2018年高考理综物理真题试卷(北京卷)
一、选择题
1.在核反应方程 24He+714N→817O+X 中,X表示的是( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子
2.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动C. 分子间同时存在着引力和斥力 D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
3.用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后( )
A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色
4.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是( )
A. 0.60m B. 0.30m C. 0.20m D. 0.15m
5.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
6.某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后,做匀速直线运动;若仅撤除电场,则该粒子做匀速圆周运动,下列因素与完成上述两类运动无关的是( )
A. 磁场和电场的方向 B. 磁场和电场的强弱 C. 粒子的电性和电量 D. 粒子入射时的速度
7.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D. 实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
8.根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处,这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( )
A. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零 B. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零C. 落地点在抛出点东侧 D. 落地点在抛出点西侧
二、非选择题
9.用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作D1、D2、D3、D4、D5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐系,在坐标纸上描点,如图3所示
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有 和 (填选项前的字母)。
A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是________。v-t图像斜率的物理意义是________。
(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 △x△t 表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的要求是________(选填“越小越好”或“与大小无关”):从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)。
(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。
10.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10m,C是半径R=20m圆弧的最低点,质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5m/s2,到达B点时速度vB=30m/s,取重力加速度g=10m/s2。
(1)求长直助滑道AB的长度L;
(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的i大小;
(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。
11.如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
12.
(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述。
a.请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式;
b.点电荷的电场线和等势面分布如图所示,等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂。我们知道,电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1₁/N2₂。
(2)观测宇宙中辐射电磁波的天体,距离越远单位面积接收的电磁波功率越小,观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波,增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日,世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用,被誉为“中国天眼”。FAST直径为500m,有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。
a.设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁,计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂;
b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的,仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象,设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0,计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
答案解析部分
一、选择题
1.【答案】 A
【考点】核反应方程
【解析】【解答】根据核反应方程的特点,质量数守恒2+7=8+1,电荷守恒4+14=17+1,得知X粒子的质量数为1,电荷数也为1,应为质子,
故答案为:A。
【分析】本题考查核反应方程的有关知识,根据核反应方程的特点质量数守恒与电荷守恒即可得到答案。
2.【答案】 C
【考点】分子动理论
【解析】【解答】温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快,A不符合题意;布朗运动是固体小颗粒在液体或气体里的无规则运动,是液体或气体分子无规则运动的反应,B不符合题意;分子间同时存在着引力和斥力,C符合题意;分子间同时存在引力和斥力,引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】本题主要考查分子的热运动与分子间引力与斥力的相关知识,熟悉掌握分子动理论内容不难得出答案。
3.【答案】 D
【考点】光的干涉
【解析】【解答】滤光片的作用是使入射光变成单色光,在光源与单缝之间加上红色滤光片后,能从单缝透过的光线为红色,光屏上出现红色的干涉条纹,中央条纹变成红色。
故答案为:D
【分析】本题主要考查光的干涉的实验,学生需要理解光的干涉的实验原理和过程。
4.【答案】 B
【考点】机械波的形成
【解析】【解答】根据题意,当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,说明PQ之间是半个波长或加上n个整波长,即 (n+12)λ=0.15m ,n=0,1,2,3……..当n=0时, λ=0.30m ,
故答案为:B。
【分析】本题考查机械波的传播,P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,说明PQ之间至少是半个波长,理解题意即可解答。
5.【答案】 B
【考点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】该题考查了月地检验的知识,地球吸引苹果的力 GMmR2 =mg,地球吸引月球的力 GMm月R2 ,由于从不清楚苹果的质量与月球的质量关系,因此不能得出AD答案,故AD错误;根据牛顿第二定律可以得出正确答案是B,
故答案为:B。
【分析】本题结合牛顿第二定律与万有引力定律,可以得出月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602.
6.【答案】 C
【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】根据题意,空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后,做匀速直线运动,所以粒子所受的洛伦兹力与电场力相等,即qvB=qE,从此表达式可以看出粒子运动的速度与粒子的电性和电量无关,
故答案为:C。
【分析】在平常的学习过程,学生一定学过速度选择器,本题其实就是速度选择器,粒子所受的洛伦兹力与电场力平衡。
7.【答案】 A
【考点】电容器
【解析】【解答】用带电玻璃棒与电容器a板接触,能够使a板接触带电,a板带电可以使b板感应带电,故能使电容器带电,A符合题意;实验中,只将电容器b板向上平移,使得电容器的正对面积减小,所以电容C减小,根据 C=QU 可得,U增大,所以静电计指针的张角变大,B不符合题意;实验中,只在极板间插入有机玻璃板,使得电容C增大,根据 C=QU 可得,U减小,所以静电计指针的张角变小,C不符合题意;实验中,只增加极板带电量,不会改变电容的大小,电容大小只有自身决定与带电量多少,是否带电无关,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】本题考查物体的带电方式,物体的带电方式有接触带电、摩擦起电、感应带电;电容器的动态分析,结合电容大小的决定式与定义式,具体分析;另外还要掌握电容大小与电容器是否带电以及带电多少无关.
8.【答案】 D
【考点】对质点系的应用,位移的合成与分解
【解析】【解答】根据题意,将小球从赤道地面竖直上抛,水平方向受到一个与竖直方向的速度大小成正比的力,小球从地面竖直上抛,速度越来越小,故水平方向的力越来越小,到达最高点时,竖直方向的速度为零,故水平方