2018年北京市高考物理试卷（含解析版）

2018年北京市高考物理试卷6．（6分）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一、选择题（本部分共8小题，每小题6分，共48分。在每小题列出的四个选项中，选出最符运动无关的是（ ）合题目要求的一项）A．磁场和电场的方向B．磁场和电场的强弱1．（6分）在核反应方程He+N→O+X中，X表示的是（ ）C．粒子的电性和电量D．粒子入射时的速度A．质子B．中子C．电子D．粒子7．（6分）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（ ）2．（6分）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3．（6分）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．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a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A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失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C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色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4．（6分）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8．（6分）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（ ）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．0.60mB．0.30mC．0.20mD．0.15mA．到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零5．（6分）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B．到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）C．落地点在抛出点东侧A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的D．落地点在抛出点西侧B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 二、非选择题。C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的9．（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。D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的第1页（共12页）主要实步骤如下：a．安装好实验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b．选出一条点迹清晰的纸带，接一个合适的点当作计时起点O（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、C、D、E、F……所示。c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E、……点时小车的速度，分别记作v1，v2，结合上述实验步骤，请你完成下列任务：v3，v4，v5……（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）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。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（含砝码）（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v﹣t图象。（3）观察v﹣t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是 。v﹣t图象斜率的物理意义是 。（4）描绘v﹣t图象前，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△t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△x大小与速度测量的误差 （选填“有关”或“无关”）。第2页（共12页）（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，11．（18分）如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器为此他设计了如图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R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。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。（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U﹣I图象的示意图，并说明U﹣I图象与两坐标轴交点的物理意义。（2）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10．（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。的输出功率；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b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。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=4.5（）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223m/s，到达B点时速度vB=30m/s。取重力加速度g=10m/s。电势降落之和。（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，并求其所受支持力的大小。第3页（共12页）12．（20分）（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。a．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；b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2．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S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比。（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P1，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。 第4页（共12页）布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，不是分子的运动；2018年北京市高考物理试卷分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小。参考答案与试题解析【解答】解：A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误； B、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子的不规则运动的反映，故一、选择题（本部分共8小题，每小题6分，共48分。在每小题列出的四个选项中，选出最符B错误；合题目要求的一项）C、分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故C正确；1．（6分）在核反应方程He+N→O+X中，X表示的是（ ）D、分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小，故D错误；A．质子B．中子C．电子D．粒子故选：C。【点评】本题考查了分子间的相互作用力、布朗运动和扩散多个知识点，但都属于基础知识，平【考点】JJ：裂变反应和聚变反应．菁优网版权所有时多理解、多积累。【专题】31：定性思想；43：推理法；54O：衰变和半衰期专题． 【分析】根据质量数和电荷数守恒求出x的电荷数和质量数，即可判断x是否表示电子、质子、3．（6分）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还是中子。（ ）【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，He+N→O+X，X表示的是质子，故A正A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失确，BCD错误。C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色故选：A。【点评】本题比较简单，考查了核反应方程中的质量数和电荷数守恒的应用。【考点】H9：光的干涉．菁优网版权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；54G：光的干涉专题．2．（6分）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）【分析】发生干涉的条件是两列光的频率相同。白光通过红色滤光片剩下红光，仍满足干涉条A．气体扩散的快慢与温度无关件，即能发生干涉现象。B．布朗运动是液体分子的无规则运动【解答】解：A、在双缝中，仍是频率相同的红光，因此能发生干涉现象，故A错误；C．分子间同时存在着引力和斥力B、由于只有红光干涉条纹，因此不会出现彩色条纹，也没有彩色条纹中的红色条纹消失现象，D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大故B错误；C、在中央条纹，满足光程差为零，则是明条纹，并不变成暗条纹，故C错误；【考点】83：分子的热运动；84：布朗运动；86：分子间的相互作用力．菁优网版权所有D、得到白光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上红色滤光片，在双缝中的，由于红光的频率【专题】31：定性思想；43：推理法；546：分子间相互作用力与分子间距离的关系．相同，则能发生干涉，但不是彩色条纹，而是明暗相间的红色条纹，故D正确。【分析】扩散现象表明分子是不停地做无规则运动的，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散故选：D。越快；【点评】解决本题的关键知道光发生干涉的条件：两列光的频率必须相同。第5页（共12页） D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的4．（6分）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（ ）【考点】4F：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有【专题】31：定性思想；43：推理法；528：万有引力定律的应用专题．【分析】万有引力提供月球做圆周运动的向心力，在地球表面的物体受到的万有引力等于重力，据此求出月球表面的重力加速度，从而即可求解。A．0.60mB．0.30mC．0.20mD．0.15m【解答】解：设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R，月球轨道半径r=60R，物体在月球轨道上运动时的加速度为a，【考点】F4：横波的图象；F5：波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有由牛顿第二定律：G=ma…①；【专题】12：应用题；32：定量思想；4C：方程法；51D：振动图像与波动图像专题．【分析】根据题中条件得到波长的一般表达式，然后根据n的取值求解波长的可能值。地球表面物体重力等于万有引力：G=mg…②；【解答】解：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刚好运动到下联立①②得：=，故B正确；ACD错误；方最大位移处，则有：故选：B。（n+）λ=0.15【点评】解决本题的关键掌握月地检验的原理，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这解得：（n=0、1、2、3…）两个理论，并能灵活运用。 当n=0时，λ=0.30m，6．（6分）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当n=1时，λ=0.10m，故B正确、ACD错误。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故选：B。运动无关的是（ ）【点评】本题主要是考查波长的计算，解答本题要能够根据题中条件得到波长的一般表达式，然A．磁场和电场的方向B．磁场和电场的强弱后进行分析。C．粒子的电性和电量D．粒子入射时的速度 5．（6分）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【考点】CM：带电粒子在混合场中的运动．菁优网版权所有距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）【专题】31：定性思想；43：推理法；537：带电粒子在