2018年高考全国卷1理综物理(含解析)

理科综合试题第 1 页 共 13 页 F P 2018 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 二 选择题 本题共 8 小题 每小题 6 分 共 48 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匀加速直线运动 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 列车做初速度为零的匀加速直线运动规律 列车动能 又因为 21mvEk 所以 动能跟速度平方成正比 A 选项错误 根据动能定atv 21tmaEk 理 故动能与位移成正比 B 选项正确 动能与速度平方成正比 sWk合 故 C 选项错误 由 可知动能与动量的平方成正比 D 选项错误 正确pk2 答案 B 考点 匀变速直线运动 动能和动量数值关系 动能定理 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 O F x A O F x B O F x C O F x D 解析 物块静止时受到向上的弹力和向下的重力 处于平衡状态有 施加0kmg 拉力 F 后 物块向上做匀加速直线运动 有牛顿第二定律有 理科综合试题第 2 页 共 13 页 a b c A 选项正确 正确答案 A0 Fkxmga Fkx 考点 弹簧弹力 牛顿第二定律 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 小球 c 所受库仑力的合力ab 5c3c 4 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 a b 的电荷同号 B a b 的电荷异号 169k 169k C a b 的电荷同号 D a b 的电荷异号 427 427 解析 对固定的小球 c 受到的库仑力分析 要使 c 球受到 的库仑力合力与 a b 的连线平行 则竖直方向对小球 c 受到的库仑力合力为零 则 a b 的电荷必须异号 如下图所示 则有 2222 4sin65sinsin37acbcacbQQrkkrr 正确答案 D 考点 库仑定律处理平衡问题 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 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 543274 解析 通过导体横截面的带电量为 过程 I 流过 tqInR O PS QMa b c 53 2acQFkr 2c 理科综合试题第 3 页 共 13 页 OM 的电荷量为 过程 II 流过 OM 的电荷量 214BrqR 依题意有 即 解得 22 rq 12q2211 4BrBr 正确答案 B 3 考点 法拉第电磁感应定律 通过导体横截面的带电量 18 如图 abc 是竖直面内的光滑固定轨道 ab 水平 长度为 bc 是半径为 的四分之一圆弧 与 ab 相切于 b 点 2RR 一质量为 的小球 始终受到与重力大小相等的水平外力m 的作用 自 a 点处从静止开始向右运动 重力加速度大小为 小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点 机械能的增量为g A B C D 2R4gR5mgR6mgR 解析 小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用 机械能的增量 GEW 除 外 力机 机械能的增量等于水平外力在从 a 点开始运动到其轨迹最高点过程做的功 有动能定 理有小球运动到 c 点的速度为 cv 解得 小球运213FRmg 2gR 动到 c 点后斜上抛 根据小球受力情况 可分解为水平 方向初速度为零的匀加速 加速度为 竖直方xa 向竖直上抛 小球上升至最高点时 竖直方向速度减 少为零 时间为 水平方向的位移为 2cgRvt 综上述小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点 机械221 xat 能的增量为 正确答案为 C 35EFxmg 机 考点 动能定理 运动的合成和分解 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 a b cR 北 南 N S a b cR vmgF x 理科综合试题第 4 页 共 13 页 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 小磁针的 N 极为直导线在该处产生磁场的方向 开关闭合后的瞬间 通过右边 线圈的电流增大 在铁芯产生的磁场增大 通过左侧的线圈的磁通量增大 根据楞次 定律可判断 直导线的电流从南流向北 再根据右手螺旋定则可判断 小磁针磁场方 向垂直纸面向里 小磁针向里转动 选项 A 正确 开关闭合并保持一段时间后 通过 左侧的线圈磁通量不变 不会产生电磁感应现象 所以直导线无感应电流流过 小磁 针不转动 选项 B 和 C 都错 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间 通过左侧线 圈的磁通量减小 直导线产生北流向南的电流 则小磁针向外转动 选项 D 正确 正 确答案 AD 考点 电磁感应现象 右手螺旋定则 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 时 它们相距约 绕二者连线上的某10s40km 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 依题意两颗中子星符合 双星系统模型 根据已知条件可以求出中子星的周期 T 对 m1 对 m2 由几何关系 联立221GrL 212GrL 12rL 以上各式可解得 速率之和12 12 2314mGT 正确答案 BC 12121 vrrT 考点 万有引力定律的应用 双星系统 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 a b c d f 理科综合试题第 5 页 共 13 页 电势为 一电子经过 a 时的动能为 从 a 到 d 的过程中克服电场力所做2V10eV 的功为 下列说法正确的是6e 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 匀强电场内间距相等 则每通过两个等势面电场力做功相同 则 3adbcW 即 所以 A 选项正确 根2bcbcWeUV bcc 0c 据动能定理 a 到 f 点 即 可得 affaE421feVEe 故电子能到达等势面 f 选项 B 错误 根据动能定理 a 到 d 点 fE 可得 同理电子到达等势面 c 的动能 ada 4kde 6kcV 由于等势面 c 的电势为零 电子在等势面 c 的电势能为零 根据能量守恒 电子 在运动过程中电势能和动能的总和保持一个定值 即 故电子经过平面 d 时 其电势能为 6pdkpckEEeV 2pcEe 选项 C 错误 电子经过平面 b 和 d 时的动能分别为 和 8kbeV 4kd 电子经过平面 b 时的速率是经过 d 时的 倍 选项 D 错误 正确答案 AB 2 考点 静电力做功计算 动能定理 电势能 等势面 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 图 b 主尺 cm游标 0 10 20 3 4 5 游标 主尺 图 a 指针 理科综合试题第 6 页 共 13 页 此 时 标 尺 读 数 为 当 托 盘 内 放 有 质 量 为 的 砝 码 时 移 动 游 标 再 次 使1 950cm0 1kg 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 此弹簧的劲度系数为 N m 保留 3 位有效数字 2 8 s 答案 3 775 53 7 23 10 分 某实验小组利用如图 a 所示的电路探究在 范围内某热敏电阻的温度特性 所用25C 80 器材 有 置 于 温 控 室 图 中 虚 线 区 域 中 的 热 敏 电 阻 其 标 称 值 25 C 时 的 阻 值 为 电TR90 源 E 内 阻 可 忽 略 电 压 表 量 程6V V 定 值 电 阻 阻 值 滑 动 变150m0R2 阻 器 最 大 阻 值 为 电 阻 箱 阻 值 范 围 单 刀 开 关 S1 单12R0 9 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 C 将 S2 与 1 端 接通 闭合 S1 调节 的滑片位置 使电压表读数为某一值 保持 的滑片位置不1 0U1R 变 将 置于最大值 将 S2 与 2 端接通 调节 使电压表读数仍为 断开 S1 2R2R0 记下此时 的读数 逐步降低温控室的温度 t 得到相应温度下 的阻值 直至温度2 降到 25 0 C 实验得到的 数据见下表 2Rt t C 25 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 80 0 R2 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 的滑片应移动到 填 a 或 b 端 1R 2 在图 b 的坐标纸上补齐数据表中所给数据点 并做出 曲线 2Rt E R1 R2 S1 S2 2 1 RT R0 图 a a b V 理科综合试题第 7 页 共 13 页 10 100 1 0 1 图 c 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 R2 t C 0 200 400 600 800 1000 图 b 3 由 图 b 可 得 到 在 范 围 内 的 温 度 特 性 当 时 可TR25 80 40Ct 得 TR 4 将 握于手心 手心温度下 的 相 应 读数如图 c 所示 该读数为 T 2 则手心温度为 C 23 答案 1 b 2 如图 3 450 4 60 24 12 分 一质量为 的烟花弹获得动能 后 从地面竖直升空 当烟花弹上升的速度为零mE 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 不计空气阻力和火药的g 20 0 40 0 60 0 80 0 100 0 R2 t C 0 200 400 600 800 1000 理科综合试题第 8 页 共 13 页 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 24 解析 1 设烟花弹上升的初速度为 由题给条件有0v 201Em 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为 由运动学公式有t 0gt v 联立 式得 12Etgm 2 设爆炸时烟花弹距地面的高度为 由机械能守恒定律有1h 1h 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 和 由题给条件和动量守恒定律有1v2 2214mE v 12 0 由 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 由机械能守恒定律有2h 214mg v 联立 式得 烟花弹上部分距地面的最大高度为 12Ehg 理科综合试题第 9 页 共 13 页 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 和一个氘核 先后1H21 从 y 轴上 点以相同的动能射出 速度方向沿 x 轴正方向 已知 进入磁场时 h 速度方向与 x 轴正方向的夹角为 并从坐标原点 O 处第一次60 射出磁场 的质量为 电荷量为 不计重力 求1Hmq 1 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 第一次离开磁场的位置到原点 O 的距离 1 25 解析 1 在电场中做类平抛运动 在磁场中做圆周运动 运H 动轨迹如图所示 设 在电场中的加速度大小为 初速度大 1 1a 小为 它在电场中的运动时间为 第一次进入磁场的位置到1v1t 原点 的距离为 由运动学公式有1s 1t v 2ha 由题给条件 1H 进入磁场时速度的方向与 x 轴正方向夹角 1H 进入磁场160 时速度的 y 分量的大小为 11tan v 联立以上各式得 123sh 2 1H 在电场中运动时 由牛顿第二定律有 1qEma 设 1 进入磁场时速度的大小为 由速度合成法则有1 v 221t v 设磁感应强度大小为 B 1H在磁场中运动的圆轨道半径为 由洛伦兹力公式和1R 牛顿第二定律有 E x y O h 1v x y 1 O R1 理科综合试题第 10 页 共 13 页 211mqBR v 由几何关系得 11sin 联立以上各式得 mEBqh 6 3 设 21H在电场中沿 x 轴正方向射出的速度大小为 在电场中的加速度大小为2v 由题给条件得2a 221 v 由牛顿第二定律有 2qEma 设 21H第一次射入磁场时的速度大小为 速度的方向与 x 轴正方向夹角为 2 v 2 入射点到原点的距离为 在电场中运动的时间为 由运动学公式有2s2t t v 21ha 22t 2sin v 联立以上各式得 21s2121 v 设 21H在磁场中做圆周运动的半径为 由 式及粒子在匀强磁场中做圆周运动R 的半径公式得 221mRqB v 所以出射点在原点左侧 设 1H进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为 由几何关系有2s 22sin 联立 式得 1第一次离开磁场时的位置到原点 O 的距离为 23 1 sh 理科综合试题第 11 页 共 13 页 二 选考题 共 45 分 请考生从 2 道物理题 2 道化学题 2 道生物题中每科任选 一题作答 如果多做 则每科按所做的第一题计分 33 物理 选修 3 3 15 分 1 5 分 如图 一定质量的理想气体从状态 a 开始 经历过程 到达状态 e 对此气体 下列说法正确的是 选对 1 个 得 2 分 选 对 2 个 得 4 分 选 对 3 个 得 5 分 每 选 错 1 个 扣 3 分 最 低 得 分 为 0 分 A 过程 中气体的压强逐渐减小 B 过程 中气体对外界做正功 C 过程 中气体从外界吸收了热量 D 状态 c d 的内能相等 E 状态 d 的压强比状态 b 的压强小 答案 1 BDE 2 10 分 如图 容积为 V 的汽缸由导热材料制成 面积 为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分 汽缸上部通过细 管与装有某种液体的容器相连 细管上有一阀门 K 开始时 K 关闭 汽缸内上下两部分气体的压强均为 现将 K 打开 容0p 器内的液体缓慢地流入汽缸 当流入的液体体积为 时 将 K8 V 关闭 活塞平衡时其下方气体的体积减小了 不计活塞的质量6 和体积 外界温度保持不变 重力加速度大小为 g 求流入汽缸 内液体的质量 2 解析 设活塞再次平衡后 活塞上方气体的体积为 压强为 下方气体的体积为 1V1p2V 压 强 为 在 活 塞 下 移 的 过 程 中 活 塞 上 下 方 气 体 的 温 度 均 保 持 不 变 由 玻 意 耳 定 律2p 得 012 Vp 02 由已知条件得 1 132684VV K V T O a c b e d 理科综合试题第 12 页 共 13 页 设活塞上方液体的质量为 m 由力的平衡条件得 21pSg 联立以上各式得 0526g 34 物理 选修 3 4 15 分 1 5 分 如图 ABC 为一玻璃三棱镜的横截面 一束红光垂直 AB 边射入 从 AC 边上的 D 点A30 射出 其折射角为 则玻璃对红光的折射率为 60 若 改 用 蓝 光 沿 同 一 路 径 入 射 则 光 线 在 D 点 射 出 时 的 折 射 角 填 小于 等于 或 大于 60 答案 1 大于3 2 10 分 一列简谐横波在 时的波形图如图 a 所示 P Q 是介质中的 s31 t 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 0 图 b A 1 y t s20 A 18 cm 2 P Q 图 a y x cm 2 解析 i 由图 a 可以看出 该波的波长为 36cm A B C D 30 60 理科综合试题第 13 页 共 13 页 由图 b 可以看出 周期为 2sT 波速为 18cm s v 由 图 b 知 当 时 Q 点 向 上 运 动 结 合 图 a 可 得 波 沿 轴 负 方 向 传 播 3 t x ii 设 质 点 P Q 平 衡 位 置 的 x 坐 标 分 别 为 由 图 a 知 处PxQ0 x 因此 sin 30 2Ay P 3cm6x 由 图 b 知 在 时 Q 点 处 于 平 衡 位 置 经 其 振 动 状 态 向 x 轴 负 方0t 1s3t 向 传 播 至 P 点 处 由 此 及 式有 QP6cmxt v 由 式得 质点 Q 的平衡位置的 x 坐标为 9