据Q=CU,电容器的带电荷量增大,选项C正确;当电源电动势为85V时,电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时,所以闪光灯仍然发光,闪光一次通过的电荷量不变,选项D正确。
9.
如图所示,竖直放置的∩形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B。
质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g。
金属杆()
(A)刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
(B)穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
(C)穿过两磁场产生的总热量为4mgd
(D)释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
三、简答题
10.
(8分)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________;____________。
(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的
数据见下表:
根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-
关系图像。
由图像可计算出该干电池的电动势为_________V;内阻为__________Ω.
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A–1
6.7
6.0
5.3
4.5
3.8
(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。
调节电阻箱,当电流表的示数为0.33A时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_______V;内阻应为_____Ω。
【答案】
【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验,意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力。
(1)连接电路时电源应与电路断开,所以开关要断开;另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零,这样容易烧坏电流表和电源。
(2)将数据描点连线,做出一条倾斜的直线。
根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得
,所以图线的斜率表示电源电动势
V=1.37V,截距绝对值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω;用电压表与电流表并联,可测得电流表的内阻
,考虑电表内阻对实验的影响,则E=I(R+RA+r),得
,所以图线的斜率仍表示电动势,电动势的准确值为1.37V,图线的截距表示(RA+r),所以内阻精确值为r=(1.20-0.20)Ω=1.00Ω。
11.
(10分)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。
细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。
实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。
释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。
请回答下列问题
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的______(选填“偶然”或“系统”)误差。
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了______。
A.使H测得更准确
B.使重锤1下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。
现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?
(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0。
用实验中的测量量和已知量表示g,得g=______。
【解析】本题考查重力加速度的测量,意在考查考生的实验探究能力。
(1)时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差,所以属于偶然误差。
(2)由于自由落体的加速度较大,下落H高度的时间较短,为了减小测量时间的实验误差,就要使重锤下落的时间长一些,因此系统下降的加速度要小,所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。
(3)为了消除滑轮的摩擦阻力,可用橡皮泥粘在重锤1上,轻拉重锤放手后若系统做匀速运动,则表示平衡了阻力。
(4)根据牛顿第二定律有mg=(M+m0+m+M)a,又H=
at2,解得g=
。
【选修3-3】
12.
(12分)
(1)如图所示,一支温度计的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中.纱布中的水在蒸发时带走热量,使温度计示数低于周围空气温度。
当空气温度不变,若一段时间后发现该温度计示数减小,则()
(A)空气的相对湿度减小(B)空气中水蒸汽的压强增大
(C)空气中水的饱和气压减小(D)空气中水的饱和气压增大
速率区间/m·s-1
各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%
温度T1
温度T2
100以下
0.7
1.4
100~200
5.4
8.1
200~300
11.9
17.0
300~400
17.4
21.4
400~500
18.6
20.4
500~600
16.7
15.1
600~700
12.9
9.2
700~800
7.9
4.5
800~900
4.6
2.0
900以上
3.9
0.9
【解析】温度计示数减小说明蒸发加快,空气中水蒸汽的压强减小,选项B错误;因空气的饱和气压只与温度有关,空气温度不变,所以饱和气压不变,选项C、D错误;根据相对湿度的定义,空气的相对湿度减小,选项A正确。
(2)一定量的氧气贮存在密封容器中,在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表。
则T1___(选填“大于”“小于”或“等于”)T2。
若约10%的氧气从容器中泄漏,泄漏前后容器内温度均为T1,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比___(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。
【解析】分子速率分布与温度有关,温度升高,分子的平均速率增大,速率大的分子数所占比例增加,速率小的分子数所占比例减小,所以T1大于T2;泄漏前后容器内温度不变,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变,仍为18.6%.
(3)如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa,经历A→B→C→A的过程,整个过程中对外界放出61.4J热量。
求该气体在A→B过程中对外界所做的功。
【解析】整个过程中,外界对气体做功W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC–VA)
由热力学第一定律ΔU=Q+W,得WAB=–(Q+WCA)
代入数据得WAB=–138.6J,即气体对外界做的功为138.6J
【选修3-4】
(1)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波。
该电磁波()
(A)是横波(B)不能在真空中传播
(C)只能沿着梳子摇动的方向传播(D)在空气中的传播速度约为3×108m/s
【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波,电磁波是横波,选项A正确;电磁波能在真空中传播,选项B错误;电磁波传播的方向与振动方向垂直,选项C错误;电磁波在空气中传播的速度约为光速,选项D正确。
(2)两束单色光A、B的波长分别为λA、λB,且λA>λB,则______(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大。
用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时,可以观察到______(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大。
【解析】波长越长,频率越小,折射率越小,根据临界角
,可知波长越大临界角越大,所以A光的临界角大;双缝干涉条纹的间距
,因为A光的波长较长,所以A光产生的条纹间距较大。
(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0和x=0.6m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。
已知该波的波长大于0.6m,求其波速和波长。
【解析】由图象可知,周期T=0.4s
由于波长大于0.6m,由图象可知,波从A到B的传播时间Δt=0.3s
波速
,代入数据得v=2m/s波长λ=vT,代入数据得λ=0.8m
【选修3-5】
(1)已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T,则相同质量的A和B经过2T后,剩有的A和B质量之比为()
(A)1∶4(B)1∶2(C)2∶1(D)4∶1
【解析】根据半衰期公式
,经过2T,A剩有的质量为
B剩有的质量为
故mA:
mB=1:
2,选项B正确。
(2)光电效应实验中,用波长为λ0的单色光A照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。
当波长为
的单色光B照射该金属板时,光电子的最大初动能为______,A、B两种光子的动量之比为_____。
(已知普朗克常量为h、光速为c)
【解析】根据光电效应方程
,又
,所以有
,
解得
;又光子动量
,所以A、B两种光子的动量之比为1:
2.
(3)如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向向下.经过时间t,小球
的速度大小为v,方向变为向上。
忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小。
【解析】取向上为正方向,动量定理mv–(–mv)=I且
解得
四、计算题
13.
(15分)如图所示,两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ,间距为d。
导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。
质量为m的金属棒被固定在导轨上,距底端的距离为s,导轨与外接电源相连,使金属棒通有电流。
金属棒被松开后,以加速度a沿导轨匀加速下滑,金属棒中的电流始终保持恒定,重力加速度为g。
求下滑到底端的过程中,金属棒
(1)末速度的大小v;
(2)通过的电流大小I;
(3)通过的电荷量Q。
【解析】
(1)匀加速直线运动v2=2as解得v=
(2)安培力F安=IdB金属棒所受合力
牛顿运动定律F=ma
解得I=
(3)运动时间
电荷量Q=It
解得Q=
14.
(16分)如图所示,钉子A、B相距5l,处于同一高度。
细线的一端系有质量为M的小物块,另一端绕过A固定于B。
质量为m的小球固定在细线上C点,B、C间的线长为3l。
用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC与水平方向的夹角为53°。
松手后,小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动。
忽略一切摩擦,重力加速度为g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6。
求:
(1)小球受到手的拉力大小F;
(2)物块和小球的质量之比M∶m;
(3)小球向下运动到最低点时,物块M所受的拉力大小T。
【解析】
(1)设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2
F1sin53°=F2cos53°
F+mg=F1cos53°+F2sin53°
且F1=Mg
解得F=
Mg-mg
(2)小球运动到与A、B相同高度过程中
小球上升高度h1=3lsin53°,物块下降高度h2=2l
机械能守恒定律mgh1=Mgh2
解得
=
(3)根据机械能守恒定律,小球回到起始点。
设此时AC方向的加速度大小为a,重物受到的拉力为T
牛顿运动定律Mg–T=Ma小球受AC的拉力T′=T
牛顿运动定律T′–mgcos53°=ma
解得T=
(T=
mg或T=
Mg)
15.(16分)如图所示,真空中四个相同的矩形匀强磁场区域,高为4d,宽为d,中间两个磁场区域间隔为2d,中轴线与磁场区域两侧相交于O、O′点,各区域磁感应强度大小相等.某粒子质量为m、电荷量为+q,从O沿轴线射入磁场。
当入射速度为v0时,粒子从O上方
处射出磁场.取sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求磁感应强度大小B;
(2)入射速度为5v0时,求粒子从O运动到Oʹ的时间t;
(3)入射速度仍为5v0,通过沿轴线OOʹ平移中间两个磁场(磁场不重叠),可使粒子从O运动到Oʹ的时间增加Δt,求Δt的最大值。
【解析】
(1)粒子圆周运动的半径
由题意知
,解得B=
(2)设粒子在矩形磁场中的偏转角为α
由d=rsinα,得sinα=
,即α=53°
在一个矩形磁场中的运动时间
,解得
直线运动的时间
,解得
则t=4t1+t2=(
)
(3)将中间两磁场分别向中央移动距离x
粒子向上的偏移量y=2r(1–cosα)+xtanα
由y≤2d,解得
则当xm=
时,Δt有最大值
粒子直线运动路程的最大值
增加路程的最大值
增加时间的最大值Δtm=
=