2018年高考试卷北京卷全解析（完美精品word版）

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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（北京卷）
13．在核反应方程中，X表示的是
A．质子
B．中子
C．电子
D．粒子
答案：A
解析：设X为，根据核反应的电荷数守恒有2+7=8+Z
,则Z=1；
根据核反应的质量数守恒有
4+14=17+A，则A=1，所以X为质子，故选项A正确、BCD错误。
14．关于分子动理论，下列说法正确的是
A．气体扩散的快慢与温度无关
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．分子间同时存在着引力和斥力
D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大
答案：C
解析：气体扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，固体小颗粒的无规则运动是液体分子的无规则运动的间接反映，故B错误；分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引力和斥力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距的增大而减小。当分子间距小于平衡位置间距时，表现为斥力，即引力小于斥力，当分子间距大于平衡位置间距时，表现为引力，即引力大于斥力，故C正确D错误。
15．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后
A．干涉条纹消失
B．彩色条纹中的红色条纹消失
C．中央条纹变成暗条纹
D．中央条纹变成红色
答案：D
解析：当用白光做双缝干涉实验时，频率相同的色光相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，ABC错误。
16．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15
m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是
A．0.60
m
B．0.30
m
C．0.20
m
D．0.15
m
答案：B
解析：画出PQ间的波形如图示，
则有，（k=0,1,2……）
整理可得，（k=0,1,2……）
当k
=0时，λ=0.3m；当k
=1时，λ=0.1m，故选项B正确，ACD错误。
17．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
答案：B
解析：设月球质量为M月，地球质量为M，苹果质量为m，
则月球受到的万有引力为
苹果受到的万有引力为
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，选项A错误；
根据牛顿第二定律
，解得，选项B正确；
在月球表面处：
在地球表面处：
由于月球本身的半径大小和地球半径的关系未知，月球质量和地球质量的关系也未知，故无法求出月球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度的关系，选项C错误；
苹果在月球表面受到的万有引力为在地面受到的万有引力：，
同理由于月球本身的半径大小和地球半径的关系未知，月球质量和地球质量的关系也未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面的引力的关系，选项D错误。
18．某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子（不计重力）以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动。下列因素与完成上述两类运动无关的是
A．磁场和电场的方向
B．磁场和电场的强弱
C．粒子的电性和电量
D．粒子入射时的速度
答案：C
解析：当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，有，则，若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意需要对磁场和电场的方向及强度都要有要求，但对粒子的带电量的大小和电性没有要求，故选项C正确ABD错误。
19．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
答案：A
解析：当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，选项A正确；根据电容器电容的决定式，将电容器b板向上平移，
则正对面积S减小，电容C减小，根据，电量不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，选项B错误；根据电容的决定式，只在极板间插入有机玻璃板，则介电常数ε增大，电容C变大，再根据，电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角变小，选项C错误；根据，电容器的电容大小只与正对面积S、极板间距d和介电常数ε有关，电容大小与极板的带电量Q无关。只增加极板带电量，Q增大，静电计指针的张角变大，表明U也增大，而电容不变，选项D错误。
20．根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200
m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6
cm处。这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比。现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球
A．到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零
B．到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零
C．落地点在抛出点东侧
D．落地点在抛出点西侧
答案：D
解析：上升过程水平方向向西加速，在最高点竖直方向上速度为零，水平方向上有向西的水平速度，且有竖直向下的加速度，故AB错误；下降过程向西减速，根据对称性，落至地面时水平速度为0，整个过程都在向西运动，所以落地点在抛出点西侧，故C错误，D正确。故选D.
21．（18分）
用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下：
a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t
=
0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有
和
（填选项前的字母）。
A．电压合适的50
Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平（含砝码）
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v
-
t图像。
（3）观察v
-
t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是
。v
-
t图像斜率的物理意义是
。
（4）描绘v
-
t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是
（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差
（选填“有关”或“无关”）。
（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。
答案：（1）A
C
（2）如答图1，
C点的坐标为（3T，v3）
（3）小车的速度随时间均匀变化，加速度
（4）越小越好，有关
（5）如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。
解析：（1）打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度，故需要的仪器选AC
（2）利用所给点迹描点连线，得图像见答图1，其中C点的横坐标为3T，纵坐标为v3
（3）结合图像可以看出，小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图像的斜率代表了运动时的加速度。
（4）Δt越小，则越接近计数点的瞬时速度，所以Δt越小越好，计算速度需要用到Δx的测量值,所以Δx大小与速度测量的误差有关。
（5）如果小球的初速度为0，其速度v∝t，那么它通过的位移x∝t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。（要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证。）
22．（16分）
2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h
=
10
m，C是半径R
=
20
m圆弧的最低点。质量m
=
60
kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a
=
4.5
m/s2，到达B点时速度vB
=
30
m/s。取重力加速度。
（1）求长直助滑道AB的长度L；
（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小；
（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。
解：（1）根据匀变速直线运动公式，有
（2）根据动量定理，有
（3）运动员经C点时的受力分析如答图2
根据动能定理，运动员在BC段运动的过程中，有：
根据牛顿第二定律，有
得
FN=
3900N
23．（18分）
如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U
-
I图像的示意图，并说明U
-
I图像与两坐标轴交点的物理意义。
（2）a．请在图2画好的U
-
I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
解：（1）U
-
I图像如答图3所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。
（2）a．如答图3所示。
b．电源输出的电功率
当外电路电阻R
=
r时，电源输出的电功率最大，为：
（3）电动势定义式
根据能量守恒，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即：
24．（20分）
（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。
a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；
b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比。
（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要途径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500
m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。
a．设直径为100
m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P1，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P2；
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100
m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
解：（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷。
根据库仑定律检验电荷受到的电场力：
根据电场强度的定义：
得
b．穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比
（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。因此，一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100
m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则
可得：
则：
Q
P
v
Q
P
v
a
b
纸带
打点计时器
图1
重物
小车
O
图2
B
C
D
E
F
A
t
??v
图3
0
T
2T
3T
4T
5T
v1
v2
v3
v4
v5
图4
t
v
答图1
0
T
2T
3T
4T
5T
v1
v2
v3
v4
v5
B
h
C
A
FN
G
答图2
U
I
0
E
r
R
S
图1
图2
答图3
UR
IR
E
I短
U
I
0
S1
S2
E
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