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1、2018年全國(guó)統(tǒng)一高考物理試卷(新課標(biāo))一、選擇題:本題共8個(gè)小題,每題6分,共48分。在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1-4題只有一項(xiàng)符合題目要求,第5-8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。1(6分)1934年,約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:+Aln+XX的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A15和28B15和30C16和30D17和312(6分)為了探測(cè)引力波,“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍;另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為()A2:1B4:1C8:1D16:13
2、(6分)一電阻接到方波交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方:Q正等于()A1:B:1C1:2D2:14(6分)在一斜面頂端,將甲、乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出,兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的()A2倍B4倍C6倍D8倍5(6分)甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)。甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說法正確的是()A在t1時(shí)刻兩車速度相等B從0到t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等C從t1
3、到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等D在t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等6(6分)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對(duì)于第次和第次提升過程,()A礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5B電機(jī)的最大牽引力之比為2:1C電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1D電機(jī)所做的功之比為4:57(6分)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b
4、)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()A在t=時(shí)為零B在t=時(shí)改變方向C在t=時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向D在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向8(6分)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等?,F(xiàn)同時(shí)釋放a、b,它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)。在隨后的某時(shí)刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是()Aa的質(zhì)量比b的大B在t時(shí)刻,a的動(dòng)能比b的大C在t時(shí)刻,a和b的電勢(shì)能相等D在t時(shí)刻,a和b的動(dòng)量大小相等二、非選擇題。第9-
5、12題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第13-16題為選考題,考生根據(jù)要求作答。(一)必考題.9(6分)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L(zhǎng)1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時(shí)間為 (用L、L1和g表示)。(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反應(yīng)時(shí)間為 s(結(jié)果保留
6、2位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議: 。10(9分)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0);可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn):(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線;(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢?,閉合S1;(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2;(4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx= (用R0、U1、U2表示);(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù)
7、:12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值,求得Rx= (保留1位小數(shù))11(12分)如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1,并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出;乙種離子在MN的中點(diǎn)射出;MN長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。唬?)甲、乙兩種離子的比荷之比。12(20分)如圖,在豎
8、直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為,sin=一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過C點(diǎn),落至水平軌道;在整個(gè)過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小為g。求(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大?。唬?)小球達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大?。唬?)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。(二)選考題:共15分,請(qǐng)考生從2道物理題中任選一題作答,如果多做,則按所做的第一題計(jì)分。物理選修3-3(15分
9、)13(5分)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如pV圖中從a到b的直線所示。在此過程中()A氣體溫度一直降低B氣體內(nèi)能一直增加C氣體一直對(duì)外做功D氣體一直從外界吸熱E氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功14(10分)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左,右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過程中,氣體溫度不變?!疚锢?選修3-4】(15分)15
10、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知該波的周期T0.20s。下列說法正確的是()A波速為0.40m/sB波長(zhǎng)為0.08mCx=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70s時(shí)位于波谷Dx=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12s時(shí)位于波谷E若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s,則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32m16如圖,某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個(gè)小標(biāo)記“”(圖中O點(diǎn)),然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上,小標(biāo)記位于AC邊上。D位于AB邊上,過D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察,恰好可以看到
11、小標(biāo)記的像;過O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱鏡的折射率。(不考慮光線在三棱鏡中的反射)2018年全國(guó)統(tǒng)一高考物理試卷(新課標(biāo))參考答案與試題解析一、選擇題:本題共8個(gè)小題,每題6分,共48分。在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1-4題只有一項(xiàng)符合題目要求,第5-8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。1(6分)1934年,約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核Al,產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X:+Aln+XX的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A15和28B15和30C16和30D17和31【分析】明確粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù),同時(shí)知道核反應(yīng)中生
12、成中子,再根據(jù)核反應(yīng)方程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒即可求出X的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)?!窘獯稹拷猓涸O(shè)X的質(zhì)量數(shù)為m,電荷數(shù)為n,根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知:4+27=1+m;2+13=0+n解得:m=30;n=15;故其原子序數(shù)為15,質(zhì)量數(shù)為30;故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)核反應(yīng)方程的掌握,明確質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的應(yīng)用,同時(shí)知道粒子為,而中子為n。2(6分)為了探測(cè)引力波,“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍;另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為()A2:1B4:1C8:1D16:1【分析】由題得到衛(wèi)星P與Q的軌
13、道半徑之比,由開普勒第三定律求周期之比?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意可得P與Q的軌道半徑之比為:rP:rQ=4:1根據(jù)開普勒第三定律有:=k得:=可得周期之比為: TP:TQ=8:1故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題中已知兩個(gè)衛(wèi)星的軌道半徑之間的關(guān)系,可以由開普勒第三定律快速解答,也可以由萬(wàn)有引力定律提供向心力求出周期與半徑之間的關(guān)系后再進(jìn)行判斷。3(6分)一電阻接到方波交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方:Q正等于()A1:B:1C1:2D2:1【分析】明確有效值的定義,知
14、道正弦式交流電其最大值為有效值的倍,再根據(jù)焦耳定律列式即可確定一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量比值?!窘獯稹拷猓河蓤D可知,方形交流電源的有效值為U0,故其一周期產(chǎn)生的熱量為:Q方=T;正弦式交流電的有效值為:U=故其一周期產(chǎn)生的熱量為:Q正=T=;故有:Q方:Q正=2:1;故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)有效值以及焦耳定律的應(yīng)用,要注意明確有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)求解的,而只有正弦式交流電才滿足最大值為有效值的倍。4(6分)在一斜面頂端,將甲、乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出,兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的()A2倍B4倍C6倍D8倍【分析】根據(jù)
15、平拋運(yùn)動(dòng)的推論tan=2tan得到甲、乙兩個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度偏向角相等,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解求出末速度即可。【解答】解:設(shè)斜面傾角為,小球落在斜面上速度方向偏向角為,甲球以速度v拋出,落在斜面上,如圖所示;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論可得tan=2tan,所以甲乙兩個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度偏向角相等;故對(duì)甲有:v甲末=對(duì)乙有:v乙末=,所以,故A正確、BCD錯(cuò)誤;故選:A。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,知道平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論。5(6分)甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
16、甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說法正確的是()A在t1時(shí)刻兩車速度相等B從0到t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等C從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等D在t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等【分析】xt圖象的斜率表示速度,根據(jù)斜率的變化分析速度的變化;交點(diǎn)表示相遇,由此分析路程大小?!窘獯稹拷猓篈、xt圖象的斜率表示速度,在t1時(shí)刻乙圖象的斜率大于甲圖象的斜率,所以乙車的速度大于甲車速度,故A錯(cuò)誤;B、從0到t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程是乙車大于甲車,故B錯(cuò)誤;C、從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程均為x2x1,路程相等,故C正確;D、根據(jù)圖象可知,在t1時(shí)刻乙圖象的斜率大于甲圖
17、象的斜率,在t2時(shí)刻乙圖象的斜率小于甲圖象的斜率,在t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻二者的斜率相同,此時(shí)兩車速度相等,故D正確。故選:CD。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于圖象問題,我們學(xué)會(huì)“五看”,即:看坐標(biāo)、看斜率、看面積、看交點(diǎn)、看截距;了解圖象的物理意義是正確解題的前提。6(6分)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對(duì)于第次和第次提升過程,()A礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5B電機(jī)的最大牽引力之比為2:1C電機(jī)輸
18、出的最大功率之比為2:1D電機(jī)所做的功之比為4:5【分析】?jī)纱翁嵘母叨认嗤?,根?jù)vt圖象的面積表示位移列式,求解礦車上升所用的時(shí)間之比。根據(jù)圖象的斜率表示加速度,由牛頓第二定律分析電機(jī)的最大牽引力之比。由P=Fv求電機(jī)輸出的最大功率之比。由W=Pt求電機(jī)所做的功之比?!窘獯稹拷猓篈、設(shè)第次提升過程礦車上升所用的時(shí)間為t。根據(jù)vt圖象的面積表示位移,得:=+解得 t=2.5t0。所以第次和第次提升過程礦車上升所用的時(shí)間之比為2t0:t=4:5,故A正確。B、根據(jù)圖象的斜率表示加速度,知兩次礦車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度相同,由牛頓第二定律得 Fmg=ma,可得 F=mg+ma,所以電機(jī)的最大牽引力相等
19、,故B錯(cuò)誤。C、設(shè)電機(jī)的最大牽引力為F第次電機(jī)輸出的最大功率為 P1=Fv0,第次電機(jī)輸出的最大功率為 P2=Fv0,因此電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1,故C正確。D、電機(jī)所做的功與重力做功之和為零,因此電機(jī)做功之比為 W1:W2=1:1,故D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要理清礦車的運(yùn)動(dòng)情況,知道vt圖象的面積表示位移,抓住兩次總位移相等來求第2次運(yùn)動(dòng)時(shí)間。7(6分)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()A在t=時(shí)為零B在t=時(shí)改變方向C在t=
20、時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向D在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向【分析】根據(jù)右手螺旋定則得出直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向,結(jié)合交流電電流大小的變化,根據(jù)楞次定律判斷電勢(shì)的高低?!窘獯稹拷猓篈、向上的電流在線框處的磁場(chǎng)的方向向里,由圖可知,當(dāng)時(shí)間為時(shí)刻,電流的變化率為0,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化率為0,則線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流為0,且在感應(yīng)電流為0的時(shí)刻,感應(yīng)電流的方向會(huì)發(fā)生變化;故A正確,B錯(cuò)誤;C、結(jié)合正弦曲線變化的特點(diǎn)可知,當(dāng)PQ中的電流為0時(shí),電流的變化率最大,所以電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化率最大,所以在時(shí)刻t=時(shí)或t=T時(shí)刻線框內(nèi)磁通量的變化率最大,則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大;在t=時(shí)刻,向里的磁場(chǎng)減小,R內(nèi)產(chǎn)生
21、的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向向里,根據(jù)安培定則可知,電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,同理可知,在t=T時(shí)刻感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了楞次定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是弄清楚原來磁通量的變化,在用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向8(6分)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等?,F(xiàn)同時(shí)釋放a、b,它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)。在隨后的某時(shí)刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是()Aa的質(zhì)量比b的大B在t時(shí)刻,
22、a的動(dòng)能比b的大C在t時(shí)刻,a和b的電勢(shì)能相等D在t時(shí)刻,a和b的動(dòng)量大小相等【分析】?jī)蓚€(gè)粒子都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)位移公式、牛頓第二定律結(jié)合位移關(guān)系,比較質(zhì)量的大小。由動(dòng)能定理列式分析動(dòng)能的大小。由電場(chǎng)力做功關(guān)系分析電勢(shì)能的關(guān)系。由動(dòng)量定理分析動(dòng)量關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈、兩個(gè)粒子都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有 y=由題意知,相同時(shí)間內(nèi)a的位移大于b的位移,q、E又相等,可知mamb故A錯(cuò)誤。B、根據(jù)動(dòng)能定理得 Ek0=qEy,即t時(shí)刻粒子的動(dòng)能為 Ek=qEy,a的位移大,電場(chǎng)力做功多,所以在t時(shí)刻,a的動(dòng)能比b的大,故B正確。C、在t時(shí)刻,a、b經(jīng)過電場(chǎng)中同一水平面,電勢(shì)
23、相等,它們的電荷量也相等,符號(hào)相反,由E=q知,a和b的電勢(shì)能不相等,故C錯(cuò)誤。D、由動(dòng)量定理得 qEt=p0,得t時(shí)刻粒子的動(dòng)量為 p=qEt,q、E、t都相等,則在t時(shí)刻,a和b的動(dòng)量大小相等,故D正確。故選:BD?!军c(diǎn)評(píng)】本題是牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理、動(dòng)量定理的綜合運(yùn)用,根據(jù)動(dòng)能定理研究動(dòng)能關(guān)系,由動(dòng)量定理分析動(dòng)量關(guān)系,都是常用的思路,要熟練掌握。二、非選擇題。第9-12題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第13-16題為選考題,考生根據(jù)要求作答。(一)必考題.9(6分)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端,讓
24、木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L(zhǎng)1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時(shí)間為(用L、L1和g表示)。(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反應(yīng)時(shí)間為0.20s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議:多次測(cè)量平均值;初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子?!痉治觥扛鶕?jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式,即可推導(dǎo)反應(yīng)時(shí)間表達(dá)式;代入數(shù)據(jù),從而即可求解反應(yīng)時(shí)間;若要提高準(zhǔn)確
25、度,可多次測(cè)量位移,取平均值,或減小手指與尺子的間距。【解答】解:(2)尺子做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)位移公式:h=,而從尺子下落到乙手指夾住尺子,尺子下落的位移為:h=LL1;因此乙的反應(yīng)時(shí)間為t=;(3)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2,L=30.0cm=0.3m,L1=10.4cm=0.104m,代入t=解得:t=0.20s;(4)從反應(yīng)時(shí)間的表達(dá)式t=;可知,若要提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度,除多次測(cè)量位移,取平均值,還可以減小手指與尺子的間距,從而提高反應(yīng)時(shí)間的準(zhǔn)確度,故答案為:(2);(3)0.20;(4)多次測(cè)量平均值;或者,初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子?!军c(diǎn)評(píng)】考查自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)
26、律,掌握位移與時(shí)間關(guān)系式,理解實(shí)驗(yàn)原理,為提高準(zhǔn)確度作下基礎(chǔ),同時(shí)注意有效數(shù)字。10(9分)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0);可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn):(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線;(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢?,閉合S1;(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2;(4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=R0(用R0、U1、U2表示);(5)重復(fù)步驟
27、(3),得到如下數(shù)據(jù):12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值,求得Rx=48.2(保留1位小數(shù))【分析】明確電路結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可得出待測(cè)電阻的表達(dá)式,再根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律即可求出待測(cè)電阻的阻值。【解答】解:(1)根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示;(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程以及電路圖可知,Rx與R0串聯(lián),當(dāng)開關(guān)接1時(shí),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓,故電流為:I=而開關(guān)接2時(shí),測(cè)量?jī)呻娮杩偟碾妷?,則可知,Rx兩端的電壓為:U=U2U1;由歐姆定律可知,待
28、測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為:Rx=R0;(6)的平均值為=3.41;則結(jié)合(4)中公式可知,Rx=R0=2.41R0=2.4120.0=48.2;故答案為:(1)如圖所示;(4)R0;(6)48.2?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn),要注意明確電壓表為理解電表,其內(nèi)阻無(wú)窮大,所以不會(huì)影響電路結(jié)構(gòu),直接根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律即可確定對(duì)應(yīng)的電流和電壓。11(12分)如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1,并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出;乙種離子在MN的中點(diǎn)射出;M
29、N長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??;(2)甲、乙兩種離子的比荷之比。【分析】(1)離子在電場(chǎng)中加速,應(yīng)用動(dòng)能定理求出粒子的比荷,甲離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。(2)離子在電場(chǎng)中加速,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)用動(dòng)能定理與牛頓第二定律求出離子的比荷,然后求出兩離子比荷之比。【解答】解:(1)甲粒子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理得:q1U=m1v12,由題意可知,甲離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:r1=l,甲離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:q1v1B=m1,解得:B=;(2)離子在電場(chǎng)中加速,由
30、動(dòng)能定理得:對(duì)甲:q1U=m1v12,對(duì)乙:q2U=m2v22,由題意可知,甲離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:r1=l,乙離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:r2=l,離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:對(duì)甲:q1v1B=m1,對(duì)乙:q2v2B=m2,離子的比荷:k=,解得,甲乙離子的比荷之比:=;答:(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為;(2)甲、乙兩種離子的比荷之比為1:4?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了離子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),離子在電場(chǎng)中加速、在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),分析清楚離子運(yùn)動(dòng)過程、求出離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)的軌道半徑是解題的關(guān)鍵,應(yīng)用動(dòng)能定理與牛頓第二定律即可解題。12(2
31、0分)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為,sin=一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過C點(diǎn),落至水平軌道;在整個(gè)過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱恪V亓铀俣却笮間。求(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)小球達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小;(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間?!痉治觥浚?)根據(jù)力的合成法則,結(jié)合牛頓第二定律,及勾股定理,即可求解;(2)作CDPA,依據(jù)幾
32、何關(guān)系,并由動(dòng)能定理,即可求解動(dòng)量大?。唬?)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,即可求解。【解答】解:(1)設(shè)水平恒力的大小為F,小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)所受合力的大小為F,由力的合成法則,則有:F2=(mg)2+F02;設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,由牛頓第二定律得:F=m聯(lián)立上式,結(jié)合題目所給數(shù)據(jù),解得:F0=v=(2)設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度大小v1,作CDPA,交PA于D點(diǎn),由幾何關(guān)系得:DA=RsinCD=R(1+cos)由動(dòng)能定理有,mgCDF0DA=聯(lián)立上式,結(jié)合題目所給數(shù)據(jù),那么小球在A點(diǎn)的動(dòng)量大小為:P=mv1=(3)小球離開C點(diǎn)后,在豎直方向上做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度
33、大小為g,設(shè)小球在豎直方向的初速度為v,從C點(diǎn)落到水平軌道上所用時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,則有:vt+=CDv=vsin聯(lián)立上式,結(jié)合題目數(shù)據(jù),解得:t=答:(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大??;(2)小球達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小;(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間?!军c(diǎn)評(píng)】考查力的合成法則,掌握牛頓第二定律的內(nèi)容,及動(dòng)能定理的應(yīng)用,理解幾何知識(shí)的運(yùn)用,同時(shí)注意運(yùn)動(dòng)的合成與分解的內(nèi)容。(二)選考題:共15分,請(qǐng)考生從2道物理題中任選一題作答,如果多做,則按所做的第一題計(jì)分。物理選修3-3(15分)13(5分)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如pV圖中從a到b的直線所示。
34、在此過程中()A氣體溫度一直降低B氣體內(nèi)能一直增加C氣體一直對(duì)外做功D氣體一直從外界吸熱E氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功【分析】根據(jù)氣體狀態(tài)方程=C去判斷溫度,從而知道內(nèi)能的變化。根據(jù)氣體體積的變化分析做功情況。結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析。【解答】解:A、由圖知?dú)怏w的 pV一直增大,由=C知?dú)怏w的溫度一直升高,故A錯(cuò)誤。B、一定量的理想氣體內(nèi)能只跟溫度有關(guān),溫度一直升高,氣體的內(nèi)能一直增加,故B正確。C、氣體的體積增大,則氣體一直對(duì)外做功,故C正確。D、氣體的內(nèi)能一直增加,并且氣體一直對(duì)外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q可知?dú)怏w一直從外界吸熱,故D正確。E、氣體吸收的熱量用于對(duì)外功和增加內(nèi)能
35、,故E錯(cuò)誤。故選:BCD?!军c(diǎn)評(píng)】該題結(jié)合圖象考查氣態(tài)方程,能夠運(yùn)用控制變量法研究多個(gè)物理量變化時(shí)的關(guān)系。要注意熱力學(xué)第一定律U=W+Q中,W、Q取正負(fù)號(hào)的含義。14(10分)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左,右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過程中,氣體溫度不變?!痉治觥孔笥覂刹糠謿怏w作等溫變化,分析初態(tài)和末態(tài)氣體的壓強(qiáng)、體積,分別由玻意耳定律列式,即可求得U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。【解答】解:設(shè)U形管平放時(shí)左右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為a和b,它們的壓強(qiáng)為p。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左邊氣體的壓強(qiáng)為p1=12.0cmHg,右邊氣體的壓強(qiáng)為 p2=12.0cmHg6cmHg=6cmHg。左右兩部分氣體作等溫變化,分別由玻意耳定律得對(duì)左部分氣體有 p1l1S=paS對(duì)右部分氣體有 p2l2S=pbS由幾何關(guān)系有 a+b=l1+l2=30cm聯(lián)立以上各式得 a=22.5cm,b=7.5cm答:U形管平放時(shí)左右兩邊空氣柱的
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