2018年全国统一高考物理试卷（新课标ⅲ）（含解析版）下载

第 1 页 共 28 页 2018 年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅲ） 一、选择题：本题共 8 个小题，每题 6 分，共 48 分。在每个小题给出的四个选 项中，第 1-4 题只有一项符合题目要求，第 5-8 题有多项符合题目要求。全部 选对的得 6 分，选对不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 1．（6 分）1934 年，约里奥﹣居里夫妇用 α 粒子轰击铝核 人工放射性核素 X：α+ Al→n+X．X 的原子序数和质量数分别为（　　） A．15 和 28 B．15 和 30 C．16 和 30 D．17 和 31 Al，产生了第一个 2．（6 分）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星 P，其轨道半径约为 地球半径的 16 倍；另一地球卫星 Q 的轨道半径约为地球半径的 4 倍。P 与 Q 的周期之比约为（　　） A．2：1 B．4：1 C．8：1 D．16：1 3．（6 分）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方；若该 电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正．该电阻上电压 的峰值均为 u0，周期均为 T，如图所示。则 Q 方：Q 正等于（　　） A．1： B． ：1 C．1：2 D．2：1 4．（6 分）在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以 v 和 的速度沿同一方向水 平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速 率的（　　） A．2 倍 B．4 倍 C．6 倍 D．8 倍 5．（6 分）甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙 做匀速直线运动。甲、乙两车的位置 x 随时间 t 的变化如图所示。下列说法正 确的是（　　） 第 1 页（共 28 页） 第 2 页 共 28 页 A．在 t1 时刻两车速度相等 B．从 0 到 t1 时间内，两车走过的路程相等 C．从 t1 到 t2 时间内，两车走过的路程相等 D．在 t1 到 t2 时间内的某时刻，两车速度相等 6．（6 分）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面。某竖 井中矿车提升的速度大小 v 随时间 t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别 描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的 高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第② 次提升过程，（　　） A．矿车上升所用的时间之比为 4：5 B．电机的最大牵引力之比为 2：1 C．电机输出的最大功率之比为 2：1 D．电机所做的功之比为 4：5 7．（6 分）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电 i，i 的变化如图（b）所示，规定 从 Q 到 P 为电流正方向。导线框 R 中的感应电动势（　　） 第 2 页（共 28 页） 第 3 页 共 28 页 A．在 t= 时为零 B．在 t= 时改变方向 C．在 t= 时最大，且沿顺时针方向 D．在 t=T 时最大，且沿顺时针方向 8．（6 分）如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两 微粒 a、b 所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、 下极板附近，与极板距离相等。现同时释放 a、b，它们由静止开始运动。在 随后的某时刻 t，a、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b 间 的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（　　） A．a 的质量比 b 的大 B．在 t 时刻，a 的动能比 b 的大 C．在 t 时刻，a 和 b 的电势能相等 D．在 t 时刻，a 和 b 的动量大小相等 　二、非选择题。第 9-12 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 13-16 题为 选考题，考生根据要求作答。（一）必考题. 9．（6 分）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下： （1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L 的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放 在尺的下端（位置恰好处于 L 刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落 的尺。 （2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用 手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L1，重力加速度大小为 g，则乙的反 第 3 页（共 28 页） 第 4 页 共 28 页 应时间为　 　（用 L、L1 和 g 表示）。 （3）已知当地的重力加速度大小为 g=9.80m/s2，L=30.0cm，L1=10.4cm。乙的反 应时间为　s．（结果保留 2 位有效数字） （4）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：　 10．（9 分）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx 的阻值，图中 　。 R0 为标准定值电阻（R0=20.0Ω）； 可视为理想电压表；S1 为单刀开关，S2 为单刀双掷开关；E 为电源；R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： （1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线； （2）将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1； （3）将开关 S2 掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表 的示数 U1；然后将 S2 掷于 2 端，记下此时电压表 的示数 U2； （4）待测电阻阻值的表达式 Rx=　 　（用 R0、U1、U2 表示）； （5）重复步骤（3），得到如下数据： 12345U1/V U2/V 0.25 0.86 3.44 0.30 1.03 3.43 0.36 1.22 3.39 0.40 1.36 3.40 0.44 1.49 3.39 第 4 页（共 28 页） 第 5 页 共 28 页 （6）利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得Rx=　 　Ω．（保留 1 位小数 ）11．（12 分）如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压 U 加 速后在纸面内水平向右运动，自 M 点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方 向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为 v1 ，并在磁场边界的 N 点射出；乙种离子在 MN 的中点射出；MN 长为 l。不计 重力影响和离子间的相互作用。求 （1）磁场的磁感应强度大小； （2）甲、乙两种离子的比荷之比。 12．（20 分）如图，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨 道 PA 在 A 点相切，BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角 为 α，sinα= ．一质量为 m 的小球沿水平轨道向右运动，经 A 点沿圆弧轨道 通过 C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小 球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在 C 点所受合力的方向指向圆心， 且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为 g。求 （1）水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小； （2）小球达 A 点时动量的大小； （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间。 第 5 页（共 28 页） 第 6 页 共 28 页 　（二）选考题：共 15 分，请考生从 2 道物理题中任选一题作答，如果多做，则 按所做的第一题计分。[物理——选修 3-3]（15 分） 13．（5 分）如图，一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，其过程如 p﹣V 图中从 a 到 b 的直线所示。在此过程中（　　） A．气体温度一直降低 B．气体内能一直增加 C．气体一直对外做功 D．气体一直从外界吸热 E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功 14．（10 分）在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱 的两端各封闭有一段空气。当 U 形管两端竖直朝上时，左，右两边空气柱的 长度分别为 l1=18.0cm 和 l2=12.0cm，左边气体的压强为 12.0cmHg．现将 U 形 管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求 U 形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。 第 6 页（共 28 页） 第 7 页 共 28 页 　【物理–选修 3-4】（15 分） 15．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=0 和 t=0.20s 时的波形分别如图中实 线和虚线所示。已知该波的周期 T＞0.20s。下列说法正确的是（　　） A．波速为 0.40m/s B．波长为 0.08m C．x=0.08m 的质点在 t=0.70s 时位于波谷 D．x=0.08m 的质点在 t=0.12s 时位于波谷 E．若此波传入另一介质中其波速变为 0.80m/s，则它在该介质中的波长为 0.32m 16．如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”（图中 O 点）， 然后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC 边 上。D 位于 AB 边上，过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F．该同学在 D 点正上方 向下顺着直线 DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过 O 点做 AB 边的 垂线交直线 DF 于 E；DE=2cm，EF=1cm。求三棱镜的折射率。（不考虑光线 在三棱镜中的反射） 　第 7 页（共 28 页） 第 8 页 共 28 页 2018 年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅲ） 参考答案与试题解析 　一、选择题：本题共 8 个小题，每题 6 分，共 48 分。在每个小题给出的四个选 项中，第 1-4 题只有一项符合题目要求，第 5-8 题有多项符合题目要求。全部 选对的得 6 分，选对不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 1．（6 分）1934 年，约里奥﹣居里夫妇用 α 粒子轰击铝核 人工放射性核素 X：α+ Al→n+X．X 的原子序数和质量数分别为（　　） B．15 和 30 C．16 和 30 D．17 和 31 Al，产生了第一个 A．15 和 28 【考点】JF：原子核的人工转变．菁优网版权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；54M：原子的核式结构及其组成． 【分析】明确 α 粒子的质量数和电荷数，同时知道核反应中生成中子，再根据核 反应方程中质量数和电荷数守恒即可求出 X 的质量数和电荷数。 【解答】解：设 X 的质量数为 m，电荷数为 n，根据核反应中质量数守恒和电荷 数守恒可知： 4+27=1+m； 2+13=0+n 解得：m=30；n=15； 故其原子序数为 15，质量数为 30；故 B 正确，ACD 错误。 故选：B。 【点评】本题考查对核反应方程的掌握，明确质量数守恒和电荷数守恒的应用， 同时知道 α 粒子为 ，而中子为 n。 　2．（6 分）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星 P，其轨道半径约为 地球半径的 16 倍；另一地球卫星 Q 的轨道半径约为地球半径的 4 倍。P 与 Q 的周期之比约为（　　） 第 8 页（共 28 页） 第 9 页 共 28 页 A．2：1 B．4：1 C．8：1 D．16：1 【考点】4H：人造卫星．菁优网版权所有 【专题】32：定量思想；4D：比例法；52A：人造卫星问题． 【分析】由题得到卫星 P 与 Q 的轨道半径之比，由开普勒第三定律求周期之比。 【解答】解：根据题意可得 P 与 Q 的轨道半径之比为： rP：rQ=4：1 根据开普勒第三定律有： =k 得： =可得周期之比为： TP：TQ=8：1 故 C 正确，ABD 错误。 故选：C。 【点评】本题中已知两个卫星的轨道半径之间的关系，可以由开普勒第三定律快 速解答，也可以由万有引力定律提供向心力求出周期与半径之间的关系后再 进行判断。 　3．（6 分）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 方；若该 电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 Q 正．该电阻上电压 的峰值均为 u0，周期均为 T，如图所示。则 Q 方：Q 正等于（　　） A．1： B． ：1 C．1：2 D．2：1 第 9 页（共 28 页） 第 10 页 共 28 页 【考点】BH：焦耳定律；E4：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；E5： 交流的峰值、有效值以及它们的关系．菁优网版权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；53A：交流电专题． 【分析】明确有效值的定义，知道正弦式交流电其最大值为有效值的 倍，再 根据焦耳定律列式即可确定一周期内产生的热量比值。 【解答】解：由图可知，方形交流电源的有效值为 U0，故其一周期产生的热量 为： Q 方= T； 正弦式交流电的有效值为： U= 故其一周期产生的热量为： Q 正= T= ；故有：Q 方：Q 正=2：1； 故 D 正确，ABC 错误。 故选：D。 【点评】本题考查对有效值以及焦耳定律的应用，要注意明确有效值是根据电流 的热效应求解的，而只有正弦式交流电才满足最大值为有效值的 倍。 　4．（6 分）在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以 v 和 的速度沿同一方向水 平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速 率的（　　） A．2 倍 B．4 倍 C．6 倍 D．8 倍 【考点】43：平抛运动．菁优网版权所有 【专题】12：应用题；32：定量思想；43：推理法；518：平抛运动专题． 第 10 页（共 28 页） 第 11 页 共 28 页 【分析】根据平抛运动的推论 tanθ=2tanα 得到甲、乙两个小球落在斜面上时速 度偏向角相等，根据运动的合成与分解求出末速度即可。 【解答】解：设斜面倾角为 α，小球落在斜面上速度方向偏向角为 θ，甲球以速 度 v 抛出，落在斜面上，如图所示； 根据平抛运动的推论可得 tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向 角相等； 故对甲有：v 甲末 =对乙有：v 乙末 =，所以 ，故 A 正确、BCD 错误； 故选：A。 【点评】本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向 的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键知道平抛运动 的两个推论。 　5．（6 分）甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙 做匀速直线运动。甲、乙两车的位置 x 随时间 t 的变化如图所示。下列说法正 确的是（　　） 第 11 页（共 28 页） 第 12 页 共 28 页 A．在 t1 时刻两车速度相等 B．从 0 到 t1 时间内，两车走过的路程相等 C．从 t1 到 t2 时间内，两车走过的路程相等 D．在 t1 到 t2 时间内的某时刻，两车速度相等 【考点】1E：匀变速直线运动的位移与时间的关系；1I：匀变速直线运动的图像 ．菁优网版权所有 【专题】12：应用题；31：定性思想；4B：图析法；512：运动学中的图像专题． 【分析】x﹣t 图象的斜率表示速度，根据斜率的变化分析速度的变化；交点表示 相遇，由此分析路程大小。 【解答】解：A、x﹣t 图象的斜率表示速度，在 t1 时刻乙图象的斜率大于甲图象 的斜率，所以乙车的速度大于甲车速度，故 A 错误； B、从 0 到 t1 时间内，两车走过的路程是乙车大于甲车，故 B 错误； C、从 t1 到 t2 时间内，两车走过的路程均为 x2﹣x1，路程相等，故 C 正确； D、根据图象可知，在 t1 时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率，在 t2 时刻乙图象 的斜率小于甲图象的斜率，在 t1 到 t2 时间内的某时刻二者的斜率相同，此时 两车速度相等，故 D 正确。 故选：CD。 【点评】对于图象问题，我们学会“五看”，即：看坐标、看斜率、看面积、看交 点、看截距；了解图象的物理意义是正确解题的前提。 　6．（6 分）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面。某竖 井中矿车提升的速度大小 v 随时间 t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别 描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的 高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第② 次提升过程，（　　） 第 12 页（共 28 页） 第 13 页 共 28 页 A．矿车上升所用的时间之比为 4：5 B．电机的最大牵引力之比为 2：1 C．电机输出的最大功率之比为 2：1 D．电机所做的功之比为 4：5 【考点】1I：匀变速直线运动的图像；63：功率、平均功率和瞬时功率．菁优网版权所有 【专题】34：比较思想；4B：图析法；512：运动学中的图像专题． 【分析】两次提升的高度相同，根据 v﹣t 图象的面积表示位移列式，求解矿车 上升所用的时间之比。根据图象的斜率表示加速度，由牛顿第二定律分析电 机的最大牵引力之比。由 P=Fv 求电机输出的最大功率之比。由 W=Pt 求电机 所做的功之比。 【解答】解：A、设第②次提升过程矿车上升所用的时间为 t。根据 v﹣t 图象的 面积表示位移，得： =+解得 t=2.5t0。 所以第①次和第②次提升过程矿车上升所用的时间之比为 2t0：t=4：5，故 A 正 确。 B、根据图象的斜率表示加速度，知两次矿车匀加速运动的加速度相同，由牛顿 第二定律得 F﹣mg=ma，可得 F=mg+ma，所以电机的最大牵引力相等，故 B 错误。 C、设电机的最大牵引力为 F．第①次电机输出的最大功率为 P1=Fv0，第②次电 机输出的最大功率为 P2=F v0，因此电机输出的最大功率之比为 2：1，故 C 正确。 第 13 页（共 28 页） 第 14 页 共 28 页 D、电机所做的功与重力做功之和为零，因此电机做功之比为 W1：W2=1：1， 故 D 错误。 故选：AC。 【点评】解决本题的关键要理清矿车的运动情况，知道 v﹣t 图象的面积表示位 移，抓住两次总位移相等来求第 2 次运动时间。 　7．（6 分）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电 i，i 的变化如图（b）所示，规定 从 Q 到 P 为电流正方向。导线框 R 中的感应电动势（　　） A．在 t= 时为零 B．在 t= 时改变方向 C．在 t= 时最大，且沿顺时针方向 D．在 t=T 时最大，且沿顺时针方向 【考点】D8：法拉第电磁感应定律．菁优网版权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；538：电磁感应——功能问题． 【分析】根据右手螺旋定则得出直导线周围的磁场方向，结合交流电电流大小的 变化，根据楞次定律判断电势的高低。 【解答】解：A、向上的电流在线框处的磁场的方向向里，由图可知，当时间为 时刻，电流的变化率为 0，电流产生的磁场的变化率为 0，则线框产生的感应 电动势与感应电流为 0，且在感应电流为 0 的时刻，感应电流的方向会发生变 化；故 A 正确，B 错误； C、结合正弦曲线变化的特点可知，当 PQ 中的电流为 0 时，电流的变化率最大， 第 14 页（共 28 页） 第 15 页 共 28 页 所以电流产生的磁场的变化率最大，所以在时刻 t= 时或 t=T 时刻线框内磁通 量的变化率最大，则产生的电动势最大；在 t= 时刻，向里的磁场减小，R 内 产生的感应电流的磁场的方向向里，根据安培定则可知，电流的方向为顺时 针方向，同理可知，在 t=T 时刻感应电流的方向为逆时针方向，故 C 正确，D 错误。 故选：AC。 【点评】本题考查了楞次定律的应用，关键是弄清楚原来磁通量的变化，在用右 手螺旋定则判断感应电流的磁场方向 　8．（6 分）如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两 微粒 a、b 所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、 下极板附近，与极板距离相等。现同时释放 a、b，它们由静止开始运动。在 随后的某时刻 t，a、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b 间 的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（　　） A．a 的质量比 b 的大 B．在 t 时刻，a 的动能比 b 的大 C．在 t 时刻，a 和 b 的电势能相等 D．在 t 时刻，a 和 b 的动量大小相等 【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动．菁优网版权所有 【专题】34：比较思想；4T：寻找守恒量法；531：带电粒子在电场中的运动专 题． 【分析】两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移公式、牛顿第二 定律结合位移关系，比较质量的大小。由动能定理列式分析动能的大小。由 电场力做功关系分析电势能的关系。由动量定理分析动量关系。 第 15 页（共 28 页） 第 16 页 共 28 页 【解答】解：A、两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动，则有 y= =．由题意知，相同时间内 a 的位移大于 b 的位移，q、E 又相等，可 知 ma＜mb．故 A 错误。 B、根据动能定理得 Ek﹣0=qEy，即 t 时刻粒子的动能为 Ek=qEy，a 的位移大， 电场力做功多，所以在 t 时刻，a 的动能比 b 的大，故 B 正确。 C、在 t 时刻，a、b 经过电场中同一水平面，电势相等，它们的电荷量也相等， 符号相反，由 Eφ=qφ 知，a 和 b 的电势能不相等，故 C 错误。 D、由动量定理得 qEt=p﹣0，得 t 时刻粒子的动量为 p=qEt，q、E、t 都相等， 则在 t 时刻，a 和 b 的动量大小相等，故 D 正确。 故选：BD。 【点评】本题是牛顿第二定律、运动学公式和动能定理、动量定理的综合运用， 根据动能定理研究动能关系，由动量定理分析动量关系，都是常用的思路， 要熟练掌握。 　二、非选择题。第 9-12 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 13-16 题为 选考题，考生根据要求作答。（一）必考题. 9．（6 分）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下： （1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L 的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放 在尺的下端（位置恰好处于 L 刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落 的尺。 （2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用 手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L1，重力加速度大小为 g，则乙的反 应时间为　 　（用 L、L1 和 g 表示）。 （3）已知当地的重力加速度大小为 g=9.80m/s2，L=30.0cm，L1=10.4cm。乙的反 应时间为　0.20　s．（结果保留 2 位有效数字） （4）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：　多次测量平均值；初始时乙 的手指尽可能接近尺子　。 第 16 页（共 28 页） 第 17 页 共 28 页 【考点】1J：自由落体运动．菁优网版权所有 【专题】13：实验题；31：定性思想；43：推理法；514：自由落体运动专题． 【分析】根据自由落体运动的位移公式，即可推导反应时间表达式；代入数据， 从而即可求解反应时间； 若要提高准确度，可多次测量位移，取平均值，或减小手指与尺子的间距。 【解答】解：（2）尺子做自由落体运动，根据位移公式：h= 而从尺子下落到乙手指夹住尺子，尺子下落的位移为：h=L﹣L1； ，因此乙的反应时间为 t= ；（3）当地的重力加速度大小为 g=9.80m/s2，L=30.0cm=0.3m，L1=10.4cm=0.104m ，代入 t= 解得：t=0.20s； （4）从反应时间的表达式 t= ；可知，若要提高测量结果准确程度， 除多次测量位移，取平均值，还可以减小手指与尺子的间距，从而提高反应 时间的准确度， 故答案为：（2） ；（3）0.20；（4）多次测量平均值；或者，初始时 乙的手指尽可能接近尺子。 【点评】考查自由落体运动的规律，掌握位移与时间关系式，理解实验原理，为 提高准确度作下基础，同时注意有效数字。 　10．（9 分）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx 的阻值，图中 R0 为标准定值电阻（R0=20.0Ω）； 可视为理想电压表；S1 为单刀开关，S2 为单刀双掷开关；E 为电源；R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： 第 17 页（共 28 页） 第 18 页 共 28 页 （1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线； （2）将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1； （3）将开关 S2 掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表 的示数 U1；然后将 S2 掷于 2 端，记下此时电压表 的示数 U2； （4）待测电阻阻值的表达式 Rx=　 R0　（用 R0、U1、U2 表示）； （5）重复步骤（3），得到如下数据： 12345U1/V U2/V 0.25 0.86 3.44 0.30 1.03 3.43 0.36 1.22 3.39 0.40 1.36 3.40 0.44 1.49 3.39 （6）利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得Rx=　48.2　Ω．（保留 1 位小数 ）【考点】N6：伏安法测电阻．菁优网版权所有 【专题】13：实验题；23：实验探究题；31：定性思想；46：实验分析法；535： 恒定电流专题． 第 18 页（共 28 页） 第 19 页 共 28 页 【分析】明确电路结构和实验原理，根据串联电路的规律可得出待测电阻的表达 式，再根据数学规律即可求出待测电阻的阻值。 【解答】解：（1）根据电路图可得出对应的图象如图所示； （4）根据实验过程以及电路图可知，Rx 与 R0 串联，当开关接 1 时，电压表测量 R0 两端的电压，故电流为：I= 而开关接 2 时，测量两电阻总的电压，则可知，Rx 两端的电压为：U=U2﹣U1； 由欧姆定律可知，待测电阻阻值的表达式为：Rx= = =R0； （6） 的平均值为 =3.41； 则结合（4）中公式可知，Rx= R0= =2.41R0=2.41×20.0Ω=48.2Ω ；故答案为：（1）如图所示；（4） R0；（6）48.2。 【点评】本题考查伏安法测电阻的实验，要注意明确电压表为理解电表，其内阻 无穷大，所以不会影响电路结构，直接根据串联电路规律即可确定对应的电 流和电压。 　第 19 页（共 28 页） 第 20 页 共 28 页 11．（12 分）如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压 U 加 速后在纸面内水平向右运动，自 M 点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方 向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为 v1 ，并在磁场边界的 N 点射出；乙种离子在 MN 的中点射出；MN 长为 l。不计 重力影响和离子间的相互作用。求 （1）磁场的磁感应强度大小； （2）甲、乙两种离子的比荷之比。 【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动；CI：带电粒子在匀强磁场中的运动 ．菁优网版权所有 【专题】11：计算题；31：定性思想；43：推理法；536：带电粒子在磁场中的 运动专题． 【分析】（1）离子在电场中加速，应用动能定理求出粒子的比荷，甲离子在磁 场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求出磁感应强度。 （2）离子在电场中加速，在磁场中做圆周运动，应用动能定理与牛顿第二定律 求出离子的比荷，然后求出两离子比荷之比。 2【解答】解：（1）甲粒子在电场中加速，由动能定理得：q1U= m1v1 ， 由题意可知，甲离子在磁场中做圆周运动的轨道半径：r1= l， 甲离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：q1v1B=m1 ，解得：B= ；（2）离子在电场中加速，由动能定理得： 第 20 页（共 28 页） 第 21 页 共 28 页 2对甲：q1U= m1v1 ， 2对乙：q2U= m2v2 ， 由题意可知，甲离子在磁场中做圆周运动的轨道半径：r1= l， 乙离子在磁场中做圆周运动的轨道半径：r2= l， 离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： 对甲：q1v1B=m1 对乙：q2v2B=m2 ，，离子的比荷：k= ， 解得，甲乙离子的比荷之比： = ； 答：（1）磁场的磁感应强度大小为 ；（2）甲、乙两种离子的比荷之比为 1：4。 【点评】本题考查了离子在电场与磁场中的运动，离子在电场中加速、在磁场中 做匀速圆周运动，分析清楚离子运动过程、求出离子在磁场中做圆周运的轨 道半径是解题的关键，应用动能定理与牛顿第二定律即可解题。 　12．（20 分）如图，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨 道 PA 在 A 点相切，BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角 为 α，sinα= ．一质量为 m 的小球沿水平轨道向右运动，经 A 点沿圆弧轨道 通过 C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小 球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在 C 点所受合力的方向指向圆心， 且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为 g。求 （1）水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小； （2）小球达 A 点时动量的大小； （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间。 第 21 页（共 28 页） 第 22 页 共 28 页 【考点】2G：力的合成与分解的运用；45：运动的合成和分解；4A：向心力；65 ：动能定理．菁优网版权所有 【专题】11：计算题；31：定性思想；43：推理法；517：运动的合成和分解专 题；52D：动能定理的应用专题；52K：动量与动能定理或能的转化与守恒定 律综合． 【分析】（1）根据力的合成法则，结合牛顿第二定律，及勾股定理，即可求解； （2）作 CD⊥PA，依据几何关系，并由动能定理，即可求解动量大小； （3）根据运动的合成与分解，结合运动学公式，即可求解。 【解答】解：（1）设水平恒力的大小为 F0，小球到达 C 点时所受合力的大小为 F ，由力的合成法则，则有： 2F2=（mg）2+F0 ； 设小球到达 C 点时的速度大小为 v，由牛顿第二定律得：F=m 联立上式，结合题目所给数据，解得： F0= v= （2）设小球到达 A 点的速度大小 v1，作 CD⊥PA，交 PA 于 D 点， 由几何关系得：DA=Rsinα CD=R（1+cosα） 由动能定理有，﹣mg•CD﹣F0•DA= 联立上式，结合题目所给数据，那么小球在 A 点的动量大小为：P=mv1= 第 22 页（共 28 页） 第 23 页 共 28 页 （3）小球离开 C 点后，在竖直方向上做初速度不为零的匀加速直线运动，加速 度大小为 g， 设小球在竖直方向的初速度为 v⊥，从 C 点落到水平轨道上所用时间为 t， 由运动学公式，则有： v⊥t+ =CD v⊥=vsinα 联立上式，结合题目数据，解得：t= 答：（1）水平恒力的大小 和小球到达 C 点时速度的大小 ；（2）小球达 A 点时动量的大小 ；（3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间 。【点评】考查力的合成法则，掌握牛顿第二定律的内容，及动能定理的应用，理 解几何知识的运用，同时注意运动的合成与分解的内容。 　（二）选考题：共 15 分，请考生从 2 道物理题中任选一题作答，如果多做，则 按所做的第一题计分。[物理——选修 3-3]（15 分） 13．（5 分）如图，一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，其过程如 p﹣V 图中从 a 到 b 的直线所示。在此过程中（　　） A．气体温度一直降低 B．气体内能一直增加 第 23 页（共 28 页） 第 24 页 共 28 页 C．气体一直对外做功 D．气体一直从外界吸热 E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功 【考点】8F：热力学第一定律；99：理想气体的状态方程．菁优网版权所有 【专题】34：比较思想；4B：图析法；54B：理想气体状态方程专题． 【分析】根据气体状态方程 =C 去判断温度，从而知道内能的变化。根据气体 体积的变化分析做功情况。结合热力学第一定律分析。 【解答】解：A、由图知气体的 pV 一直增大，由 =C 知气体的温度一直升高， 故 A 错误。 B、一定量的理想气体内能只跟温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加， 故 B 正确。 C、气体的体积增大，则气体一直对外做功，故 C 正确。 D、气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律△U=W+Q 可知气体一直从外界吸热，故 D 正确。 E、气体吸收的热量用于对外功和增加内能，故 E 错误。 故选：BCD。 【点评】该题结合图象考查气态方程，能够运用控制变量法研究多个物理量变化 时的关系。要注意热力学第一定律△U=W+Q 中，W、Q 取正负号的含义。 　14．（10 分）在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱 的两端各封闭有一段空气。当 U 形管两端竖直朝上时，左，右两边空气柱的 长度分别为 l1=18.0cm 和 l2=12.0cm，左边气体的压强为 12.0cmHg．现将 U 形 管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求 U 形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。 第 24 页（共 28 页） 第 25 页 共 28 页 【考点】99：理想气体的状态方程．菁优网版权所有 【专题】11：计算题；34：比较思想；4E：模型法． 【分析】左右两部分气体作等温变化，分析初态和末态气体的压强、体积，分别 由玻意耳定律列式，即可求得 U 形管平放时两边空气柱的长度。 【解答】解：设 U 形管平放时左右两边空气柱的长度分别为 a 和 b，它们的压强 为 p。 当 U 形管两端竖直朝上时，左边气体的压强为 p1=12.0cmHg，右边气体的压强为 p2=12.0cmHg﹣6cmHg=6cmHg。 左右两部分气体作等温变化，分别由玻意耳定律得 对左部分气体有 p1l1S=paS 对右部分气体有 p2l2S=pbS 由几何关系有 a+b=l1+l2=30cm 联立以上各式得 a=22.5cm，b=7.5cm 答：U 形管平放时左右两边空气柱的长度分别为 22.5cm 和 7.5cm。 【点评】解决本题的关键是要知道 U 形管平放时左右两边气体压强相等，两边 气体的总长度不变，结合玻意耳定律和几何关系进行求解。 　【物理–选修 3-4】（15 分） 15．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=0 和 t=0.20s 时的波形分别如图中实 线和虚线所示。已知该波的周期 T＞0.20s。下列说法正确的是（　　） 第 25 页（共 28 页） 第 26 页 共 28 页 A．波速为 0.40m/s B．波长为 0.08m C．x=0.08m 的质点在 t=0.70s 时位于波谷 D．x=0.08m 的质点在 t=0.12s 时位于波谷 E．若此波传入另一介质中其波速变为 0.80m/s，则它在该介质中的波长为 0.32m 【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 【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】波沿 x 轴正方传播，根据波形图得到周期表达式，根据条件求解周期， 根据 求解波速； 分析 x=0.08m 的质点在 t=0.70s 和 t=0.12s 时与周期的关系，由此确定其位置； 波传入另一介质中，频率不变，根据 λ=vT 求解波长。 【解答】解：AB、波沿 x 轴正方传播，根据波形图可知，（n+ ）T=0.2s，该波 的周期 T＞0.20s，n 只能等于 0，故 T=0.4s； 波长 λ=16cm=0.16m，故波速 v= m/s=0.4m/s，故 A 正确、B 错误； C、x=0.08m 的质点在 t=0 时位于平衡位置向上振动，经过 t=0.70s 时， = ，所以 0.7s 时 x=0.08m 处的质点位于波谷，故 C 正确； D、x=0.08m 的质点在 t=0 时位于平衡位置向上振动，经过 t=0.12s 时， = ，即 t= ，即 T＜t＜ T，所以 0.12s 时 x=0.08m 处的质点位于平衡位 置上边正在向下振动，故 D 错误； =E、若此波传入另一介质中，频率不变，则周期不变，其波速变为 0.80m/s，则它 第 26 页（共 28 页） 第 27 页 共 28 页 在该介质中的波长为 λ=vT=0.8×0.4m=0.32m，故 E 正确。 故选：ACE。 【点评】本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要能够根据图象直接读出 波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系。 　16．如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”（图中 O 点）， 然后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC 边 上。D 位于 AB 边上，过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F．该同学在 D 点正上方 向下顺着直线 DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过 O 点做 AB 边的 垂线交直线 DF 于 E；DE=2cm，EF=1cm。求三棱镜的折射率。（不考虑光线 在三棱镜中的反射） 【考点】H3：光的折射定律．菁优网版权所有 【专题】11：计算题；32：定量思想；4F：几何法． 【分析】等边三角形的垂心、重心、中心是重合的；画出光路图，结合几何关系 得到入射角和折射角，求解出折射率即可。 【解答】解：连接 DO，点 E 是三角形 AOD 的垂心，DE=2cm，EF=1cm，说明三 角形 OAD 是等边三角形，点 E 也是重心、中心，故画出光路图，如图所示： 故入射角为 60°，折射角为 30°，故折射率为： 第 27 页（共 28 页） 第 28 页 共 28 页 n= =；答：三检镜的折射率为 。【点评】本题考查折射率的定义，关键是画出光路图，找出入射角和折射角，要 知道等边三角形的垂心、重心、中心是重合的。 　第 28 页（共 28 页）