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2018年全国高考物理试题及解析(全国I卷)

2018年高考物理试题及解析(全国I 卷)三、非选择题:共174分。

第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。

第33~38题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题 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1.950cm ;当托盘内放有质量为0.100kg 的砝码时,移动游标,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29.80m/s ,此弹簧的劲度系数为 N/m (保留3位有效数字)。

解析:本题主要考查游标卡尺的读数,弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点,通过两次的测量长度值可以知道弹簧的伸长量,根据放在托盘里的砝码的质量可以知道它的重力,也就是弹簧所受的外力,从而可以探究弹簧的伸长与形变量的关系,求出弹簧的劲度系数。

实验室用的游标卡尺有三种,精度为0.1mm,0.05mm,0.02mm,就是看它的分度格数,10格的对应的0.1mm,20格对应0.05mm,50格对应0.02mm ,关系很简单格数*精度=1mm,这也是游标卡尺的原理,游标卡尺不需要估读,测的就是精确值,这道题以cm 作单位,结果小数点一定是三位小数,否则一定是错的。

本题精度为0.05mm ,根据游标卡尺的读数规则:读数=主尺读数(精确到mm )+游码读数(精确到0.05mm),先读主尺上的示数,游码0刻度前对应是37mm 的那条线,所以主尺读数就是37mm(3.7cm),再读游码示数,游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐(为了看得更清楚,考试的时候,可以把试卷倒过来看,),总长度就是15*0.05mm,所示总示数为图(b )主尺cm 游标1020345图(a )=3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。

托盘中放有质量为m =0.100kg 的砝码时,所以弹簧受到的拉力F =mg =0.100×9.8N=0.980N,弹簧变化量x =3.775cm-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 。

参考答案 3.77553.7点评:本题是送分题,游标卡尺的读数,老师肯定讲过N 遍,请备考的同学一定要记住老师讲的方法,高考也不过是如此。

胡克定律的应用也是本题的考点,主要是弹簧的变化量(伸长或压缩),关系比较简单。

但本题也非常容易出错:一是游标卡尺读数误差,或单位搞错导致错写成37.70,或37.75,或者多估计一位;二是把重力加速度按照习惯用g=10m/s 2代入计算导致错误,实验强调的精确,所以一般不用10,以后同学请注意,凡是实验中的重力加速度都应该注意这一点,高考是比较严格的考试,就算是一般的计算题也会告诉你g 的取值,请不要在这里出问题。

23.(10分)某实验小组利用如图(a )所示的电路探究在25C ~80C ︒︒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T R ,其标称值(25°C 时的阻值)为900.0 Ω;电源E (6V ,内阻可忽略);电压表○V (量程150mV );定值电阻0R (阻值20.0Ω),滑动变阻器1R (最大阻值为1000Ω);电阻箱2R (阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S 1,单刀双掷开关S 2。

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°C 。

将S 2与1端接通,闭合S 1,调节1R 的滑片位置,使电压表读数为某一值0U ;保持1R 的滑片位置不变,将2R 置于最大值,将S 2与2端接通,调节2R ,使电压表读数仍为0U ;断开S 1,记下此时2R 的读数。

逐步降低温控室的温度t ,得到相应温度下2R 的阻值,直至温度降到25.0°C 。

实验得到的2R t -数据见下表。

R 图(a )回答下列问题:(1)在闭合S 1前,图(a )中1R 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2R t -曲线;(3)由图(b )可得到T R 在25C ~80C ︒︒范围内的温度特性。

当440C t .=︒时,可得T R =Ω;(4)将T R 握于手心,手心温度下2R 的相应读数如图(c )所示,该读数为 Ω,则手心温度为 °C 。

解析:本题主要考查电路的伏安特性,类似于我们教材中小灯泡的伏安特性,但本题不是用计算的方法来求,而是用等效待换的形式,这里用到了电阻箱。

(1)图(a )的电路滑动变阻器采用限流接法,在闭合S 1前,R 1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R 1的滑片应移到b 端。

在电路中,闭合开关前都应该使电流中电流最小,以防损坏用电器。

(2)表中给了7点的数字,而图上只有5个点,对比发现少了60和70度的数值,把这两个点的坐标补上去(这里数学知识)然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R 2—t 这条线上,这里物理作图的通用方法,不是什么新知识,但考试最好有铅笔,画错了可以修改。

(3)根据题述实验过程可知,测量的R 2数据等于对应的热敏电阻R T 的电阻值。

由画出的图象可知,当t =44.0℃时,对应的R T =450Ω。

(4)根据电阻箱读数,对应的值相乘就可以R=6*100+2*10=620Ω,再根据画出的图像曲线,可以它对应的温度,即手心温度t =33.0℃。

图(c )图(b )参考答案:(1)b (2)如图 (3)450 (4)620.0 33.0点评:本题的难度也不大,考查了电路实验的基本常识,电阻的值用电阻的读数来等效,这个和我们教材的半偏法测内阻有点相似,教师讲课的时候也提到过用电阻箱来测电源内阻。

同时也告诉同学热敏电阻的值是随温度变化的,这个和实际的小灯泡类似。

总的来说,今年实验题难度不大,多注意一下细节就可以,也请19届的高三学生一定要多加总,把基础打扎实。

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)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:考查了竖直上抛运动,动量守恒定律,本题结合我们生活中的实例,解释了生活的例子,是一道很有意义的题目。

考试动量守恒是一个非常重要的知识点,动量守恒的三种情况:(1)系统不受外力;(2)系统受外力作用,但作用合外力为零;(3)系统受力作用,外力也不为零,如本题烟花一直受外,但外力远大于内力(爆炸力很大的),也看作守恒,例如本考题,(严格地说它不2004006008001000守恒,但高中阶段一般看作守恒),解答过程如下:(1)烟花从弹出到速度变为0,做竖直上抛运动(自由落体的反的看),设烟花弹上升的初速度为0v ,由题给条件有2012E m =v①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00gt -=-v②联立①②式得t = ③(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为1h ,由机械能守恒定律有1E mgh =④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1v 和2v 。

由题给条件和动量守恒定律有22121144m m E +=v v ⑤ 1211022m m +=v v⑥由⑥式知,烟花弹两部分的速度方向相反,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2h ,由机械能守恒定律有2121142m mgh =v ⑦联立④⑤⑥⑦式得,烟花弹上部分距地面的最大高度为122Eh h h mg=+=⑧点评:本题第一阶段为竖直上抛运动,到达速度为0后爆炸,这个过程是动量守恒,动能也守恒,分成两部分,一部分继续做竖直上抛运动,另一部分做竖直下抛运动,本题只把两部分竖直运动的距离加起来就可以。

本题的情景非常清晰,难度也不算大,只把基础扎实就没什么问题。

25.(20分)如图,在y > 0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y < 0的区域存在方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。

一个氕核11H 和一个氘核21H 先后从y 轴上y h =点以相同的动能射出,速度方向沿x 轴正方向。

已知11H 进入磁场时,速度方向与x 轴正方向的夹角为60︒,并从坐标原点O 处第一次射出磁场。

11H 的质量为m ,电荷量为q 。

不计重力。

求(1)11H 第一次进入磁场的位置到原点O 的距离; (2)磁场的磁感应强度大小;(3)21H 第一次离开磁场的位置到原点O 的距离。

解析:本题主要考查电场和磁场的综合应用,本题氢核在电场中做类平抛运动,该粒子在电场中将获得加速,根据进入磁场的角度可以确定它的水平速度和竖直速度关系。

然后进入磁场,在磁场中做圆周运动, 由射入点的60度和射出点过原点,可以确定半径,然后由圆周运动的半径可以确定磁感应强度的大小。

氕和氘核互为同位素,所带的电荷相同,但质量不同,氘是氕的两位,但它们的动能相同,可以求出氘的速度,从而求到原点O 的距离。

(1)11H 在电场中做类平抛运动,在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示。

设11H 在电场中的加速度大小为1a ,初速度大小为1v ,它在电场中的运动时间为1t ,第一次进入磁场的位置到原点O的距离为1s 。

由运动学公式有111s t =v① 21112h a t =②由题给条件,进入磁场时速度的方向与x 轴正方向夹角160θ=︒。

进入磁场时速度的y 分量的大小为1111tan a t θ=v③ 联立以上各式得1s =④(2)在电场中运动时,电场对粒子进行加速,由牛顿第二定律有1qE ma =⑤ 设进入磁场时速度的大小为1'v ,由速度合成法则有1'v⑥11H 11H 11H 11H设磁感应强度大小为B ,在磁场中运动的圆轨道半径为1R ,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有2111m q B R ''=v v⑦由根据圆的特征,几何关系得1112sin s R θ=⑧联立以上各式得B =⑨(3)设在电场中沿x 轴正方向射出的速度大小为2v ,在电场中的加速度大小为2a ,由题给条件得222111(2)22m m =v v ⑩由牛顿第二定律有22qE ma =⑪设第一次射入磁场时的速度大小为2'v ,速度的方向与x 轴正方向夹角为2θ,入射点到原点的距离为2s ,在电场中运动的时间为2t 。

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