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高考全國2卷理綜物理解析(2) 全國2卷 理科綜合能力測試試題卷物理部分 江蘇省資深特級教師 戴儒京解析 二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第14~18題只有一項符合題目要求，第19~21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。學科&網(wǎng) 14．如圖，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度，木箱獲得的動能一定 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 【解析】根據(jù)動能定理木箱獲得的動能一定拉力所做的功減去克服摩擦力所做的功。 【答案】14．A 15．高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的撞擊時間約為2 ms，則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為 A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N 【解析】設，根據(jù)動能定理和動量定理解得 【答案】15．C 16．2018年2月，我國500 m口徑射電望遠鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”，其自轉周期T=5.19 ms，假設星體為質量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為。以周期T穩(wěn)定自轉的星體的密度最小值約為 A． B． C． D． 【解析】根據(jù)及得，代入數(shù)據(jù)得 【答案】16．C 17．用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js，真空中的光速為3.00108 ms-1，能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為 A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 【解析】根據(jù)愛因斯坦光電效應方程即得，代入數(shù)據(jù)得81014 Hz。 【答案】17．B 18．如圖，在同一平面內(nèi)有兩根平行長導軌，導軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域，區(qū)域寬度均為l,磁感應強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為的正方形金屬線框在導軌上向左勻速運動，線框中感應電流i隨時間t變化的正確圖線可能是 【解析】如圖情況下，電流方向為順時針，當前邊在向里的磁場時，電流方向為逆時針，但因為兩導體棒之間距離為磁場寬度的倍，所以有一段時間兩個導體棒都在同一方向的磁場中，感應電流方向相反，總電流為0，所以選D. 【答案】18．D 19．甲、乙兩汽車同一條平直公路上同向運動，其速度—時間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛，下列說法正確的是 A．兩車在t1時刻也并排行駛 B．t1時刻甲車在后，乙車在前 C．甲車的加速度大小先增大后減小 D．乙車的加速度大小先減小后增大 【解析】因為在到之間，兩汽車的位移不等，已知兩車在t2時刻并排行駛，所以兩車在t1時刻不并排行駛，因為（面積法求位移），所以t1時刻甲車在后，乙車在前，A錯誤，B正確； 根據(jù)斜率法求加速度，甲、乙兩車的加速度大小都先減小后增大，所以C錯誤D正確。 【答案】19．BD 20．如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點，它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為和，方向也垂直于紙面向外。則 A．流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 B．流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 C．流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 D．流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 【解析】設流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為，流經(jīng)L2電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為，已知a點的磁感應強度大小為，根據(jù)磁感應強度的疊加原理，考慮磁感應強度的方向，有 同理，b點的磁感應強度大小為，有 因為（因距離相等），，解得, 【答案】20．AC 21．如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中， 電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點。一電荷量為q（q>0）的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小W1：若該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小W2，下列說法正確的是 A．此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行 B．若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為 C．若c、d之間的距離為L，則該電場的場強大小一定為 D．若W1=W2，則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差 【解析】因為電勢能的減少等于電場力做功，又根據(jù)及得，我們做功的大小可以轉換為距離的大小來研究。設過MN的直線為電場線，如下圖，，因為，，解得，所以，若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為，B正確。電場線是其他直線時，方法類似。 設電場線為ad’，如下圖：若W1=W2，則，因為，所以，又，，所以，也就是a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差。 【答案】21．BD 三、非選擇題：共174分。第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。 （一）必考題（共129分） 22．（6分）某同學組裝一個多用電表?？捎玫钠鞑挠校何脖眍^（量程100內(nèi)阻900）；電阻箱R1 （阻值范圍0999.9）；電阻箱R2 （阻值范圍099 999.9）；導線若干。 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。 回答下列問題： （1）在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。 （2）電阻箱的阻值（保留到個位） 【答案】22．（6分）（1）如圖所示 （2）100 2 910 23．（9分）某同學用圖（a）所示的裝置測量木塊與木板之間的摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊之間的細線保持水平，在木塊上放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板，當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中的值從圖（b）中彈簧秤的示數(shù)讀出。 砝碼的質量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑動摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 2.93 回答下列問題 （1）=__________N （2）在圖（c）的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線； （3）f與m、木塊質量M、木板和木塊之間的滑動摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關系式f=__________，f-m圖線（直線）的斜率的表達式k=____________; （4）取g=9.80 m/，由繪出的f-m圖線求得（保留2位有效數(shù)字） 【答案】23．（9分）（1）2.75 （2）如圖所示 （3）μ（M+m）g μg （4）0.40 24．（12分） 汽車A在水平冰雪路面上行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B，立即采取制動措施，但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車向前滑動了4.5 m，A車向前滑動了2.0 m，已知A和B的質量分別為kg和kg，兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動，重力加速度大小.求 （1）碰撞后的瞬間B車速度的大?。唬?）碰撞前的瞬間A車速度的大小。 【解答】24．（12分） （1）設B車質量為mB，碰后加速度大小為aB，根據(jù)牛頓第二定律有 ①式中μ是汽車與路面間的動摩擦因數(shù)。 設碰撞后瞬間B車速度的大小為，碰撞后滑行的距離為。由運動學公式有 ② 聯(lián)立①②式并利用題給數(shù)據(jù)得 ③ （2）設A車的質量為mA，碰后加速度大小為aA。根據(jù)牛頓第二定律有 ④ 設碰撞后瞬間A車速度的大小為，碰撞后滑行的距離為。由運動學公式有 ⑤ 設碰撞后瞬間A車速度的大小為，兩車在碰撞過程中動量守恒，有 ⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得 ⑦ 25.（20分） 一足夠長的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強電場和勻強磁場，其在平面內(nèi)的截面如圖所示：中間是磁場區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應強度的大小為B，方向垂直于平面；磁場的上、下兩側為電場區(qū)域，寬度均為，電場強度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條形區(qū)域邊界上的兩點，它們的連線與y軸平行。一帶正電的粒子以某一速度從M點沿y軸正方向射入電場，經(jīng)過一段時間后恰好以從M點入射的速度從N點沿y軸正方向射出。不計重力。 （1）定性畫出該粒子在電磁場中運動的軌跡； （2）求該粒子從M點射入時速度的大??； （3）若該粒子進入磁場時的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點運動到N點的時間。 【解答】25．（20分） 解：（1）粒子運動的軌跡如圖（a）所示。（粒子在電場中的軌跡為拋物線，在磁場中為圓弧，上下對稱） （2）粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運動。設粒子從M點射入時速度的大小為v0，在下側電場中運動的時間為t，加速度的大小為a；粒子進入磁場的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為（見圖（b）），速度沿電場方向的分量為v1，根據(jù)牛頓第二定律有 qE=ma ① 式中q和m分別為粒子的電荷量和質量，由運動學公式有v1=at ② ③ ④ 粒子在磁場中做勻速圓周運動，設其運動軌道半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得 ⑤ 由幾何關系得 ⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式得 ⑦ （3）由運動學公式和題給數(shù)據(jù)得 ⑧ 聯(lián)立①②③⑦⑧式得 ⑨ 設粒子由M點運動到N點所用的時間為，則 ⑩ 式中T是粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期， ? 由③⑦⑨⑩?式得 ? （二）選考題：共45分。請考生從2道物理題、2道化學題、2道生物題中每科任選一題作答。如果多做，則每科按所做的第一題計分。 33．[物理——選修3-3]（15分） （1）（5分）對于實際的氣體，下列說法正確的是______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。沒選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能 B．氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能 C．氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能 D．氣體體積變化時，其內(nèi)能可能不變 E．氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能 【答案】BDE （2）（10分）如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。 【解答】33．（2）開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據(jù)查理定律有① 根據(jù)力的平衡條件有② 聯(lián)立①②式可得③ 此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有 ④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦ 從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為 ⑧ 34．[物理——選修3-4]（15分） （1）（5分）聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00s。橋的長度為_______m，若該波在空氣中的波長為λ，則它在鋼鐵中波長為λ的_______倍。 【解析】設橋的長度為，則，解得。 根據(jù)，相等，所以。 【答案】365， （2）（10分）如圖，是一直角三棱鏡的橫截面，，，一細光束從BC邊的D點折射后，射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點。不計多次反射。 （i）求出射光相對于D點的入射光的偏角； （ii）為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？ 【解答】34．（2）（?。┕饩€在BC面上折射，由折射定律有 ① 式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角。光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有i2=r2② 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角。光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有③ 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角。 由幾何關系得i2=r2=60，r1=i3=30④ F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為 δ=（r1–i1）+（180–i2–r2）+（r3–i3）⑤ 由①②③④⑤式得δ=60⑥ （ⅱ）光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有 ⑦ 式中C是全反射臨界角，滿足⑧ 由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應為⑨ 【解析】為什么由幾何關系得i2=r2=60，r1=i3=30④ 看下圖：因為D恰好是CG的中點，所以，因為∠C=300，所以，又∠DGE=∠B=600,所以三角形DGE為等邊三角形，所以，。因EF∥CB，所以。 為什么F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為 δ=（r1–i1）+（180–i2–r2）+（r3–i3）⑤ 把D點移到F點位置，如下圖 從上圖可以看出：D點的出射光線對于D點的入射光的偏角為（r1–i1），AB的法線比CD的法線的偏角為（180–i2–r2），F(xiàn)點的出射光線對于F點的入射光的偏角為r3–i3，所以F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為 δ=（r1–i1）+（180–i2–r2）+（r3–i3）。