2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(天津卷)

这是一份2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(天津卷)，共14页。试卷主要包含了本卷共8题,每题6分,共48分，200等内容，欢迎下载使用。
绝密 ★ 启用前2019年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)理科综合　物理部分第Ⅰ卷注意事项:1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。2.本卷共8题,每题6分,共48分。一、单项选择题(每小题6分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)1.(2019·天津,1,6分)2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m,引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器的(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.周期为 B.动能为C.角速度为 D.向心加速度为A　解析探测器绕月球做圆周运动的向心力由万有引力提供,则有=ma=m=mrω2=mr,解得向心加速度a=、动能Ek=mv2=、角速度ω=、周期T=,故只有选项A正确。本题难度不大,但如果分不清月球半径和探测器绕转半径,则容易错选错误选项。2.(2019·天津,2,6分)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是(　　)A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布C　解析索塔受到向下的压力等于两侧钢索所连桥面的重力,与钢索的数量无关,选项A错误;由受力分析可知,减小钢索与索塔的夹角可以减小钢索受到的拉力,故应该适当增大索塔的高度才能减小钢索承受的拉力,选项B错误;索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下,但索塔两侧钢索不对称、拉力大小不同时,钢索对索塔的合力也有可能竖直向下,选项C正确、D错误。3.(2019·天津,3,6分)如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程(　　)A.动能增加mv2 B.机械能增加2mv2C.重力势能增加mv2 D.电势能增加2mv2B　解析小球由M到N点过程动能增加量为ΔEk=m(2v)2-mv2=mv2,选项A错误;小球在竖直方向做上抛运动,竖直方向的位移为h=,故克服重力做功为W=mgh=mv2,即重力势能增加mv2,选项C错误;动能增加mv2,重力势能增加mv2,故机械能增加2mv2,选项B正确;根据能量守恒定律可知,电势能减小2mv2,选项D错误。4.(2019·天津,4,6分)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭。则元件的(　　)A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与v无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为D　解析霍尔元件中电流方向向右,磁场方向向下,根据左手定则可知,电子向后表面偏转使后表面带负电,故后表面比前表面的电势低,选项A错误;电子在霍尔元件内受到的洛伦兹力等于电场力时,电子不再偏转,前、后表面的电压稳定,此时F=evB=e,可得前、后表面的电压U=Bav,故前、后表面的电压U与磁感强度B、元件宽度a和电子定向移动速度v有关,与元件长度c无关,选项B、C错误,选项D正确。5.(2019·天津,5,6分)右图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是(　　)C　解析由题图可知b光发生光电效应时的遏止电压最大,由光电效应方程可知,b光的频率最大、a光的频率最小,即b光在同一介质中的折射率最大、a光的折射率最小,故只有选项C正确。二、不定项选择题(每小题6分,共18分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分)6.(2019·天津,6,6分)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是(　　)A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加AD　解析核聚变相比核裂变生成物的半衰期小得多,核废料容易处理,更为安全、清洁,选项A正确;只有两个质量数较小的原子核才可以聚变成一个中等质量数的原子核,并不是任何两个原子核都可以发生聚变,选项B错误;聚变反应要放出核能,故生成的质量较大的核较聚变前发生质量亏损,但新核的核子结合得更牢固,比结合能变大,选项C错误、D正确。7.(2019·天津,7,6分)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是(　　)A.7 m/s B.2 m/s C.1.2 m/s D.1 m/sBC　解析由质点振动图象可知波的周期T=4 s,且t=0时x1正从平衡位置向下振动,x2正在波峰位置。若波沿x轴正方向传播,则(n+)λ=6 m,波速v== m/s(n=0、1、2、3……),当n=1时,v=1.2 m/s,选项C正确;若波沿x轴负方向传播,则(n+)λ=6 m,波速v== m/s(n=0、1、2、3……),当n=0时,v=2 m/s,选项B正确;把选项A、D数值代入上式时n取值均不合要求,选项A、D均错误。8.(2019·天津,8,6分)单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是              (　　)A.时刻线框平面与中性面垂直B.线框的感应电动势有效值为C.线框转一周外力所做的功为D.从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为BC　解析由题图可知时穿过线框的磁通量反向最大,故线框处在中性面位置,选项A错误;线框中产生的感应电动势的最大值为Em=NΦmω=,故有效值为E=,选项B正确;线框匀速转动一周外力做的功等于一个周期内线框中产生的焦耳热,则有W=T=,选项C正确;由法拉第电磁感应定律可得,时间内线框产生的平均感应电动势为===,选项D错误。第Ⅱ卷注意事项:1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。2.本卷共4题,共72分。9.(2019·天津,9,18分)(1)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h定义,“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.63×10-34,根据能量子定义,h的单位是　　　　　　,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为　　　　　　。 (2)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。①下列哪些措施能够提高实验准确程度　　　　。 A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是　　　　。 ③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=　　　　。(用图中线段的字母表示) (3)现测定长金属丝的电阻率。①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是　　　　 mm。 ②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号。电源E (电动势10 V,内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0~250 mA,内阻R1=5 Ω)电流表A2(量程0~300 mA,内阻约为5 Ω)滑动变阻器R (最大阻值10 Ω,额定电流2 A)开关S及导线若干③某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=　　　　。从设计原理看,其测量值与真实值相比　　　　(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案(1)J·s　kg·m2/s(2)①AD　②D　③(3)①0.200(0.196~0.204均可)②如右图③　相等解析(1)根据能量子的定义可知,E=hν,则h=,其中E的单位为“J”,ν的单位为“Hz”,即“”,要使能量子E的单位为“J”,h的单位只能为J·s; 根据功的定义式W=Fs和牛顿第二定律表达式F=ma,可得1 J·s=1 kg×m/s2×m×s=1 kg·m2/s。(2)①在插针法测定玻璃的折射率实验中,使用两光学面间距大的玻璃砖能更准确地确定玻璃砖内光线的位置,有利于减小实验误差,而两光学面是否平行对测量折射率没有影响,选项A准确、B错误;插针时要求后插的针挡住先插的针或先插的针的像,故选用细一点的大头针能更准确地确定光线位置,提高实验精确度,选项C错误;实验中是根据同侧两枚大头针的连线来确定入射光线或出射光线,故距离大些更好,选项D准确。 ②由题图可知实验使用的是平行玻璃砖,故出射光线应该与入射光线平行,选项A出射光线与入射光线在同一直线上,选项B、C中出射光线与入射光线不平行,故只有选项D正确。③设图中入射角为i,折射角为r,则sin i=、sin r=,故折射率n==。(3)①螺旋测微器的固定刻度尺上没有漏出第一条半毫米刻度线,可定刻度的示数为20.0×0.01 mm=0.200 mm,即为最后读数。②本实验是测金属丝电阻,给出的实验器材中没有电压表而有两个电流表,但没有定值电阻或电阻箱,不能用电流表改装成电压表使用,故首先要考虑利用电流表A1(因为内阻已知)作为电压表使用,故设计电路时电流表A1与待测电阻要并联,而电流表A2放在测量电路的干路上。在控制电路的设计时,滑动变阻器选用分压式接法能有效防止电流表被烧坏,并能最大限度的扩大调节范围。综上所述,电路图设计如图所示。 ③由电路图可知待测电阻两端的电压即为电流表A1的电压为U=I1R1,待测电阻的电流为I=I2-I1,故待测电阻为Rx==;仅从电路的设计原理来看,测量待测电阻的电压和电流都是准确的,故测量值和真实值相等。 10.(2019·天津,10,16分)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试,并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞,故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成,如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程,假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧,示意如图2,AB长L1=150 m,BC水平投影L2=63 m,图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=12°(sin 12°≈0.21)。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动,经t=6 s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m=60 kg,g=10 m/s2,求图1图2(1)舰载机水平运动的过程中,飞行员受到的水平力所做功W;(2)舰载机刚进入BC时,飞行员受到竖直向上的压力FN多大。答案(1)7.5×104 J　(2)1.1×103 N解析(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动,设其刚进入上翘甲板时的速度为v,则有= ①根据动能定理,有W=mv2-0 ②联立①②式,代入数据,得W=7.5×104 J③(2)设上翘甲板所对应的圆弧半径为R,根据几何关系,有L2=Rsin θ ④由牛顿第二定律,有FN-mg=m ⑤联立①④⑤式,代入数据,得FN=1.1×103 N⑥11.(2019·天津,11,18分)如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。PQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。(1)闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;(2)断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。答案(1)　方向水平向右　(2)mv2-kq解析(1)设线圈中的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律E=,则E=k ①设PQ与MN并联的电阻为R并,有R并= ②闭合S时,设线圈中的电流为I,根据闭合电路欧姆定律得I= ③设PQ中的电流为IPQ,有IPQ=I ④设PQ受到的安培力为F安,有F安=BIPQl ⑤保持PQ静止,由受力平衡,有F=F安 ⑥联立①②③④⑤⑥式得F= ⑦方向水平向右。(2)设PQ由静止开始到速度大小为v的加速过程中,PQ运动的位移为x,所用时间为Δt,回路中的磁通量变化为ΔΦ,平均感应电动势为,有= ⑧其中ΔΦ=Blx ⑨设PQ中的平均电流为,有= ⑩根据电流的定义得= 由动能定理,有Fx+W=mv2-0 联立⑦⑧⑨⑩式得W=mv2-kq 12.(2019·天津,12,20分)2018年,人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生,这种引擎不需要燃料,也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计),A、B间电压为U,使正离子加速形成离子束,在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值,离子质量为m,电荷量为Ze,其中Z是正整数,e是元电荷。(1)若引擎获得的推力为F1,求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少;(2)加速正离子束所消耗的功率P不同时,引擎获得的推力F也不同,试推导的表达式;(3)为提高能量的转换效率,要使尽量大,请提出增大的三条建议。答案(1)　(2)=　(3)见解析解析(1)设正离子经过电极B时的速度为v,根据动能定理,有ZeU=mv2-0 ①设正离子束所受的电场力为F1',根据牛顿第三定律,有F1'=F1 ②设引擎在Δt时间内飘入电极间的正离子个数为ΔN,由牛顿第二定律,有F1'=ΔNm ③联立①②③式,且N=得N= ④(2)设正离子束所受的电场力为F',由正离子束在电场中做匀加速直线运动,有P=F'v ⑤考虑到牛顿第三定律得到F'=F,联立①⑤式得= ⑥(3)为使尽量大,分析⑥式得到三条建议:用质量大的离子;用带电荷量少的离子;减小加速电压。