2018全国3理综物理试题解析

12018年高考全国3卷理综物理部分江苏省资深特级教师戴儒京解析二、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14~17题只有一项符合题目要求，第18~21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。14．1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：2713α+Aln+X。X的原子序数和质量数分别为A．15和28B．15和30C．16和30D．17和31【解析】核反应方程XnAlHe301510271342【答案】14．B15．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为A．2:1B．4:1C．8:1D．16:1【解析】根据rTmrMmG2224，得332)416()()(QPQPrrTT，得8QPTT【答案】15．C16．一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方:Q正等于A．1:2B．2:1C．1:2D．2:1【解析】根据交流电有效值的概念Q方TRu20，Q正=RTu20)2(，得Q方:Q正=2:1【答案】16．D217．在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和2v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍【解析】甲甲vtx，2gt21甲甲y，xytan，乙乙vtx，2gt21乙乙y，所以乙甲t2t，又gtvy，所以乙甲yyvv2，又22yvvv，得2乙甲vv【答案】17．A18．甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是A．在t1时刻两车速度相等B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D．从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等【解析】速度大小等于图象的斜率，A错误，应该是位置相同；因为初始位置不同，虽然t1时刻位置相同，但从0到t1时间内，两车走过的路程不相等,B错误；起、终位置相同，都是直线运动，所以位移相等，C正确；当甲的斜率与乙相等时，速度相等，D正确；【答案】18．CD19．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，3A．矿车上升所用的时间之比为4:5B．电机的最大牵引力之比为2:1C．电机输出的最大功率之比为2:1D．电机所做的功之比为4:5【解析】逐项研究A．矿车上升所用的时间，过程①为02t，其中加速过程时间为0t，位移为x，则x200tv，减速过程为0t，位移也为x，第②次提升加速时间为20t，位移为4x，减速过程时间也为20t，位移也为4x，则匀速过程时间为0023222tvxx，所以矿车上升所用的时间之比为54232000ttt，A正确；B．加速上升时电机的牵引力)(agmF，加速度相等所以最大牵引力之比为1:1，B错误；C．电机输出的功率为FvP，因为最大牵引力相等，所以最大功率之比等于最大速度之比，为2:1，C正确；D.电机所做的功为mgh，所以相等，D错误。【答案】19．AC20．如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势4A．在4Tt时为零B．在2Tt时改变方向C．在2Tt时最大，且沿顺时针方向D．在tT时最大，且沿顺时针方向【解析】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势tE，即E为的导数，有BS,S不变，与B成正比，所以，E与i的导数成正比，据此可以画出E-t图象如下：-1.5-1-0.500.511.50153045607590105120135150165180195210225240255270285300315330345360375390405iE从图象可以看出：A．在4Tt时为零，正确；B．在2Tt时改变方向，错误；C．在2Tt时为负最大，且沿顺时针方向，正确；D．在tT时为正最大，且沿逆时针方向，D错误。【答案】20．AC21．如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间5下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是A．a的质量比b的大B．在t时刻，a的动能比b的大C．在t时刻，a和b的电势能相等D．在t时刻，a和b的动量大小相等【解析】221aty，因为bayy，所以baaa，又mqEa，所以bamm，A错误；根据动能定理qEyWKE，因为bayy，所以kbEkaE，B正确；根据qEP，aq为正，bq为负，为正，所以PbPaEE，C错误；qEttmqEmmatmvp，所以在t时刻，a和b的动量大小相等，D正确。【答案】21．BD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：共129分。22．（6分）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。学科@网（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）。（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2，L=30.0cm，L1=10.4cm，乙的反应时间为__________s。（结果保留2位有效数字）（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。【答案】22．（1）12LLg（）（2）0.20（3）多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子623．（9分）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻（R0=20.0Ω）；V可视为理想电压表。S1为单刀开关，S2位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：（1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线；（2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；（3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表V的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表V的示数U2；（4）待测电阻阻值的表达式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）；（5）重复步骤（3），得到如下数据：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.4921UU3.443.433.393.403.39（6）利用上述5次测量所得21UU的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小数）【答案】723．（1）（4）2011URU（6）48.224．(12分)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求：（1）磁场的磁感应强度大小；（2）甲、乙两种离子的比荷之比。【答案】24．（1）设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B，由动能定理有211112qUmv①由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有211111vqvBmR②由几何关系知12Rl③由①②③式得14UBlv④（2）设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2，射入磁场的速度为v2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2。同理有222212qUmv⑤8222222vqvBmR⑥由题给条件有222lR⑦由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为1212:1:4qqmm⑧25．(20分)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=35，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量的大小；9（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。【解答】25．(1）设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成法则有0tanFmg①2220()FmgF②设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得2vFmR③由①②③式和题给数据得034Fmg④52gRv⑤（2）设小球到达A点的速度大小为1v，作CDPA，交PA于D点，由几何关系得sinDAR⑥(1cosCDR）⑦由动能定理有22011122mgCDFDAmvmv⑧由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为1232mgRpmv⑨（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g。设小球在竖直方向的初速度为v，从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有212vtgtCD⑩sinvv○11由⑤⑦⑩○11式和题给数据得355Rtg○12（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。学科@网33．[物理——选修3-3]（15分）（1）（5分）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中______。（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．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功10（2）（10分）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。【答案】33．（1）BCD（2）设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有1212ppgll（）①式中为水银密度，g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④11由①②③④式和题给条件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥34．[物理——选修3-4]（15分）（1）(5分)一列简谐横波