2018年北京高考物理试题及答案

绝密★本科目考试启用前2018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试（北京卷）本试卷共16页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：H1C12N14O16第一部分 （选择题共120分）本部分共20小题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。.在核反应方程4He+14NT17O+X中，X表示的是2 7 8A.质子 B.中子 C.电子 D.a粒子.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.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.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.0.60m0.30m -20.20m p qD.0.15m.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.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.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。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20.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第二部分（非选择题共第二部分（非选择题共180分）本部分共11小题，共180分。（18分）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。打点计时器小车打点计时器小车重物可主要实验步骤如下:a.a.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0（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、。、D、E、F……所示。图2图2c.通过测量、计算可以得到在打A、B、。、D、Ec.v2、v3、v4、v5……d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。v* ■H-H-4-H+iT+-r1T-r,rTT;-t-上4-4-+-!--|-十丁|-十Ti!4-+十v* ■H-H-4-H+iT+-r1T-r,rTT;-t-上4-4-+-!--|-十丁|-十Ti!4-+十…十：…十：ITTITT+十TT+十TT+十十丁T+ 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(含祛码)(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o-t图像。(3)观察o-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是 。o-t图像斜率的物理意义是 。Ax,⑷描绘o-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-表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对At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A大小与速度测量的误差 (选填“有关”或“无关”)。图4(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。图4（16分）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g10m/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I的大小；(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。（18分）如图1所示，用电动势为E、内阻为厂的电源，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/均随之变化。 〃Ui।__RdQ T—」 ol——.i图1 图2(1)以U为纵坐标，/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。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。（20分）(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述。Ea.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；Eb.点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面Sp邑到点电荷的距离分别为。、厂2。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S「S2上单位面积通过的电场线条数之比NN。1 2(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途径。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］，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。绝密★启用前2018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试(北京卷)参考答案第一部分共20小题，每小题6分，共120分。1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12. 13.A14.C15.D16.B17.B 18.C19.A20.D第二部分共11小题，共180分。(18分)AC(2)如答图1■■■■'-'!' S''''!!''''''……r•■」 ■'1.2.1 . 一.L.L•!.!••••. ； ' L-<।XJ————UX：_T--— ； i r卜+V!] I।■ i1||||।!!!!.!....f-rffff--++4-4-T-4-1--vi—। 114-1 ： T-- ——1 ■■■!■! .T....1111i1 1 1111111111<■1 7IVi" 1 1 1 1—3 l'LJXCii1 i ....1ryr一/:,.Z)..—： r- 1 ! । ।在？!।।i j,Z-r- ■) --；--------r177।/।1171 I， i1V I ， I I I1尸 1*।■11：-r--l■ _trtJ 二；110T2 3 4 5t(3)小车的速度随时间均匀变化，加速度(4)越小越好，有关(5)如果小球的初速度为0,其速度v攵t,那么它通过的位移1312。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。(16分)(1(1)根据匀变速直线运动公式,有L二名宁二©m(2)根据动量定理，有 I=mv—mv=1800N-s(3)运动员经。点时的受力分析如答图2根据动能定理，运动员在BC段运动的过程中，有mgh=1mv2-1mv2

2c2bv2根据牛顿第二定律，有 F-mg=m—c-G答图2G答图2得 FN=3900N(18分)U-I图像如答图3所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。a.如答图3所示。b.电源输出的电功率E2E2P=12R=( )2R=R+r当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为Pmax(3)电动势定义式根据能量守恒，在图1所示电路中，非静电力做功w产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即W=12rt+12Rt=Irq+IRqE=Ir+IR=U内+U外（20分）a.在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷。根据库仑定律检验电荷受到的电场力F=kQr2F根据电场强度的定义 E=Fq得 e=kQr2b.穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比NEr2-1=-1=-2—NEr2a.地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此b.b.天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0,直径为100m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L,则n /500、P ,100、PP=n()2=n()2 0 24nL24nL;可得 L=5L0则 N=2N=125NL3 0 002018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试（北京卷）一、选择题1.【答案】A【解析】设X为：；"，根据核反应的质量数守恒：；"则：三1电荷数守恒：：一7=’一'，则」.，即x为：」为质子，故选项A正确，BCD错误。点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类。【答案】C【解析】A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；学科&网C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误。点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的。【答案】DT解析】当用白光做干涉实脸时，频率相同的色光，相互蠡加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹3当在光源与单建之间加上红色滤光片后j只有红光能通过单彝，然后通过双建后相互会加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹,故选项D正痛，ABC错误三点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。【答案】B【解析】可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示:当“ ।时，W:故选项B正确，ACD错误。点睛：解决机械波的题目关键在于理解波的周期性，即时间的周期性或空间的周期性，得到波长的通项，再求解处波长的特殊值。【答案】B【解析】A、设月球质量为M月，地球质量为Mj苹果质量为mgmms则月球受到的方有引力为；F^=说信苹果受到的万有引力为：■驾由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定,故选项A错误5人根据牛顿第二定律二厘4=M点m月,注=侬Vwvrj ♦』”」整理可以得到：以卢=a%故选项E正确；J在月球表面处：&十「二鼠目同由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故选项C错误5AJBmD.苹果在月球表面受到引力为：F'=G^—,由于月理本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。点睛：本题考查万有引力相关知识，掌握万有引力公式，知道引力与距离的二次方成反比，即可求解。6.【答案】C_E【解析】由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即‘：二『二‘，则'叱若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意需要对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求，例如：电场方向向下，磁场方向垂直纸面向里等，但是对电性和电量无要求，故选项C正确，ABD错误。学&科网点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。7.【答案】A【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器。板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；eSC= B、根据电容器的决定式： 射"，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据丁’可知，电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误；eSC- C、根据电容器的决定式： ：”.「，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据〃可知，电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误；c=-D、根据〃,可知，电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误。点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系。8.【答案】D【解析】AB、上升过程水平方向向西加速，在最高点竖直方向上速度为零，水平方向上有向西的水平速度，且有竖直向下的加速度，故AB错；学@科网CD、下降过程向西减速，按照对称性落至地面时水平速度为0，整个过程都在向西运动，所以落点在抛出点的西侧，故C错，D正确；故选D点睛：本题的运动可以分解为竖直方向上的匀变速和水平方向上的变加速运动，利用运动的合成与分解来求解。二、非选择题9.【答案】 (1).A(2).C(3).如图所示:

(4).小车的速度随时间均匀变化 (5),加速度(6).越小越好 (7).有关(8).如果小球的初速度为0,其速度「••「•(4).小车的速度随时间均匀变化 (5),加速度(6).越小越好 (7).有关(8).如果小球的初速度为0,其速度「••「•，那么它通过的位移%^%2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。【解析】(1)打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图像的斜率代表了运动时的加速度.学科.网Ax(4)越小，则七•越接近计数点的瞬时速度，所以"越小越好，计算速度需要用到口的测量值，所以△工大小与速度测量的误差有关。（5）如果小球的初速度为L其速度170CJ那么它通过的位移因此，只要测量小球通过不同位移防用的时间，就可以检脸小球的速度是否随时间均匀变化口（要检脸小球的速度是随时间均匀变化的，可以检螃小球运动位移与时间的平方成正比,利用滴水可以得到小球的运动时间,并测出小球在相应时间内的位移,则可以睑证心点睛：本题考查了速度与与时间得关系，速度没有办法直接测量，所以要利用物理关系转化，转换成我们能够测量的量，然后在来验证速度与时间得关系。10.【答案】（1）i"",（2）♦;一（3）3900N【解析】（1）已知AB段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即/-若=2aL八诏L= =100m可解得： 工（2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以/=mvs-0=1HOON7（3）小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得；JV-mg从E运动到C由动熊定理可知:mgh=Imi?^—|mvj解得二N=3900N点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第故本题答案是；（XlL=100m（2）I=1800V、5 ⑴N=3900AZ二定律求解最低点受到的支持力大小。11.【答案】（1）U—图象如图