高考40年 高考全国1卷物理试题解析.docx

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高考40年高考全国1卷物理试题解析

2018年普通高等学校招生全国1卷

理科综合能力测试物理试题答案及解析

江苏省资深特级教师戴儒京解析

二、选择题：

本题共8小题，每小题6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均加速直线运动，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】

，与位移

成正比。

，与速度平方，时间平方，动量平方成正比。

【答案】14．B

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

A．

B．

C．

D．

【解析】

，其中

，

是初位置弹簧的压缩量，

是当P离开静止位置的位移为

时弹簧的压缩量。

得

，F是x的一次函数，A正确。

【答案】15．A

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ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。

小球c所受库仑力的合力的方向平衡于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，

【解析】画出c的受力图如下两种情况：

从力的方向可以判断：

a、b的电荷异号。

设小c所带电荷量的绝对值为

，设小球b所带电荷量的绝对值为

，则小球a所带电荷量的绝对值为kq，根据库仑定律

（此式中的k为静电力恒量，与题设k不同）有

，有根据力三角形与边三角形相似，有

，解得

，D正确。

【答案】16．D

17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，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OS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B'（过程Ⅱ）。

在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则

等于A．

B．

C．

D．2

【解析】在过程Ⅰ中

，在过程Ⅱ中

二者相等，解得

=

。

【答案】17．B

18．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：

bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。

一质量为m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g。

小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为

A．2mgRB．4mgRC．5mgRD．6mgR

【解析】当小球从a到c的过程中，根据动能定理

，已知

，解得

小球从c点运动到其轨迹最高点，设小球升高

，则

，得

。

此过程小球在水平方向上的位移

，其中

，

（根据竖直方向的运动算得），解得

根据机械能的增量为除重力外的外力即力F所做的功，小球从a点开始运动到其轨迹最高点，

【答案】18．C

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】A．开关闭合后的瞬间，铁芯内磁通量向右并增加，根据楞次定律，左线圈感应电流方向在直导线从南向北，其磁场在其上方向里，所以小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确；

B、C直导线无电流，小磁针恢复图中方向。

D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，电流方向与A相反，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。

【答案】19.AD

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100s时，它们相距约400km，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】设两颗中子星相距为L，质量分别为

、

，轨道半径分别为

、

，根据万有引力提供向心力，有

，因为

，所以质量之和为

=

，其中

=24

（

），

，可求，B正确。

根据

，得

，可求。

C正确；

可以求出两颗中子星互相绕着运动的角速度，不可以求出各自的自转角速度，D错误。

【答案】20．BC

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2V。

一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。

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4eV

D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

【解析】设相邻两条等势线之间的电势差为U0，根据从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，

，所以

并且电势从a向f逐渐降低。

已知平面b上的电势为2V，所以平面c上的电势为零，A正确；

因为从a到f，电势降低

，所以电势能增大

，动能减少

，可能到达f；但如果在a时速度方向在a平面内，加速度方向向左，就可能到达不了平面f，所以B正确。

从上图可以看出，该电子经过平面d时，其电势能为2eV，C错误；

该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍，所以速率是

倍。

【答案】21．AB

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。

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1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg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9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。

【解析】游标卡尺的读数：

主尺读3.7cm，游标尺的第15个格与主尺某格对齐，所以读数为

，所以弹簧伸长为3.775cm。

弹簧的劲度系数为

【答案】22．（5分）3.77553.7

23.（10分）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃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RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω：

电源E（6V，内阻可忽略）：

电压表

（量程150mV）：

定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）：

电阻箱R2（阻值范围0-999.9Ω）：

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℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：

保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：

断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。

t/℃

25.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

R2/Ω

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R1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R2-t曲线：

（3）由图（b）可得到R1，在25℃-80°C范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R1=Ω；

（4）将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为Ω，则手心温度为℃。

【解析】电流要从小逐渐增大，所以，电阻要逐渐减小，初始位置在电阻最大处，即b。

【答案】23．（10分）

（1）b

（2）如图所示（3）450（4）620.033.0

24．（12分）一质量为m的烟花弹获得动能E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E，且均沿竖直方向运动。

爆炸时间极短，重力加速度大小为g，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

【解答】24．

（1）设烟花弹上升的初速度为v0，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t，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h1，由机械能守恒定律有E=mgh1④

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v1和v2。

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h2，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）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11H和一个氘核21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。

已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。

11H的质量为m，电荷量为q不计重力。

求

（1）11H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）12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离

【答案】25．

（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a1，初速度大小为v1，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为s1。

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R1，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v2，在电场中的加速度大小为a2，由题给条件得

⑩

由牛顿第二定律有

⑪

设