2018年北京市高考物理试卷【2020新】.pdf
2018年北京市高考物理试卷
一、选择题（本部分共8小题，每小题6分，共48分。在每小题列出的四个选
项中，选出最符合题目要求的一项）
1．（6.00分）在核反应方程He+N→O+X中，X表示的是（）
A．质子B．中子C．电子D．粒子
2．（6.00分）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
3．（6.00分）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
4．（6.00分）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0.15m。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．0.60m B．0.30m C．0.20m D．0.15m
5．（6.00分）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
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
6．（6.00分）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
7．（6.00分）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
8．（6.00分）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200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm 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
二、非选择题。
9．（18.00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，接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图象。
（3）观察v﹣t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是。v﹣t图象斜率的物理意义是。
（4）描绘v﹣t图象前，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△t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△x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。
10．（16.00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v B =30 m/s。取重力加速度g=10m/s2。
（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
力的大小。
11．（18.00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 图象的示意图，并说明U﹣I图象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。
12．（20.00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。
2018年北京市高考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本部分共8小题，每小题6分，共48分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项）
1．（6.00分）在核反应方程He+N→O+X中，X表示的是（）A．质子B．中子C．电子D．粒子
【分析】根据质量数和电荷数守恒求出x的电荷数和质量数，即可判断x是否表示电子、质子、还是中子。
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，He+N→O+X，X表示的是质子，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题比较简单，考查了核反应方程中的质量数和电荷数守恒的应用。
2．（6.00分）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
【分析】扩散现象表明分子是不停地做无规则运动的，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快；
布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，不是分子的运动；
分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小。
【解答】解：A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；
B、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子的不规则
运动的反映，故B错误；
C、分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故C正确；
D、分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小，
故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了分子间的相互作用力、布朗运动和扩散多个知识点，但都属于基础知识，平时多理解、多积累。
3．（6.00分）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
【分析】发生干涉的条件是两列光的频率相同。白光通过红色滤光片剩下红光，
仍满足干涉条件，即能发生干涉现象。
【解答】解：A、在双缝中，仍是频率相同的红光，因此能发生干涉现象，故A 错误；
B、由于只有红光干涉条纹，因此不会出现彩色条纹，也没有彩色条纹中的红色
条纹消失现象，故B错误；
C、在中央条纹，满足光程差为零，则是明条纹，并不变成暗条纹，故C错误；
D、得到白光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上红色滤光片，在双缝中的，
由于红光的频率相同，则能发生干涉，但不是彩色条纹，而是明暗相间的红色条纹，故D正确。
故选：D。
【点评】解决本题的关键知道光发生干涉的条件：两列光的频率必须相同。
4．（6.00分）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0.15m。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．0.60m B．0.30m C．0.20m D．0.15m
【分析】根据题中条件得到波长的一般表达式，然后根据n的取值求解波长的可能值。
【解答】解：P、Q两质点平衡位置相距0.15m。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，则有：
（n+）λ=0.15
解得：（n=0、1、2、3…）
当n=0时，λ=0.30m，
当n=1时，λ=0.10m，故B正确、ACD错误。
故选：B。
【点评】本题主要是考查波长的计算，解答本题要能够根据题中条件得到波长的
一般表达式，然后进行分析。
5．（6.00分）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
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
【分析】万有引力提供月球做圆周运动的向心力，在月球表面的物体受到的万有
引力等于重力，据此求出月球表面的重力加速度，从而即可求解。
【解答】解：设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R，月球轨道半径r=60R，物体在月球轨道上运动时的加速度为a，
由牛顿第二定律：G=ma…①；
月球表面物体重力等于万有引力：G=mg…②；
联立①②得：=，故B正确；ACD错误；
故选：B。
【点评】解决本题的关键掌握月地检验的原理，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这两个理论，并能灵活运用。
6．（6.00分）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
【分析】带电粒子刚好做匀速直线运动，则电场力等于洛伦兹力，只有磁场时，
粒子做匀速圆周运动，结合做圆周运动的条件判断。
【解答】解：带电粒子在电场中一定会受到电场力的作用；一个带电粒子进入电场、磁场共存的区域后做匀速直线运动，所以带电粒子受到的洛伦兹力与电场力大小相等，方向相反，即：qvB=qE
可知粒子的速度大小：v=是必须的条件，同时磁场的强弱与电场的强弱必须满
足v=；
同时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向与粒子速度的方向、磁场的方向垂直，
而电场力的方向与电场的方向平行，所以磁场的方向必定与电场的方向垂直；
由于带电粒子在磁场中做匀速直线运动，结合洛伦兹力产生的条件可知，速度的方向必须与磁场的方向垂直，同时由平衡条件可知，洛伦兹力的方向与电场力的方向相反，则二者的方向必定也要满足特定的条件；
而且由公式v=可知，粒子满足前面的两个条件时，与粒子的带电量以及粒子的电性都无关。
故C符合题意，ABD不符合题意。
本题选择与完成上述两类运动无关的，故选：C。
【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动，解题要抓住带电粒子刚好以某一初速度做匀速直线运动，可知电场力等于洛伦兹力，这一条件解题，知道带电粒子在电场、磁场中的运动情况是关键。
7．（6.00分）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
【分析】静电计指针的张角反应电容器两端间电势差的变化，抓住电容器带电量不变，根据C=，判定电容的变化，再依据U=，判断电势差的变化，从而即可求解。
【解答】解：A、由电容器带电量是某一极板的电量，再结合静电感应原理，可知，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，即能使电容器带电，故A正确；
B、将b板向上平移，正对面积减小，根据C=，电容减小，根据U=，Q 不变，则电势差增大，张角变大，故B错误。
C、在极板之间插入有机玻璃板，根据C=，电容增大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小，故C错误。
D、在实验中，只增加极板带电量，根据C=，电容C不变，根据U=，则电势差增大，张角变大，故D错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键掌握电容器的动态分析，电容器与电源断开，电量保持不变，电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差不变，同时理解电容器带电量的含义。
8．（6.00分）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200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm 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
【分析】根据运动的合成与分解，结合运动学公式，及力与运动关系，并由“力”与竖直方向的速度大小成正比，即可一一求解。
【解答】解：AB、在刚竖直上抛时，因竖直方向有速度，则受到水平向西的一
个力，导致物体水平向西有个加速度，虽然加速度会随着竖直方向速度减小而减小，但是加速运动，因此物体到最高点时，水平方向有速度，而水平方向加速度
却为零，原因是最高点，竖直方向速度为零，故AB错误；
CD、将此物体的运动分解成水平方向与竖直方向，在上抛过程中，水平方向速
度不断增大，当下降时，因加速度方向与水平速度方向相反，做减速运动，但在
落回到抛出点时，水平方向有向西的位移，因此落地点在抛出点西侧，故C错误，D正确；
故选：D。
【点评】考查力与运动的关系，掌握运动的合成与分解内容，理解从抛出到落回，为何水平方向有位移的原因。
二、非选择题。
9．（18.00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，接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A和C（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图象。
（3）观察v﹣t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是小车的速度随着时间均匀变化。v﹣t图象斜率的物理意义是加速度。
（4）描绘v﹣t图象前，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△t的要求是越小越好（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差有关（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。
【分析】（1）依据实验原理，结合打点计时器使用交流电源，通过某段时间内的
平均速度表示中时刻的瞬时速度，即可选取仪器；
（2）根据其它点的位置，确定C点的坐标，再平滑连接，形成图象；
（3）当速度与时间图象是过原点的直线时，则说明小车做匀变速直线运动，斜
率表示小车的加速度；
（4）当△t越小，即△x越小时，平均速度越接近瞬时速度；
（5）根据运动学位移与时间公式，测量出不同位移与其对应的时间平方关系，
从而即可检验。
【解答】解：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有电压合适的50 Hz交流电源，供打点计时器使用；
还需要刻度尺，来测量各点的位移大小，从而算出各自速度大小；
（2）根据标出计数点A、B、D、E对应的坐标点位置，及C点对应的时间，从而确定C点的位置，再将各点平滑连接，
如图所示：
（3）由v﹣t图象，是过原点的一条直线，可知，速度随着时间是均匀变化的，
说明小车是做匀变速直线运动；
图象的斜率，表示小车的加速度；
（4）当不知道小车是否做匀变速直线运动，若用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是越小越好，即，才使得平均速度接近瞬时速度；
从实验的角度看，对于选取的△x大小与速度测量的误差有关；
（5）“斜面实验”小球做匀加速直线运动，若小球的初速度为零，依据运动学速
度公式，则速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，
因此只需要测量小球在不同位移内对应的时间，从而可检验小球的速度是否随着时间均匀变化。
故答案为：（1）A，C；（2）如上图所示；（3）小车的速度随着时间均匀变化，加速度；（4）越小越好，有关；（5）通过不同位移，与其对应的时间平方是否成正比，即可检验小球的速度是随时间均匀变化的。
【点评】考查实验的原理，掌握作图法，理解图象的斜率含义，注意平均速度能
接近瞬时速度的要求，同时运动学公式的内容在本题的应用是解题的关键。
10．（16.00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v B =30 m/s。取重力加速度g=10m/s2。
（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
力的大小。
【分析】（1）从A到B根据速度位移关系求解AB的长度；
（2）根据动量定理求解合外力的冲量I的大小；
（3）根据受力情况画出运动员经过G点时受力示意图；根据动能定理、列方程
求解支持力的大小。
【解答】解：（1）从A到B根据速度位移关系可得：v B2﹣v A2=2aL，
解得：L=m=100m；
（2）根据动量定理可得：I=mv B﹣mv A=60×30﹣0=1800N?s；
（3）运动员经过G点时受到重力和支持力，如图所示；
根据动能定理可得：mgh=mv C2﹣mv B2，
根据解得第二定律可得：F N﹣mg=m
解得：F N=3900N。
答：（1）长直助滑道AB的长度为100m；
（2）运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小为1800N?s；
（3）若不计BC段的阻力，运动员经过C点时的受力图如图所示，其所受支持
力的大小为3900N。
【点评】本题主要是考查运动学计算公式、动量定理、动能定理和向心力的计算；利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
11．（18.00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 图象的示意图，并说明U﹣I图象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。
【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律得到U﹣I表达式，再画出图象；根据表达式分析图象与两坐标轴交点的物理意义；
（2）根据P=UI画出图象，根据闭合电路的欧姆定律结合电功率的计算公式求解
最大输出功率；
（3）电动势的定义式为E=；根据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。
【解答】解：（1）根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir，解得U=E﹣Ir，
画出的U﹣I图象如图所示；
图象与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流；
（2）a、如图中网格图形所示；
b、电路中的电流强度为I=
输出电功率P=I2R=（）2R=
当R=即R=r时输出功率最大，最大电功率P m=；
（3）电动势的定义式为E=，
根据能量守恒，在图1中，非静电力做的功W产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，
即：W=I2rt+I2Rt，
所以EIt=U内It+U外It，
解得E=U内+U外。
答：（1）U﹣I图象如图所示；图象与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交
点表示短路电流；
（2）a、如图中网格图形所示；b、R=r时输出功率最大，最大电功率P m=；（3）电源电动势定义式E=；证明见解析。