2019年高考物理真题试卷天津卷（精校版）

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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
理科综合共300分，考试用时150分钟。
物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至7页，共120分。
答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
祝各位考生考试顺利！
第Ⅰ卷
注意事项：
1.每题选出答案后，用铅笔将答题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）
1.2018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
答案：A
解析：卫星卫做圆周运动，万有引力提供向心力：
，解得，，
已知卫星的线速度为，周期，A正确；动能，选项B错误；角速度，选项C错误；由牛顿第二定律，解得，选项D错误。故答案为A
2.2018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
答案：C
解析：把钢索和桥看成一个整体，两者的重力之和全部由索塔承受，增加钢索，对索塔的压力就会增加；A错误；
索塔的高度降低，钢索与索塔的夹角就会变大，钢索要在竖直方向提供相同的力，故钢索的拉力只会增大，B错误；
C、索塔两侧的钢索对称分布，且拉力相等，水平方向的分量相互抵消，故只有竖直方向的分量，钢索对索塔的合力竖直向下C正确；
D、就该问题来说，要使索塔受到的力合力向下，方式有无数多种，只是要兼顾着美观而做成对称的样子，D不符合题意。
故答案为：C
3.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
B.机械能增加
C.重力势能增加
D.电势能增加
答案：B
解析：小球的初动能，小球的末动能，由动能定理，得小球的动能的变化量为，A错误；
小球在竖直方向重力做功，机械能不会发生变化，在水平方向，电场力做正功，动能增加了，故机械能增加了，选项B正确；
小球在竖直方向重力做功，竖直方向的动能转化为重力势能，故重力势能增加了，C错误；
在水平方向，电场力做正功，动能增加了，相应的电势能减小了，D不符合题意。
故答案为：B
4.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e成正比
D.自由电子受到的洛伦兹力大小为
答案：D
解析：电流为正电荷流动的方向，则电子向左移动，利用左手定则可以看出负电荷在后表面积累，电场线由前表面指向后表面，故前表面的电势高，选项A错误；
当电场力和洛伦兹力达到平衡后，电子就不再偏转，即有，化简得到，故电压的大小与速度v有关，
B错误；
将电量q替换成e，则电子受到的洛伦兹力为，选项D正确；
根据公式可以看出，电压与长度c没有关系，选项C错误。
故答案为：D
5.如图为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（
）
答案：C
解析：在光电效应图像中，三种频率的光的遏止电压可以看出，b光的遏止电压最大，所以b光的频率最大，a光的遏止电压最小，故a光的频率最小；同种介质，对于频率不同的光来说，介质的折射率不同，频率越高，折射率越大，当入射角相同时，频率越大，折射角越大，所以b光的折射角最大，偏折最明显，a光偏折最小，c光介于两者之间，ABD错误，选项C正确。
故答案为：C
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.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
答案：AD
解析：核聚变的原料是氢元素，聚变后的产物是氦元素，相对于核聚变的铀元素来说更为安全、清洁，选项A符合题意；
自然界中氢元素最容易聚变，其他的某些元素可能会聚变，但是需要极高的能量才可以，并不是所有的元素都能聚变，选项B错误；
两个轻核发生聚变释放能量，根据质能方程，聚变后的质量会有亏损，以能量的形式释放出去了，故聚变后质量会减小，比结合能增加，选项C错误；D正确；
故答案为：AD
7.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1m和x2=7m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.
B.
C.
D.
答案：BC
解析：通过两个图像可以看出波的周期为4s，两个质点的距离间隔为6m，因为振动具有周期性，故时间间隔不能确定，为，其中n为整数，那么两个质点间的关系为，当n=1的时候，速度v=1.2m/s，当n=
-1时，速度大小为2
m/s，两者的差别是波的传播方向不同，AD不符合题意，BC符合题意。
故答案为：BC
8.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到过程中线框的平均感应电动势为
答案：BC
解析：根据Φ-t图像可知，当时间为时，导线框的磁通量最大，故此时线框平面处在中性面上，A错误；
通过Φ-t图像可知，磁通量满足函数，对该函数中的时间t求导数，可得到电动势的表达式，其中为电动势的最大值，除以得到电压的有效值为，B符合题意；
线框转一周过程中导线框产生的电能全部转化为电阻的热量，由，把电压的有效值代入，得到外力做功为，选项C正确；
求解0--内的电动势平均值，利用公式求解，其中是磁通量的变化量等于，时间为，相除得到平均电动势为，选项D错误。
故选B、C。
二、非选择题
9.（1）第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“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，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______。
答案：
解析：对于光子的能量可以用公式，其中E是能量，单位是焦耳，ν是频率（周期的倒数），单位是每秒，通过该公式的变形可得到普朗克常数的单位是焦秒，即；
在国际单位制中，由，能量的单位焦耳是，再根据公式可得到普朗克常数的单位是。
（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______。（用图中线段的字母表示）
答案：①AD
②D
③
解析：①当利用插针法得到，入射光线在上表面的入射点和折射光线在下表面的出射点后，入射玻璃板比较厚，那么就可以比较准确的得到玻璃砖中的折射光线，A选项正确；
做实验时，使用的玻璃比较厚是可以的，但不要求上下表面始终平行，B选项错误；
使用粗的大头针不利于准确的确定光沿直线传播的方向，引入的误差比较大，C选项错误；
两根大头针距离比较远时，可以准确地确定在下表面出射的光线的传播方向，提高实验精确度，D选项正确。
②当光线经过上下平行的两个界面的时候，入射光线和最终的出射光线是平行的关系，但是在中间发生了折射，并不会在同一条直线上，D选项正确；ABC选项错误；
③根据三角函数和几何关系可以得到，入射角的正弦值，折射角的正弦值，根据折射定律。
（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100Ω，画出实验电路图，并标明器材代号_____。
电源E
（电动势10V，内阻约为10Ω）
电流表A1
（量程0～250mA，内阻R1=5Ω）
电流表A2
（量程0～300mA，内阻约为5Ω）
滑动变阻器R
（最大阻值10Ω，额定电流2A）
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：①0.200（0.196
～0.204均可）
②
如答图示
③
相等
解析：①该螺旋测微仪的分度值是0.01mm，一个小格代表0.01mm，现在螺旋测微仪转过了20.0个小格，其中后面的0是估读，相乘即可得到该金属丝的直径是0.200mm；
②如答图示
③电流表A1的内阻R1是已知的，根据电流表A1的示数I1即可得到电阻Rx两端的电压，U=I1R1，电流表A1与电阻并联，两者电压相等；流过电阻Rx两端的电流为I=I1-I2，利用欧姆定律得；
电流表A1的内阻是已知的，可以得到电阻Rx两端的电压，流过电阻Rx的电流利用并联电流规律来求解，Rx两端的电压和电流都是准确值，故测量值和真实值相等。
10.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=150m，BC水平投影L2=63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=120（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m=60kg，，求
（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。
解：（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的B点时速度为v，则有
①
根据动能定理，有
②
联立①②式，代入数据，得
③
（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有
④
由牛顿第二定律，有
⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
⑥
11.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。
解：设线圈中的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律
①
设PQ与MN并联的电阻为R并，有R并=R/2
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
③
设PQ中的电流为IPQ，有
④
设PQ受到的安培力为F安，有
⑤
保持PQ静止，由受力平衡，有
⑥
联立①②③④⑤⑥式得水平恒力
⑦
水平恒力的方向水平向右
（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，平均感应电动势为，有
⑧
其中
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
?
联立⑦⑧⑨⑩??式得
?
12.2018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、之间的匀强电场（初速度忽略不计），、间电压为，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，电荷量为，其中是正整数，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。
解：设正离子经过电极B时的速度为v，根据动能定理，有
①
设正离子束所受的电场力为，根据牛顿第三定律，有
②
设引擎在时间内飘入电极间的正离子个数为，由牛顿第二定律，有
③
联立①②③式，且单位时间内飘入的正离子数目，得
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
⑤
考虑到牛顿第三定律得到，联立①⑤式得
⑥
（3）为使尽量大，分析④式得到三条建议：
用质量大的离子；用带电量少的离子；减小加速电压。
E
M
N
v
2v
c
前表面
电流
上表面
后表面
a
B
U
I
O
Uc
Ub
Ua
a
b
c
A.
a
b
c
B.
c
b
a
C.
a
c
b
D.
b
c
a
O
t/s
y/cm
2
6
4
5
-5
图1
O
t/s
y/cm
2
6
4
5
-5
图2
O
t
Φ
T
Φm
-Φm
B
B.
A.
C.
D.
A
B
D
C
N
O
N'
Rx
A1
A2
E
S
R
Rx
A1
A2
E
S
R
答图
图1
θ
L1
L2
A
B
C
图2
B
P
Q
N
M
S
A
B
U
气体
电离室
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精品试卷·第
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