普通高等学校招生全国统一考试物理全国2卷.docx
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普通高等学校招生全国统一考试物理全国2卷
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2018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试
物理试题（全国2卷）
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.
如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。
木箱获得的动能一定
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功
15.高空坠物极易对行人造成伤害,若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为
A.10NB.102NC.103ND.104N
16.2018年2月,我国500m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2。
以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为
A.5×109kg/m3B.5×1012kg/m3
C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3
17.用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J,已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为
A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz
18.如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长为
l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。
线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是
19.
甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。
已知两车在t2时刻并排行驶。
下列说法正确的是
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.在t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
20.
如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。
整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。
已知a、b两点的磁感应强度大小分别为
B0和
B0,方向也垂直于纸面向外。
则
A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B0
B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为
B0
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B0
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为
B0
21.
如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。
一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。
下列说法正确的是
A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为
C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为
D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
三、非选择题:
共62分。
第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~34题为选考题,考生根据要求作答。
（一）必考题:
共47分。
22.（6分）
某同学组装一个多用电表。
可选用的器材有:
微安表头（量程100μA,内阻900Ω）;电阻箱R1（阻值范围0~999.9Ω）;电阻箱R2（阻值范围0~99999.9Ω）;导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表,组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。
回答下列问题:
（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中
为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
（2）电阻箱的阻值应取R1= Ω,R2= Ω。
（保留到个位）
23.（9分）
某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码。
缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。
某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图（b）中弹簧秤的示数读出。
图（a）
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑动摩擦力f/N
2.15
2.36
2.55
f4
2.93
回答下列问题:
（1）f4= N;
（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线;
（3）f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=
f-m图线（直线）的斜率的表达式为k= ;
（4）取g=9.80m/s2,由绘出的f-m图线求得μ= 。
（保留2位有效数字）
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4.5m,A车向前滑动了2.0m,已知A和B的质量分别为2.0×103kg和1.5×103kg,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,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g=10m/s2。
求
（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。
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xOy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xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l',电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,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点入射时速度的大小;
（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。
（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。
33.（15分）
[物理——选修3-3]
（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,每选错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.气体的内能包括气体分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.气体的体积变化时,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
（2）（10分）如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口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,不计它们之间的摩擦,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汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处,求此时汽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。
34.（15分）
[物理——选修3-4]
（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下桥的一端发出声音,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,若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的 倍。
（2）（10分）如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°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?
物理（全国2卷）
14.A 设拉力、克服摩擦力做功分别为WT、Wf,木箱获得的动能为Ek,根据动能定理可知,WT-Wf=Ek,则Ek15.C 不考虑空气阻力的影响,设鸡蛋落地速度为v,有mgh=
每层楼高约3m,则h=24×3m=72m,设竖直向上为正方向,对鸡蛋冲击地面过程,根据动量定理,有Ft-mgt=0-（-mv）,由于冲击时间很短,所以忽略鸡蛋重力的冲量,解得F≈1×103N,即鸡蛋对地面的冲击力约为103N,选项C正确。
16.C 设星体“赤道”表面上有一质量为m的物体,当其刚好不脱离星体时,星体的体积最大,密度最小,其所受万有引力提供物体随星体做匀速圆周运动的向心力,有G
=m
2r,星体密度ρ=
解得ρ=
≈5×1015kg/m3,选项C正确。
17.B 对逸出电子,根据光电方程有,hν=Ek+W,ν=
W=hν0,其中,Ek=1.28×10-19J,λ=300nm=3×10-7m,得ν0≈8×1014Hz,选项B正确。
18.D 在0~0.5l过程,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向（顺时针）、等大不变的电动势,产生同方向、不变的电流;在0.5l~l过程,前、后两边均切割磁感线,产生反向、等大不变的电动势,线框中总电动势为零,电流为零;在l~1.5l过程,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向（逆时针）、等大不变的电动势,产生同方向、不变的电流,选项D正确。
19.BD 假设两车在t1时刻也并排（相遇）行驶,由题图可知,在t1~t2内,甲的速度总是大于乙的速度,则t2时刻甲在乙的前面,与题设矛盾,选项A错误;在t1时刻甲车在后,乙车在前,则在t2时刻两车才有可能并排行驶,选项B正确;v-t图象的斜率表示加速度,由题图可知,甲、乙车的加速度都是先减小后增大,选项D正确。
20.AC 设L1在a、b点产生的磁感应强度分别为B1a、B1b,L2在a、b点产生的磁感应强度分别为B2a、B2b,根据安培定则可知,B1a=B1b,方向均垂直纸面向里;B2a=B2b,B2a方向垂直纸面向里,B2b方向垂直纸面向外;根据题意,对a点有,B1a+B2a-B0=-
。
对b点有,B1b-B2b-B0=-
联立以上方程解得B1a=B1b=
B2a=B2b=
选项A、C正确。
21.BD 设a、b、c、d四点的电势分别为φa、φb、φc、φd,粒子从a点移到b点,其电势能减小,则电场力做正功,电场力与a、b连线平行或成锐角,电场方向不一定与a、b连线平行,同理,电场方向不一定与c、d连线平行,W2=EqL不一定成立,则E=
不一定成立,选项A、C错误;根据电场力公式,有W1=（φa-φb）q,W2=（φc-φd）q,匀强电场中沿直线电势随距离均匀变化,所以φM=
φN=
有WMN=（φM-φN）q=
选项B正确;若W1=W2,则（φa-φb）=（φc-φd）,得Uac=Ubd,由于M、N为中点,且为匀强电场,所以UaM=UbN,选项D正确。
22.答案
（1）见解析图
（2）100 2910
解析
（1）微安表改装为1mA的电流表,需要并联小于其内阻的电阻,起分流作用,应选R1;改后的电流表再改装为大量程的电压表时需要串联较大的电阻,起分压作用,应选R2。
电路如图所示。
（2）微安表与R1并联,有Igrg=（I-Ig）R1,其中I=1mA,Ig=100μA,rg=900Ω,代入得R1=100Ω。
改装后的电流表量程为I=1mA,内阻为Rg=
=90Ω;
改装后的电流表与R2串联,有IR2=U-IRg,其中U=3V,得R2=2910Ω。
23.答案
（1）2.75
（2）见解析图 （3）μ（M+m）g
μg （4）0.40
解析
（1）弹簧秤的最小刻度为0.1N,读数时应估读到0.01N,题中示数为2.75N。
（2）
（3）实验中木块处于平衡状态,有f=μ（M+m）g=μMg+μmg,即f-m图象的斜率k=μg。
24.答案
（1）3.0m/s
（2）4.3m/s
解析
（1）设B车的质量为mB,碰后加速度大小为aB。
根据牛顿第二定律有
μmBg=mBaB①
式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数。
设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB',碰撞后滑行的距离为sB。
由运动学公式有
vB'2=2aBsB②
联立①②式并利用题给数据得
vB'=3.0m/s③
（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μmAg=mAaA④
设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA',碰撞后滑行的距离为sA。
由运动学公式有
vA'2=2aAsA⑤
设碰撞前的瞬间A车速度的大小为vA,两车在碰撞过程中动量守恒,有mAvA=mAvA'+mBvB'⑥
联立③④⑤⑥式并利用题给数据得
vA≈4.3m/s⑦
思路分析碰后两车均做匀减速直线运动,直到速度为零。
根据牛顿第二定律可以求出两车滑行的加速度,结合两车滑动的距离,利用运动学规律可求出两车碰后的速度,利用动量守恒可以求出碰前A的速度。
25.答案
（1）见解析图
（2）
（3）
解析
（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）
图（a）
（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θ（见图（b））,速度沿电场方向的分量为v1,根据牛顿第二定律有
图（b）
qE=ma①
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=at②
l'=v0t③
v1=vcosθ④
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
qvB=
⑤
由几何关系得l=2Rcosθ⑥
联立①②③④⑤⑥式得v0=
⑦
（3）由运动学公式和题给数据得
v1=v0cot
⑧
联立①②③⑦⑧式得
⑨
设粒子由M点运动到N点所用的时间为t',则
t'=2t+
T⑩
式中T是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期,
T=
由③⑦⑨⑩
式得
t'=
33.答案
（1）BDE
（2）
1+
T0 （p0S+mg）h
解析
（1）气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项A、C错误,B、E正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其内能可能不变,选项D正确。
（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
①
根据力的平衡条件有p1S=p0S+mg②
联立①②式可得T1=
T0③
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
④
式中V1=SH⑤
V2=S（H+h）⑥
联立③④⑤⑥式解得
T2=
T0⑦
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W=（p0S+mg）h⑧
34.答案
（1）365
（2）（ⅰ）60° （ⅱ）
≤n<2
解析
（1）设桥长为L,声音在空气或钢铁中匀速传播,根据题意,有
=1.00s,得L≈365m。
声音在钢铁、空气中传播时的周期不变,则波长之比为
。
（2）（ⅰ）光线在BC面上折射,由折射定律有
sini1=nsinr1①
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=r2②
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
nsini3=sinr3③
式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角。
由几何关系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④
F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为
δ=（r1-i1）+（180°-i2-r2）+（r3-i3）⑤
由①②③④⑤式得δ=60°⑥
（ⅱ）光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有nsini2≥nsinC>nsini3⑦
式中C是全反射临界角,满足nsinC=1⑧
由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为
≤n<2⑨
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