1、 2018年普通高等学校招生全国统一考试（新课标 卷） 理科综合能力测试（物理部分） 一、选择题 （每小题 6分） 14 高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的 匀 加速直线运动，在启动阶段列车的动能 （ ） （ A） 与它所经历的时间成正比 （ B） 与它的位移成正比 （ C） 与它的速度成正比 （ D） 与它的动量成正比 15 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块 P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力 F 作用在 P 上，使其向上做匀加速直线运动，以 x 表示 P 离 开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示 F和 x 之间关系的图像可能正确的是 （ ） 【解析】本
2、题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。 由牛顿运动定律， F-mg-F 弹 =ma， F 弹 =kx，联立解得 F=mg+ma+ kx， 对比题给的四个图象，可能正确的是 A。 【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。 16 如图，三个固定的带电小球 a、 b 和 c，相互间的距离分别为 ab=5 cm， bc=3 cm， ca=4 cm。小球 c 所受库仑力的合力的方向平 行 于 a、 b 的连线。设小球 a、 b 所带 电荷量的比值的绝对值为 k，则 （ ） （ A） a、 b 的电荷同号， k=169 （ A） （ B
3、） （ C） （ D） （ B） a、 b 的电荷异号， k=169 （ C） a、 b 的电荷同号， k=6427 （ D） a、 b 的电荷异号， k=6427 【解析】本题考查库仑定律、受力分析及其相关的知识点。 对小球 c 所受库仑力分析，画出 a 对 c 的库仑力和 b 对 c 的库仑力， a 对 c 的库仑力为排斥力， ac 的电荷同号， b 对 c 的库仑力为吸引力， bc 电荷为异号，所以 ab 的电荷为异号。设ac 与 bc 的夹角为 ，利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得， Fac=k ， Fbc=k ，tan=3/4， tan= Fbc / Fac， ab 电荷量的
4、比值 k= ，联立解得： k=64/27，选项 D 正确。 【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合，难度不大。 17 如图，导体轨道 OPQS 固定，其中 PQS 是半圆弧， Q 为半圆弧的中心， O 为圆心。轨道的电阻忽略不计。 OM 是有一定电阻。可绕 O 转动的金属杆。 M 端位于 PQS 上， OM 与轨道接触良好。空间存在 与 半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感 应强度的大小为 B，现使 OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到 OS 位置并固 定（过程 ）； 再使磁感应强度的大小以一定的变化率从 B 增加到 B（过程 ）。在过程 、 中，流过 OM 的电荷量相等，则 BB
5、 等于 （ ） （ A） 54 （ B） 32 （ C） 74 （ D） 2 【答案】 B 【解析】本题考查电磁感应及其相关的知识点。 过程 I 回路中磁通量变化 1 = BR2，设 OM 的电阻为 R，流过 OM 的电荷量 Q1=1/R。过程 II 回路中磁通量变化 2= （ B-B） R2，流过 OM 的电荷量 Q2=2/R。 Q2= Q1，联立解得： B/B=3/2，选项 B 正确。 【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合，经典中创新。 18 如图， abc 是竖直面内的光滑固定轨道， ab 水平，长度为 2R， bc 是半径为 R 的四分之一的圆
6、弧，与 ab 相切于 b 点。一质量为 m 的小球。始终受到与重力大小 相等的水平外力的作用，自 a 点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为 g。小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为 （ ） （ A） 2mgR （ B） 4mgR （ C） 5mgR （ D） 6mgR 【解析】本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意在考查考生综合力学规律解决问题的能力。 设小球运动到 c 点的速度大小为 vC，则对小球由 a 到 c 的过程，由动能定理得： F3 R-mgR=mvc2，又 F=mg，解得： vc2=4gR，小球离开 c 点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖
7、直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开 c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为 g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开 c 点到其轨迹最高点所需的时间为 :t=vC/g=2 ，小球在水平方向的加速度 a=g，在水平方向的位移为 x= at2=2R。由以上分析可知，小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为 5R，则小球机械能的增加量 E=F5 R=5mgR，选项 C 正确 ABD 错误。 【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较大，能力要求较高。 19 如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与
8、远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ） （ A） 开关闭合后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 （ B） 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向 （ C） 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向 （ D） 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动 【解析】 本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。 开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流
9、方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的 N 极朝垂直 纸面向里的方向转动，选项 A 正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项 BC 错误；开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动，选项 D 正确。 【点睛】此题中套在一根铁芯上的两个线圈，实际上构成一个变压器。 20 2017 年，人类第
10、一次直接探测到来自双中子星合并的引力波 。 根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约 100 s 时，它们相距约 400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12 圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗 中子星 （ ） （ A） 质量之积 （ B） 质量之和 （ C） 速率之和 （ D） 各自的自转角速度 【 解析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点。 双中子星做匀速圆周运动的频率 f=12Hz（周期 T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G =m1r1（ 2f ） 2， G =m2r2（
11、 2f ） 2， r1+ r2=r=40km，联立解得：（ m1+m2） =（ 2f ）2Gr3，选项 B 正确 A 错误；由 v1=r 1=2f r1， v2=r 2=2f r2，联立解得： v1+ v2=2f r，选项 C 正确；不能得出各自自转的角速度，选项 D 错误。 【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等。 21 图中虚线 a、 b、 c、 d、 f 代表 匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面 b 上的电势为 2 V。 一电子经过 a 时的动能为 10 eV， 从 a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为 6 eV。下列说法正确的 是 （ ） （ A） 平
12、面 c 上的电势为零 （ B） 该电子可能到达不了平面 f （ C） 该电子经过平面 d 时，其电势能为 4 eV （ D） 该电子经过平面 b 时的速率是经过 d 时的 2 倍 【解析】本题考查等势面及其相关的知识点。 根据题述，匀强电场中等势面间距相等，相邻等势面之间的电势差相等。设相邻等势面之间的电势差为 U，根据电子从 a 到 d 的过程中克服电场力所做功为 Wad=6eV，电场方向水平向右。由 Wab=2eV，联立解得： U=2V。已知 b 的电势为 2V，则平面 c 上的电势为零，选项 A 正确；由于 af 之间的电势差为 4U=8V，一电子经过 a 时的动能为 10eV，由于题述
13、没有指出电子速度方向，若该电子速度方向指向左或指向上或下，则该电子就到达不了平面 f，选项 B 正确；由于题述没有指出电子速度方向，选项 CD 错误。 【 点睛】此题以等势面切入，考查电场力做功及其相关知识点。 二 、 非选择题 22 （ 5 分） 如图（ a）， 一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘 ； 一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（ a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为 1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时，移动游标
14、，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（ b）所示，其读数为 _cm。当地的重力加速度大小为 9.80 m/s2 ，此弹簧的劲度系数为_N/m（保留 3 位 有效数字 ）。 a b c d f 实验所用的游标卡尺精度为 0.05mm，游标卡尺上游标第 15 条刻度线与主尺刻度线对齐，根据 游 标 卡 尺 的 读 数 规 则 ， 图 （ b ） 所 示 的 游 标 卡 尺 读 数 为3.7cm+150.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm 。 托盘中放有质量为 m=0.100kg 的砝码时，弹簧受到的拉力 F=mg=0.1009.8N=0.980N ，弹簧伸长 x=3.775c
15、m-1.950cm=1.825cm=0.01825m，根据胡克定律， F=kx，解得此弹簧的劲度系数 k=F/x=53.7N/m。 【点睛】解答此题常见错误主要有：一是游标卡尺读数误差，或单位搞错导致错写成 37.70；二是把重力加速度按照习惯用 g=10m/s2 代入计算导致错误；三是考虑采用图象法处理实验数据计算劲度系数耽误时间。 23 （ 10 分） 某实验小组利用如图（ a）所示的电路探究在 25 80 范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻 RT，其标称值（ 25时的阻值）为 900.0 ； 电源 E（ 6V，内阻可忽略） ； 电压表 V（量程
16、 150 mV） ； 定值电阻R0（阻值 20.0 ），滑动变阻器 R1（最大阻值为 1 000 ） ； 电阻箱 R2（阻值范围 0-999.9 ） ；单刀开关 S1，单刀双掷开关 S2。 实验时，先按图（ a）连接好电路，再将温控室的温度 t 升至 80.0 ，将 S2与 1 端接通，闭合 S1，调节 R1 的滑片位置，使电压表读数为某一值 U0； 保持 R1 的滑片位置不变，将 R2置于最大值，将 S2 与 2 端接通，调节 R2，使电压表读数仍为 U0：断开 S1，记下此时 R2 的读数，逐步降低温控室的温度 t，得到相应温度下 R2 的阻值，直至温度降到 25.0C，实验得到的 R2-
17、t 数据见下表。 t/ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/ 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列问题： （ 1）在闭合 S1 前，图（ a）中 R1 的滑片应移动到 _（ 填 “ a” 或 “ b” ）端； （ 2）在图（ b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出 R2-t 曲线： _ （ 3）由图（ b）可得到 RT在 25 -80C范围内的温度特性，当 t=44.0 时，可得 RT=_； （ 4）将 RT握于手心，手心温度下 R2 的相应读数如图（ c）所示，该读数为 _，则手心温度为 _
18、 。 【答案】 【解析】本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验、利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点，意在考查考生对小灯泡伏安特性曲线的理解和灵活运用相关知识，解决实际问题的能力。 （ 1）图（ a）的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合 S1 前， R1 应该调节到接入电路部分的电阻值最大，使电路中电流最小，即图（ a）中的 R1 的滑片应移到 b 端。 （ 2）将 t=60 和 t=70 对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出 R2 t 图象。 （ 3）根据题述实验过程可知，测量的 R2 数据等于对应的热敏电阻 RT 的电阻值。由画出的 R2 t 图象可知
19、，当 t=44.0 时，对应的 RT=460。 （ 4）由画出的 R2 t 图象可知，当 RT=620.0，则手心温度 t=33.0 .。 【点睛】解答此题常见错误主要有：一是没有掌握滑动变阻器的分压接法和限流接法在开关闭合前滑动头的位置；二是没有认真阅读题述的实验过程，导致不能把电阻箱 R 的读数与热敏电阻阻值联系起来。 24 （ 12 分） 一质量为 m 的烟花弹获得动能 E 后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为 E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为 g，不计空气阻力和火药的质量， 求 ： （ 1
20、）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； （ 2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度 【解析】本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决实际问题的的能力。 （ 1）设烟花弹上升的初速度为 v0，由题给条件有 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为 t，由运动学公式有 联立 式得 t=1g 2Em （ 2）设爆炸时烟花弹距地面的高度为 h1，由机械能守恒定律有 火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设炸后瞬间其速度分别为 v1 和 v2。由题给条件和动量守恒定律有 由 式知，烟花弹两部分的
21、速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为 h2，由机械能守恒定律有 联立 式得，烟花弹上部分距地面的最大高度为 25 （ 20 分） 如图，在 y0 的区域存在方向沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E，在 ypa，即过程 中气体的压强逐渐增大，选项 A错误；由于过程 中气体体积增大，所以过程 中气体对外做功，选项 B 正确；过程 中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程 中气体放出热量，选项 C 错误；由于状态 c、 d 的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态 c、 d 的内能相等，选项 D 正确；由理
22、想气体状态方程 pdVd/Td=pbVb/Tb可知，状态 d 的压强比状态 b 的压强小，选项 E 正确。 如图，容积为 V 的汽缸由导热材料制成，面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K。开始时， K 关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为 p0。 现将 K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为 V8 时，将 K 关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了 V6 ，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为 g。求流入汽缸内液体的 质量 。 【解析】本题考查玻意耳定律、关联气体、压强及其相关的知识点。 设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为 V1，压强为 p1；下方气体的体积为 V2， 压强为p2。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得 由已知条件得 设活塞上方液体的质量为 m，由力的平衡条件得 联立以上各式得 【选修 3-4】 34 （ 5 分） 如图， ABC 为一玻璃三棱镜的横截面， A=30，一束红光垂直 AB 边射入，从 AC边上的 D 点射出，其折射角为 60，则玻璃对红光的折射率为 _。若改用蓝光沿同一路径入射，
