2018全国Ⅱ卷含物理答案解析

无线星空-----提升、乐学、筑梦1二、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14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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.如图，某同学用绳子拉动木箱，使他从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定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【答案】A【解析】根据动能定理可得:12mv2−0=WF−Wf又知道摩擦力做负功则木箱获得的动能一定小于拉力所做的功15.高空坠物极易对行人造成伤害，若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为A.10NB.102NC.103ND.104N【解析】C：【解析】设向下为正，受力分析和动量定理可得：mgt−Nt=mv−0①又根据动能定理：mgh=12mv2②联立方程解得N=103N16.2018年2月，我国500m口径设点望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19ms,假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10−11N∙m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为A.5×109kg/m3B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3【答案】C【解析】万有引力提供向心力GMmR2=m4π2T2R；v=43πR3；ρ=MV；联立可得ρ=3πGT2，代入可知C17.用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz【答案】B【解析】Ek=hν−W0，当ν最小时hν=W0，则ν=W0h.代入数值可得B正确18.如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为32l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图像可能是无线星空-----提升、乐学、筑梦2ABCD【答案】D【解析】在线框运动过程中，两边的导体棒切割磁感线，会产生感应电动势。由法拉第电磁感应定律知，两导体棒上产生的感应电动势大小相同。在运动过程中会出现两根导体棒都在切割相同方向的磁感线，故会出现电流为0的一段过程。而且运动过程中导体棒中电流会反向。因此选择D19.甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度-时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是无线星空-----提升、乐学、筑梦3A.两车在t1时刻也并排行驶B.t1时刻甲车在后，乙车在前C.甲车加速度先增大后减小D.乙车加速度先减小后增大【答案】BD【解析】A、B项，可根据速度-时间图像与时间轴所围面积大小判断位移大小，在t1−t2时间内，甲车位移大于乙车位移，又知t2时刻两车相遇，因此t1时刻甲车在后，乙车在前，故B项正确C、D项，根据图像可知，甲、乙的斜率均先减小后增大，因此甲、乙的加速度先减小后增大，故C项错误，D项正确。20.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1，L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a,b两点，他们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a,b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0，方向也垂直于纸面向外。则A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为712B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为112B0C.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为112B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为712B0【答案】AC【解析】设L1在a,b两点产生的磁感应强度大小为B1，设设L2在a,b两点产生的磁感应强度大小为B2，B0−(B1+B2)=13B0;B0+B2−B1=12B0联立可得B1=712B0，B2=112B021.如图，同一平面内的a,b,c,d四点处于匀强磁场中，电场方向与此平面平行，M为a,c连线的中点，N为b,d连线的中点，一电荷量为q（q0）的粒子从a移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是无线星空-----提升、乐学、筑梦4A.此匀强电场的场强方向一定与a,b两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1+W22C.若c,d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W2qLD.若W1=W2，则a,M两点之间的电势差一定等于b,N两点之间的电势差【答案】BD【解析】由于题目未说明W1，W2数量关系，故无法确定场强方向，故A错。W1=qUab，W2=qUcd，匀强电场中，M,N为中点，φM=φa+φc2，φN=φb+φd2,WMN=qUMN=W1+W22，故B对。由于无法确定场强是否沿cd方向，故C错。若W1=W2即Uab=Ucd，故φa−φb=φc−φd；φa−φc=φb−φd；则UaM=φa−φc2，UbN=φb−φd2，则UaM=UbN，故D对三．非选择题：共174分，第22-32题为必考题，每个题考生必须做答。第33-38为选考题，考生一句要求做答。（一）必考题：共129分22.（6分）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100μA,内阻900Ω）；电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω)；电阻箱R2(阻值范围0~99999.9Ω)；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程是3V的直流电压表。组装好的多用表有直流电流1mA和电压3V两档。回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2其中*为公共接线柱a和b分别是电流档和电压档的接线柱。(2)电阻箱的阻值R1=____________Ω.R1=____________Ω。(保留两位有效数字)【解析】（1）先并联改电流表再串联改电压表无线星空-----提升、乐学、筑梦5(2)由Rx=UgI−Ig=100Ω=1.0×102，由Rx=U−UgI=2910Ω=2.9×103Ω23.（9分）某同学用途（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列问题(1)f4=__________N(2)在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线；(3)与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式f=__________,f-m图线（直线）的斜率的表达式k=____________;(4)取g=9.80m/s2由绘出的f-m图线求得μ=____________(保留2位有效数字)【解析】(1)2.75(2)无线星空-----提升、乐学、筑梦6(3)f=μMg+μg∙mk=μg(4)由k=∆f∆m=μg得μ=0.4024.（12分）汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5m，A车向前滑动了2.0m，已知A和B的质量分别为2.0×103kg和1.5×103kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g=10m/s2.求（1）碰撞后的瞬间B车速度的大小；（2）碰撞前的瞬间A车速度的大小。解析：（1）设碰后B车的速度为vB、位移为xB，减速的加速度大小为a=1m/s2，vB2=2axB得vB=√2axB=√2×1×4.5m/s=3m/s（2）设碰后A车的速度为vA、位移为xA，减速的加速度大小为a=1m/s2，vA2=2axA得vA=√2axA=√2×1×2m/s=2m/s设碰前A车的速度为v0，根据动量守恒得：mAv0=mAvA+mBvB代入得：v0=4.25m/s25.（20分）一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xoy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xoy平面；磁场的上下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正无线星空-----提升、乐学、筑梦7电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。（1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；（2）求该粒子从M点射入时速度的大小；（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。(1)(2)设初速度为v0，进入磁场的速度为v，速度偏转角为θ由题意可知：t=L′v0y=12at2=EqL′22mv02vy=EqL′mv0sinθ=L2mvBqsinθ=vyv=EqL′mv0vEqL′mv0v=BqL2mv得:v0=2EL′BL（3）θ=60°tanθ=2tanα=√3tanα=12Eqm(l′v0)2l′=√32得：qm=4√3EL′B2L2无线星空-----提升、乐学、筑梦8t1=t3=L′v0=BL2Et2=13T=13×2πmBq=√3πBL218EL′t=t1+t2+t3=BLE+√3πBL218EL′【选修3-3】（1）（5分）对于实际的气体，下列说法正确的是A、气体的内能包括气体分子的重力势能B、气体的内能包括分子之间相互作用的势能C、气体的内能包括气体整体运动的动能D、气体体积变化时，其内能可能不变E、气体的内能包括气体分子热运动的动能【解析】：BDE。气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能，与整体的重力势能和动能均无关。（２）（10分）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度为g。【解析】：活塞从a到b过程恒压的，封闭气体压强p。以活塞为研究对象mg+p0S=pS……(1)气体对外做功W=pS∙h…….(2)联立以上两式得W=mgh+p0Sh……(3)此过程可列盖吕萨克定律HST0=(H+h)ST……(4)解得T=(hH+1)T0……(5)34.（15分）【物理选修3-4】(1)（5分）声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，经空气和桥传到另一端的时间差为1.00s，则桥长为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______。【答案】36524517𝜆设在钢铁中的传播时间为𝑡1,在空气中传播时间为𝑡2，桥长为s。则s=340t2=4900t1，而𝑡2−𝑡1=1𝑠𝑡1≈0.073𝑠，带入得s≈365𝑚由λ=𝑣𝑓，频率不变，所以λ钢λ空=4900340，得λ钢=24