2018高考全国2卷理综物理解析

1 2018 年普通高等学校招生全国统一考试 全国 2 卷 理科综合能力测试试题卷物理部分 江苏省资深特级教师 戴儒京解析 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 学科 4 取 g 9 80 m 由绘出的 f m 图线求得 保留 2 位有效数2s 字 答案 23 9 分 1 2 75 2 如图所示 3 M m g g 4 0 40 24 12 分 汽车 A 在水平冰雪路面上行驶 驾驶员发现其正前方停有汽车 B 立即采取制动措施 但仍然撞上了汽车 B 两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示 碰撞后 B 车向前滑动了 4 5 m A 车向前滑动了 2 0 m 已知 A 和 B 的质量分别为 kg32 01 和 kg 两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为 0 10 两车碰撞时间极短 在31 50 碰撞后车轮均没有滚动 重力加速度大小 求 2g10 s 1 碰撞后的瞬间 B 车速度的大小 2 碰撞前的瞬间 A 车速度的大小 解答 24 12 分 1 设 B 车质量为 mB 碰后加速度大小为 aB 根据牛顿第二定律有 式中 是汽车与路面间的动摩擦因数 ga 设碰撞后瞬间 B 车速度的大小为 碰撞后滑行的距离为 由运动学公式有Bv Bs 2 Bvas 联立 式并利用题给数据得 3 0m sBv 2 设 A 车的质量为 mA 碰后加速度大小为 aA 根据牛顿第二定律有 mga 设碰撞后瞬间 A 车速度的大小为 碰撞后滑行的距离为 由运动学公式有Av As 9 2 Avas 设碰撞后瞬间 A 车速度的大小为 两车在碰撞过程中动量守恒 有Av ABmvv 联立 式并利用题给数据得 4 3m sAv 25 20 分 一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场 其在 平面内的截面如图所示 中间是磁场区域 其边界与 y 轴垂直 宽度为 l 磁感应强度的大小为 B 方向垂直于 平面 磁场的上 下两侧为电场区域 宽度均为 电场强度的大小均为 E 方向 均沿 x 轴正方向 M N 为条形区域边界上的两点 它们的连线与 y 轴平行 一带正 电的粒子以某一速度从 M 点沿 y 轴正方向射入电场 经过一段时间后恰好以从 M 点 入射的速度从 N 点沿 y 轴正方向射出 不计重力 1 定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹 2 求该粒子从 M 点射入时速度的大小 3 若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与 x 轴正方向的夹角为 求该粒子的比荷 及其从 M 点运动到 N 点的时间 10 解答 25 20 分 解 1 粒子运动的轨迹如图 a 所示 粒子在电场中的轨迹为抛物线 在磁场中 为圆弧 上下对称 2 粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动 设粒子从 M 点射入时速度的 大小为 v0 在下侧电场中运动的时间为 t 加速度的大小为 a 粒子进入磁场的速度大 小为 v 方向与电场方向的夹角为 见图 b 速度沿电场方向的分量为 v1 根据 牛顿第二定律有 qE ma 式中 q 和 m 分别为粒子的电荷量和质量 由运动学公式有 v1 at 11 0lvt 1cosv 粒子在磁场中做匀速圆周运动 设其运动轨道半径为 R 由洛伦兹力公式和牛顿第二 定律得 2mqBR 由几何关系得 cosl 联立 式得 0ElvB 3 由运动学公式和题给数据得 10 cot6v 联立 式得 243qlm 设粒子由 M 点运动到 N 点所用的时间为 则 t 2 6tT 式中 T 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 mTqB 由 式 得 3 1 8BlltE 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 对于实际的气体 下列说法正确的是 填正确答案标号 选对 1 个得 2 分 选对 2 个得 4 分 选对 3 个得 5 分 没选错 1 个扣 3 分 最低得分 为 0 分 A 气体的内能包括气体分子的重力势能 B 气体的内能包括分子之间相互作用的势能 C 气体的内能包括气体整体运动的动能 D 气体体积变化时 其内能可能不变 E 气体的内能包括气体分子热运动的动能 答案 BDE 2 10 分 如图 一竖直放置的气缸上端开口 气缸壁内有卡口 a 和 b a b 间 距为 h a 距缸底的高度为 H 活塞只能在 a b 间移动 其下方密封有一定质量 12 的理想气体 已知活塞质量为 m 面积为 S 厚度可忽略 活塞和汽缸壁均绝热 不计他们之间的摩擦 开始时活塞处于静止状态 上 下方气体压强均为 p0 温度均为 T0 现用电热丝缓慢加热气缸中的气体 直至活塞刚好到达 b 处 求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功 重力加速度大小为 g 解答 33 2 开始时活塞位于 a 处 加热后 汽缸中的气体先经历等容过程 直至活 塞开始运动 设此时汽缸中气体的温度为 T1 压强为 p1 根据查理定律有 01pT 根据力的平衡条件有 10pSmg 联立 式可得 0 T 此后 汽缸中的气体经历等压过程 直至活塞刚好到达 b 处 设此时汽缸中气体的温 度为 T2 活塞位于 a 处和 b 处时气体的体积分别为 V1 和 V2 根据盖 吕萨克定律有 式中 V1 SH V 2 S H h 12T 联立 式解得 20hmgTHp 从开始加热到活塞到达 b 处的过程中 汽缸中的气体对外做的功为 0WSgh 34 物理 选修 3 4 15 分 1 5 分 声波在空气中的传播速度为 340m s 在钢铁中的传播速度为 4900m s 一平直桥由钢铁制成 某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音 分别经空气 和桥传到另一端的时间之差为 1 00s 桥的长度为 m 若该波在空气中的 波长为 则它在钢铁中波长为 的 倍 13 解析 设桥的长度为 则 解得 s 0 14930 sms365 根据 相等 所以 fv 铁 答案 365 34 90 2 10 分 如图 是一直角三棱镜的横截面 一细光 束从 BC 边的 D 点折射后 射到 AC 边的 E 点 发生全反射后经 AB 边的 F 点射 出 EG 垂直于 AC 交 BC 于 G D 恰好是 CG 的中点 不计多次反射 i 求出射光相对于 D 点的入射光的偏角 ii 为实现上述光路 棱镜折射率的取值应在什么范围 解答 34 2 光线在 BC 面上折射 由折射定律有 1sinir 式 中 n 为 棱 镜 的 折 射 率 i1 和 r1 分 别 是 该 光 线 在 BC 面 上 的 入 射 角 和 折 射 角 光 线 在 AC 面 上 发 生 全 反 射 由 反 射 定 律 有 i2 r2 式 中 i2 和 r2 分 别 是 该 光 线 在 AC 面 上 的 入 射 角 和 反 射 角 光 线 在 AB 面 上 发 生 折 射 由 折 射 定 律 有 3sinr 式 中 i3 和 r3 分 别 是 该 光 线 在 AB 面 上 的 入 射 角 和 折 射 角 14 由 几 何 关 系 得 i2 r2 60 r1 i3 30 F 点 的 出 射 光 相 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 r 1 i1 180 i 2 r2 r 3 i3 由 式 得 60 光线在 AC 面上发生全反射 光线在 AB 面上不发生全反射 有 23sinisinC 式 中 C 是 全 反 射 临 界 角 满 足 1 由 式 知 棱 镜 的 折 射 率 n 的 取 值 范 围 应 为 23n 解 析 为 什 么 由 几 何 关 系 得 i2 r2 60 r1 i3 30 看 下 图 因 为 D 恰好是 CG 的中点 所以 因为 C 30 0 所以 CGD 又 DGE B 60 0 所以三角形 DGE 为等边三角形 所以 CGE21 026 i 因 EF CB 所以 001369 r 003369 i 15 为什么 F 点 的 出 射 光 相 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 r 1 i1 180 i 2 r2 r 3 i3 把 D 点移到 F 点位置 如下图 从上图可以看出 D 点的出射光线 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 r 1 i1 AB 的法 线比 CD 的法线的偏角为 180 i 2 r2 F 点的出射光线对 于 F 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 r3 i3 所 以 F 点 的 出 射 光 相 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 r1 i1 180 i2 r2 r 3 i3