2018年全国高考I理综物理试题及答案

2018年全国高考I理综物理试题及答案注意事项：1.在答题卡上填写姓名和准考证号。2.选择题用铅笔在答题卡上涂黑对应的答案标号，非选择题在答题卡上作答。3.考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。选择题：14.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能与它的速度成正比。15.如图，轻弹簧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B。16.如图，三个固定的带电小球a、b、c，相互间的距离分别为ab=5cm，cabbc=3cm，ca=4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于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、b的电荷异号，k=9/16。17.如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，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B'（过程II）等于3/2B。18.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是竖直向上的光滑轨道，长度为h。小球沿abc从A点以v0速度竖直向上抛出，经过O点后未碰到bc轨道，最高点到达H处。重力加速度为g，不计空气阻力。小球从A点到达H处的时间为t，H处到O点的高度差为h/2，则v0=√(2gh)。1.一质量为m的小球，从a点开始向右运动，受到与重力大小相等的水平外力的作用，其轨迹是一个半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。求小球从a点运动到其轨迹最高点，机械能的增量。答案：C．5mgR解析：小球从a点到最高点，高度变化为R，势能增加为mgR，速度变为零，动能减少为mgR，总机械能增加为2mgR。但是由于小球受到水平外力的作用，机械能不守恒，因此机械能的增量为5mgR。改写：一质量为m的小球，在受到与重力大小相等的水平外力的作用下，沿着一个半径为R的四分之一圆弧运动，与ab相切于b点。求小球从a点运动到其轨迹最高点，机械能的增量为多少？答案：C．5mgR解析：小球从a点到最高点，高度变化为R，势能增加为mgR，速度变为零，动能减少为mgR，总机械能增加为2mgR。但是由于小球受到水平外力的作用，机械能不守恒，因此机械能的增量为5mgR。2.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。下列说法正确的是答案：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解析：当开关闭合后，一线圈中产生的磁场会穿过铁芯，进而影响另一线圈和直导线中的电子运动，使得小磁针发生转动。根据安培环路定理，磁场方向为小磁针所在平面内，垂直于直导线，由右手定则可知，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动。改写：如图所示，有两个线圈绕在同一根铁芯上。其中一个线圈通过开关与电源连接，另一个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。在开关未闭合时，一小磁针悬挂在直导线正上方，处于静止状态。下列说法正确的是？答案：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。解析：当开关闭合后，一线圈中产生的磁场会穿过铁芯，进而影响另一线圈和直导线中的电子运动，使得小磁针发生转动。根据安培环路定理，磁场方向为小磁针所在平面内，垂直于直导线，由右手定则可知，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动。3.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答案：B．质量之和解析：根据牛顿万有引力定律，两颗质量分别为m1和m2的天体之间的引力大小为F=Gm1m2/r^2，其中G为万有引力常量，r为两颗天体之间的距离。由于两颗中子星相互吸引，因此它们之间存在引力，引力大小为mg，其中g为重力加速度，m为两颗中子星的质量之和。又因为两颗中子星绕二者连线上的某点每秒转动12圈，因此它们之间存在离心力，离心力大小为mω^2r，其中ω为角速度，r为两颗中子星之间的距离。根据牛顿第二定律，离心力等于质量乘以加速度，因此mω^2r=mg，即mω^2r=Gm1m2/r^2。由此可求出两颗中子星的质量之和为m1+m2=mω^2r^3/G。改写：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的什么？答案：B．质量之和解析：根据牛顿万有引力定律，两颗质量分别为m1和m2的天体之间的引力大小为F=Gm1m2/r^2，其中G为万有引力常量，r为两颗天体之间的距离。由于两颗中子星相互吸引，因此它们之间存在引力，引力大小为mg，其中g为重力加速度，m为两颗中子星的质量之和。又因为两颗中子星绕二者连线上的某点每秒转动12圈，因此它们之间存在离心力，离心力大小为mω^2r，其中ω为角速度，r为两颗中子星之间的距离。根据牛顿第二定律，离心力等于质量乘以加速度，因此mω^2r=mg，即mω^2r=Gm1m2/r^2。由此可求出两颗中子星的质量之和为m1+m2=mω^2r^3/G。4.如图，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，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为2.850cm。已知重力加速度为9.80m/s^2，求弹簧的劲度系数。答案：196N/m解析：当托盘内没有砝码时，弹簧的长度为L1，当托盘内放有质量为m的砝码时，弹簧的长度为L2。根据胡克定律，弹簧的伸长量为ΔL=L2-L1，弹簧的劲度系数为k=mg/ΔL，其中g为重力加速度，m为砝码的质量。代入数据可得k=196N/m。改写：如图所示，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，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为2.850cm。已知重力加速度为9.80m/s^2，求弹簧的劲度系数。答案：196N/m解析：当托盘内没有砝码时，弹簧的长度为L1，当托盘内放有质量为m的砝码时，弹簧的长度为L2。根据胡克定律，弹簧的伸长量为ΔL=L2-L1，弹簧的劲度系数为k=mg/ΔL，其中g为重力加速度，m为砝码的质量。代入数据可得k=196N/m。A=30°。当一束红光垂直于AB边射入，从AC边的D点射出时，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为。若使用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角小于60°。一列简谐横波在t=3s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求(i)波速及波的传播方向；(ii)质点Q的平衡位置的x坐标。在图中，波速为18cm/s，向右传播。质点Q的平衡位置的x坐标为0。(1)烟花弹上升的初速度为v，由题给条件有$1/2E=mv^2$。设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t，则由运动学公式有$-v=-gt$。联立两式得$t=\frac{1}{2}\frac{E}{gm}$。(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为$h_1$，由机械能守恒定律有$E=mgh_1$。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$v_1$和$v_2$。由题给条件和动量守恒定律有$1/2mv_1^2+1/2mv_2^2=E$，$mv_1-mv_2=0$。由$v_1=v\cos(53.7^\circ)$和$v_2=v\sin(53.7^\circ)$可得$v_1=620.0m/s$，$v_2=33.0m/s$。由$h_2=1/2v_2^2/g$，$h=h_1+h_2$，$h=\frac{2E}{mg}$得烟花弹上部分距地面的最大高度为375m。在磁场中，粒子1做圆周运动，轨迹如图所示。在电场中，粒子H做类平抛运动。设H在电场中的加速度大小为$a_1$，初速度大小为$v_1$，它在电场中的运动时间为$t_1$，第一次进入磁场的位置到原点的距离为$s_1$。由运动学公式有$s_1=v_1t_1$，$h=a_1t_1^2/2$。根据题目给出的条件，H进入磁场时速度与x轴正方向夹角为60度，因此可以得到H进入磁场时速度的y分量大小为v*tan(60度)。联立相关公式，可以得到粒子在磁场中运动的圆轨道半径为R=B*v*sin(60度)/(q*|B|)，其中B为磁感应强度，q为电荷量。根据几何关系，可以得到粒子在磁场中运动时，从入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为s=2R*sin(60度)。最终可以得到B的表达式为B=2mE/(6qh)。在电场中，由牛顿第二定律可以得到qE=ma。根据速度合成法则，可以设粒子进入磁场时的速度大小为v'，速度的方向与x轴正方向夹角为θ，入射点设为原点。根据运动学公式，可以得到粒子从入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为s=vt。由几何关系，可以得到出射点在原点左侧。设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，由粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式可以得到R=mv'sin(θ)/(qB)。根据题目给出的条件，可以得到粒子在电场中沿x轴正方向射