2018北京卷高考压轴卷物理

2018北京卷高考压轴卷物理

‎2018北京卷高考压轴卷 物 理 ‎ 本试卷共300分。考试时长150分钟。‎ 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16‎ 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。‎ ‎13.对于物体经历的一个过程，以下说法正确的是（　　）‎ A．物体的动能变化为零时，物体所受合外力一定为零 B．物体运动的位移为零时，摩擦力做功一定为零 C．物体运动中动能不变时，合外力总功一定为零 D．物体所受合外力为零时，物体的机械能变化一定为零 ‎14.下列说法正确的是（   ）‎ A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加 C．物体温度升高，其中每个分子热运动的动能均增大 D．气体压强产生的原因是大量气体分子对器壁的持续频繁的撞击 ‎15.如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时，下列情况不可能发生的是 ‎16.据《每日邮报》报道，英国一名13岁的小学生近日宣布自己在学校实验室实现了核聚变。他表示用氘聚变氦的过程中检测到了中子，证明聚变成功，成为世界上实现聚变的最年轻的人。下面列出的核反应方程，属于聚变的是（A）‎ ‎ ‎ ‎17.‎ 物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验。下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中正确的是 A．双缝干涉现象的发现表明光是电磁波 B．光电效应实验证实了光是横波 C．α 粒子散射实验表明了原子具有核式结构 D．天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论 ‎18.用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g，0﹣t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是（　　）‎ A．物块始终做匀加速直线运动 B．0﹣t0时间内物块的加速度大小为 C．t0时刻物块的速度大小为 D．0﹣t1时间内物块上升的高度为 ‎19.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O，下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（　　）‎ A．O点的电场强度为零，电势最低 B．O点的电场强度为零，电势最高 C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高 D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低 ‎20.如图所示，两个大小相同、质量均为m的弹珠静止在水平地面上。某小孩在极短时间内给第一个弹珠水平冲量使其向右运动，当第一个弹珠运动了距离L时与第二个弹珠发生弹性正碰，碰后第二个弹珠运动了2L距离停下。已知弹珠所受阻力大小恒为重力的k倍，重力加速度为g，则小孩对第一个弹珠 A．施加的冲量为m B．施加的冲量为m C．做的功为kmgL D．做的功为3kmgL 第二部分（非选择题 共180分）‎ 本部分共11小题，共180分。‎ ‎21．（18分）某同学利用打点计时器做实验时，发现实验数据误差很大，怀疑电源的频率不是50Hz，采用如图甲所示的实验装置来测量电源的频率．已知砝码及砝码盘的质量为m=0.1kg，小车的质量为M=0.4kg，不计摩擦阻力，g取10m/s2．图乙为某次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，已知相邻的计数点之间还有三个点未画出．‎ ‎（1）小车的加速度大小为　　m/s2；‎ ‎（2）根据纸带上所给出的数据，可求出电源的频率为　　Hz；‎ ‎（3）打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为　　m/s．‎ ‎22．（16分）在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距L=1m，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N间距离d=10mm，定值电阻R1=R2=12Ω，R3=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，其它电阻不计．磁感应强度B=1T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m=1×10﹣14kg，带电量q=﹣1×10﹣14C的微粒恰好静止不动．取g=10m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且运动速度保持恒定．试求：‎ ‎（1）匀强磁场的方向；‎ ‎（2）ab两端的路端电压；‎ ‎（3）金属棒ab运动的速度．‎ ‎23．（18分）如图所示，半径为L1‎ ‎=2m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B1=T．长度也为L1、电阻为R的金属杆ab，一端处于圆环中心，另一端恰好搭接在金属环上，绕着a端沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω=rad/s．通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中（连接a端的导线与圆环不接触，图中的定值电阻R1=R，滑片P位于R2的正中央，R2的总阻值为4R），图中的平行板长度为L2=2m，宽度为d=2m．图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v0=0.5m/s向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为B2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大．（忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的充放电时间，忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力）求：‎ ‎（1）在0～4s内，平行板间的电势差UMN；‎ ‎（2）带电粒子飞出电场时的速度；‎ ‎（3）在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度B2应满足的条件．‎ ‎24．（20分）一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度﹣时间图象如图所示．己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g=10m/s2，求：‎ ‎（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；‎ ‎（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．‎ 物理试题答案 ‎13. 【答案】C ‎【解析】A、物体的动能变化为零时，速度可能不变，也可能变化，如匀速直线运动的动能不变，速度不变，合外力为零．而匀速圆周运动的动能不变，但速度在变化，合外力不为零，故A错误．‎ B、滑动摩擦力做功与物体运动的路程有关，当物体运动的位移为零时，滑动摩擦力做功不为零，故B错误．‎ C、物体运动中动能不变时，动能的变化为零，由动能定理知，合外力总功一定为零，故C正确．‎ D、物体所受合外力为零时，机械能变化一定为零，如竖直方向的匀速直线运动，机械能变化量不为零，故D错误．故选：C ‎14. 【答案】D ‎【解析】布朗运动是花粉微粒受液体撞击后的运动，A 错误；热传递和做功两种改变内能的方式中单一因素无法决定内能的变化情况，B错误；温度是表征物体分子的平均动能大小的物理量，但无法确定一个分子的动能，C错误；气体压强是大量分子做无规则运动撞击容器壁产生的，D正确。‎ ‎15. 【答案】A ‎16. 【答案】A ‎17. 【答案】C ‎18. 【答案】D ‎【解析】A、0﹣t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据P=Fv知，v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误．‎ B、根据P0=Fv=Fat，F=mg+ma得，P=（mg+ma）at，可知图线的斜率k=，可知a≠，故B错误．‎ C、在t1时刻速度达到最大，F=mg，则速度v=，可知t0时刻物块的速度大小小于，故C错误．‎ D、P﹣t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理得，，解得h=．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎19. 【答案】B ‎【解析】A、B、圆环上均匀分布着正电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在O点产生的场强抵消，合场强为零．圆环上各电荷产生的电场强度在x轴有向右的分量，根据电场的叠加原理可知，x轴上电场强度方向向右，根据顺着电场线方向电势降低，可知在x轴上O点的电势最高，故A错误，B正确；‎ C、D、O点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从O点沿x轴正方向，场强应先增大后减小．x轴上电场强度方向向右，电势降低，故CD错误．‎ 故选：B．‎ ‎20. 【答案】D ‎【解析】当第一个弹珠运动了距离L时与第二个弹珠发生弹性正碰，根据动量守恒和能量守恒可知，两球速度发生交换，即第一个弹珠碰后停止运动，第二个球弹珠以第一个弹珠碰前的速度继续向前运动了2L距离停下，从效果上看，相当于第二个弹珠不存在，第一个弹珠直接向前运动了3L的距离停止运动，根据动能定理，小孩对第一个弹珠做的功等于克服摩擦力做的功，即：W=kmg3L，选项C错误，选项D正确；施加的冲量I=ΔP=P－0=－0== m，选项A、B错误。本题正确选项为D。‎ ‎21．（18分）【答案】（1）2；（2）40；（3）1．‎ ‎【解析】（1）对车与砝码及盘整体进行研究，依据牛顿第二定律，则有：‎ mg=（m+M）a；‎ 解得：a===2m/s2； ‎ ‎（2）根据加速度公式a=，则有：‎ T===0.1s；‎ 由于相邻的计数点之间还有三个点未画出，则有，4T0=T，那么T0=0.025s；‎ 那么电源的频率为：‎ f===40Hz；‎ ‎（3）、打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为：‎ vC==m/s=1m/s 故答案为：（1）2；（2）40；（3）1．‎ ‎22．（16分）【答案】（1）匀强磁场的方向竖直向下；‎ ‎（2）ab两端的路端电压为0.4V；‎ ‎（3）金属棒ab运动的速度为0.5m/s．‎ ‎【解析】（1）带负电的微粒受到重力和电场力处于静止状态，因重力竖直向下，则电场力竖直向上，故M板带正电．‎ ab棒向右切割磁感线产生感应电动势，ab棒等效于电源，感应电流方向由b→a，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下．‎ ‎（2）由由平衡条件，得 mg=Eq 又 E=‎ 所以MN间的电压：UMN==V=0.1V R3两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过R3的电流 I==A=0.05A ab棒两端的电压为 Uab=UMN+I =0.1+0.05×6=0.4V ‎（3）由闭合电路欧姆定律得ab棒产生的感应电动势为：E感=Uab+Ir=0.4+0.05×2V=0.5V ‎ 由法拉第电磁感应定律得感应电动势 E感=BLv ‎ 联立上两式得 v=0.5m/s ‎23．（18分）【答案】（1）在0～4s内，两极板间的电势差UMN为﹣1 V ‎（2）带电粒子飞出电场时的速度为m/s，方向与水平方向的夹角为45°　‎ ‎（3）磁场强度大小B2＜2 T．‎ ‎【解析】（1）金属杆产生的感应电动势恒为 E=B1Lω=2 V 由串并联电路的连接特点知：E=I•4R，U0=I•2R==1 V T1==20 s 由右手定则知：‎ 在0～4 s时间内，金属杆ab中的电流方向为b→a，则φa＞φb，则在0～4 s时间内，φM＜φN，UMN=﹣1 V ‎（2）粒子在平行板电容器内做类平抛运动，在0～时间内水平方向L2=v0•t1‎ t1==4 s＜‎ 竖直方向=at 又因为：vy=at1=m/s ‎ 解得：a=m/s2，又因为：a==，解得：‎ C/kg ‎ 则粒子飞出电场时的速度v==m/s tan θ==1，所以该速度与水平方向的夹角θ=45°‎ ‎（3）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由B2qv=m 得r=‎ 由几何关系及粒子在磁场中运动的对称性可知：‎ r＞d时离开磁场后不会第二次进入电场，即B2＜=×=2 T ‎24．（20分）【答案】（1）设物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，木板与物块的质量均为m．‎ v﹣t的斜率等于物体的加速度，则得：‎ 在0﹣0.5s时间内，木板的加速度大小为=m/s2=8m/s2．‎ 对木板：地面给它的滑动摩擦力方向与速度相反，物块对它的滑动摩擦力也与速度相反，则由牛顿第二定律得 ‎ μ1mg+μ2•2mg=ma1，①‎ 对物块：0﹣0.5s内，物块初速度为零的做匀加速直线运动，加速度大小为 a2==μ1g t=0.5s时速度为v=1m/s，则 v=a2t ②‎ 由①②解得μ1=0.20，μ2=0.30 ‎ ‎（2）0.5s后两个物体都做匀减速运动，假设两者相对静止，一起做匀减速运动，加速度大小为a=μ2g 由于物块的最大静摩擦力μ1mg＜μ2mg，所以物块与木板不能相对静止．‎ 根据牛顿第二定律可知，物块匀减速运动的加速度大小等于a2==μ1g=2m/s2．‎ ‎0.5s后物块对木板的滑动摩擦力方向与速度方向相同，则木板的加速度大小为a1′==4m/s2‎ 故整个过程中木板的位移大小为x1=+=1.625m 物块的位移大小为x2==0.5m 所以物块相对于木板的位移的大小为s=x1﹣x2=1.125m ‎【解析】（1）由v﹣t图象分析可知，0.5s时刻以前木板做匀减速运动，而物块做匀加速运动，t=0.5s时刻两者速度相等．根据v﹣t的斜率等于物体的加速度，由数学知识求出木板的加速度大小，由运动学公式和牛顿第二定律结合求解动摩擦因数；‎ ‎（2）根据牛顿第二定律判断速度相同后两个物体能否一起做匀减速运动，求出加速度，由运动学公式求出两个物体的总位移，两者之差即为相对位移．‎