2019年北京卷理综物理高考试题(含答案)
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2019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)
本试卷共16页,共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
第一部分(选择题 共120分)
本部分共20小题,每小题6分,共120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。13.一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则
A.此刻a的加速度最小 B.此刻b的速度最小
C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动 D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置
14.利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。
下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A.甲对应单缝,乙对应双缝 B.甲对应双缝,乙对应单缝 C.都是单缝,甲对应的缝宽较大 D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大 15.下列说法正确的是
A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变
16.如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出。
下列说法正确的是 A.粒子带正电
B.粒子在b点速率大于在a点速率
C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出 D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
2019北京卷 第1页(共5页)
b a B 甲
图2
乙
光源 图1 P 光屏
O b c x y a
17.如图所示,a、b两点位于以负点电荷–Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则 A.a点场强的大小比b点大 B.b点场强的大小比c点小 C.a点电势比b点高 D.b点电势比c点低
18.2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该
卫星
A.入轨后可以位于北京正上方 C.发射速度大于第二宇宙速度
B.入轨后的速度大于第一宇宙速度 D.若发射到近地圆轨道所需能量较少
-Q a c b 19.光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给
出了6次实验的结果。
组 第 一 组 第 二 组 次 1 2 3 4 5 6 入射光子的能量/eV 4.0 4.0 4.0 6.0 6.0 6.0 相对光强 弱 中 强 弱 中 强 光电流大小/mA 29 43 60 27 40 55 逸出光电子的最大动能/eV 0.9 0.9 0.9 2.9 2.9 2.9 由表中数据得出的论断中不正确的是 A.两组实验采用了不同频率的入射光 B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eV D.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大
20.国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。例如,
s-1。历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太阳日定义秒。但是,以实由m和s可以导出速度单位m·
物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用1967年用铯–133原子基态的两个超精物理常量来定义则可避免这种困扰。
细能级间跃迁辐射的频率??=9 192 631 770 Hz定义s;1983年用真空中的s-1定义m。2018年第26届国际计量大会决定,7个基光速c=299 792 458 m·
本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应??,m对应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是
A.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性
B.用真空中的光速c(m·s-1)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义 C.用基本电荷e(C)定义安培(A),因为电荷量与电流I存在I=q/t,而s已定义 D.因为普朗克常量h(J·s)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位
2019北京卷 第2页(共5页)
第二部分(非选择题 共180分)
本部分共11小题,共180分。 21.(18分)
用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有 。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平 C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
图1
图2 P 重锤线 M Q 硬板 白纸 x A B N C y2 x y1 (2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的 (选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时 (选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则y 32(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为___________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是____________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛
运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白
纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
2019北京卷 第3页(共5页)
y11
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们
能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。 A.在水平方向上做匀速直线运动 C.在下落过程中机械能守恒
(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足
够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。
同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因。
22.(16分)
如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd,其边长为L,总电阻为R,ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动,求: (1)感应电动势的大小E; (2)拉力做功的功率P; (3)ab边产生的焦耳热Q。 23.(18分)
电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差U随电荷量q的变化图像都相同。
(1)请在图1中画出上述U-q图像。类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,求两极间电压为U时电容
器所储存的电能Ep。
(2)在如图2所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略
内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图3中①②所示。
a.①②两条曲线不同是 (选填E或R)的改变造成的; b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电。依据a
中的结论,说明实现这两种充电方式的途径。
E
图2
2019北京卷 第4页(共5页) S 0 图3
t q C R ① ② 0 图1
q U v d c B
a b B.在竖直方向上做自由落体运动
(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增
加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
电源两端电压 通过电源的电流
24.(20分)
雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变,重力加速度为g。
(1)质量为m的雨滴由静止开始,下落高度h时速度为u,求这一过程中克服空气阻力所做的功W。
22
(2)将雨滴看作半径为r的球体,设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=krv,其中v是雨滴的速
“恒流源” (2)中电源 度,k是比例系数。
v a.设雨滴的密度为ρ,推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式;
b.示意图中画出了半径为r1、r2(r1>r2)的雨滴在空气中无
初速下落的v-t图线,其中_________对应半径为r1的雨滴
0 ① ② t (选填①、②);若不计空气阻力,请在图中画出雨滴无初速下落的v-t图线。
(3)由于大量气体分子在各方向运动的几率相等,其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于
2
运动方向面积为S的圆盘,证明:圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f∝v(提示:设单位体积内
空气分子数为n,空气分子质量为m0)。
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2019年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合参考答案(北京卷)
13.C 14.A 15.A 16.C 17.D 18.D 19.B 20.D 21.(18分)
(1)BD
(2)a.球心 需要 b.大于 x(3)AB (4)B
(5)物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力——重力,做平抛运动;随着物体初速度增大,运动范围变大,引力不能再看作恒力;当物体初速度达到第一宇宙速度时,做圆周运动而成为地球卫星。 22.(16分)
(1)由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E=BLv (2)线圈中的感应电流I?E Rg
y2?y1拉力大小等于安培力大小F=BIL B2L2v2拉力的功率P?Fv?
RR(3)线圈ab边电阻Rab?
4时间t?L v2B2L3vab边产生的焦耳热Q?IRabt?
4R23.(18分)
(1)u–q图线如答图1;
2019北京卷 第6页(共5页)
电压为U时,电容器带电Q,图线和横轴围成的面积为所储存的电能Ep 1Ep?QU,又Q?CU
21故Ep?CU2
2(2)a.R
b.减小电阻R,可以实现对电容器更快速充电;增大电阻R,可以实现更均匀充电。 (3)
电源两端电压 通过电源的电流 24.(20分)
1(1)根据动能定理mgh?W?mu2
21可得W?mgh?mu2
2“恒流源” 增大 不变 (2)中电源 不变 减小 (2)a.根据牛顿第二定律mg?f?ma kr2v2得a?g?
m当加速度为零时,雨滴趋近于最大速度vm 雨滴质量m?43πr? 34π?gr 3k由a=0,可得,雨滴最大速度vm?b.① 如答图2
(3)根据题设条件:大量气体分子在各方向运动的几率相等,其对静止雨滴的作用力为零。以下只考虑雨滴下落的定向运动。
简化的圆盘模型如答图3。设空气分子与圆盘碰撞前后相对速度大小不变。在?t时间内,与圆盘碰撞的空气分子质量为?m?Sv?tnm0
2019北京卷 第7页(共5页)
以F表示圆盘对气体分子的作用力,根据动量定理, 有F?t??m?v 得F?nm0Sv2
由牛顿第三定律,可知圆盘所受空气阻力 f?v2
采用不同的碰撞模型,也可得到相同结论。
2019北京卷 第8页(共5页)
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