2019年高考理综物理真题试卷（天津卷）
一、单项选择题（每小题6分，共30分。）
1．（2019·天津）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 、半径为 ，探测器的质量为 ，引力常量为 ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为 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
2．（2019·天津）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
3．（2019·天津）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 的带电小球，以初速度 从 点竖直向上运动，通过 点时，速度大小为 ，方向与电场方向相反，则小球从 运动到 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
4．（2019·天津）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 、长为 的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 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 。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 ，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 与 无关
C．前、后表面间的电压 与 成正比
D．自由电子受到的洛伦兹力大小为
5．（2019·天津）如图为 、 、 三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由 、 、 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
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）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
7．（2019·天津）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．7m/s B．2m/s C．1.2m/s D．1m/s
8．（2019·天津）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 与时间 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 到 过程中线框的平均感应电动势为
三、非选择题
9．（2019·天津）
（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” 的数值为 ，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 。
（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 为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 、 点，再过 、 点作法线 的垂线，垂足分别为 、 点，如图所示，则玻璃的折射率 。（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 。
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 ，约为 ，画出实验电路图，并标明器材代号 。
电源 （电动势 ，内阻约为 ）
电流表 （量程 ，内阻 ）
电流表 （量程 ，内阻约为 ）
滑动变阻器 （最大阻值 ，额定电流 ）
开关 及导线若干
③某同学设计方案正确，测量得到电流表 的读数为 ，电流表 的读数为 ，则这段金属丝电阻的计算式 。从设计原理看，其测量值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
10．（2019·天津）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 是与水平甲板 相切的一段圆弧，示意如图2， 长 ， 水平投影 ，图中 点切线方向与水平方向的夹角 （ ）。若舰载机从 点由静止开始做匀加速直线运动，经 到达 点进入 。已知飞行员的质量 ， ，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 ；
（2）舰载机刚进入 时，飞行员受到竖直向上的压力 多大。
11．（2019·天津）如图所示，固定在水平面上间距为 的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒 和 长度也为 、电阻均为 ，两棒与导轨始终接触良好。 两端通过开关 与电阻为 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 。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 。 的质量为 ，金属导轨足够长，电阻忽略不计。
（1）闭合 ，若使 保持静止，需在其上加多大的水平恒力 ，并指出其方向；
（2）断开 ， 在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为 的加速过程中流过 的电荷量为 ，求该过程安培力做的功 。
12．（2019·天津）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 ，期中 是正整数， 是元电荷。
（1）若引擎获得的推力为 ，求单位时间内飘入 、 间的正离子数目 为多少；
（2）加速正离子束所消耗的功率 不同时，引擎获得的推力 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，请提出增天 的三条建议。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】牛顿第二定律；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】卫星卫做圆周运动，万有引力提供向心力：
A、 ，解得， ，A符合题意；
B、已知卫星的线速度为 ，周期 ，B不符合题意；
C、已知卫星的速度为 ，动能 ，C不符合题意；
D、求卫星的加速度，利用牛顿第二定律 ，解得 ，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，通过卫星的轨道半径，结合向心力公式求解卫星的周期、角速度、线速度和向心加速度即可。
2．【答案】C
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】A、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不符合题意；
B、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，故拉力只能增大拉力，B不符合题意；
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，C符合题意；
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
【分析】对索塔进行受力分析，受到斜向下的拉力，对这些力进行水平竖直正交分解，结合钢索与索塔的夹角，结合选项分析求解即可。
3．【答案】B
【知识点】功能关系；电场力做功
【解析】【解答】A、小球的初动能 ，小球的末动能 ，故小球的动能的变化量为 ，A不符合题意；
B、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 ，B符合题意；
C、小球在竖直方向重力做功，竖直方向的动能转化为动能，故重力势能增加了 ，C不符合题意；
D、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
【分析】小球向上运动，动能转化为重力势能，小球末动能大于初动能，故电场力做正功，电势能减小，结合动能定理分析求解即可。
4．【答案】D
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A、电流为正电荷流动的方向，负电荷向左移动，利用右手定规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，A不符合题意；
B、当电场力和洛伦兹力达到稳定后，电子就不再偏转，利用此条件可以得到方程 ，化简得到 ，故电压的大小与速度v有关，B不符合题意；
C、根据公式 可以看出，电压与长度c没有关系，C不符合题意；
D、当电场力和洛伦兹力达到稳定后，电子就不再偏转，利用此条件可以得到方程 ，其中电荷的电量为e，把q替换成e，电子受到的洛伦兹力为 ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】电流流过磁场时，在洛伦兹的作用下，电子发生偏转，在两个极板上积累形成电场，从而减弱电子的偏转，当电场力和洛伦兹力达到稳定后，电子就不再偏转，列方程结合选项分析求解即可。
5．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光电效应
【解析】【解答】通过光电效应图像中，三种频率的光的遏止电压可以看出，b光的遏止电压最大，B光的频率最大，a光的遏止电压最小，故频率最小；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不符合题意，C符合题意。
故答案为：C
【分析】同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大；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。
6．【答案】A,D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A、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硕更为安全、清洁，A符合题意；
B、自然界中氢元素最最容易聚变，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，B不符合题意；
CD、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，异能量的形式释放出去了，故聚变后质量会减小，结合能增加，C不符合题意；D符合题意；
故答案为：AD
【分析】核聚变和核裂变都可以释放出巨大的能量，根据反应前后的质量亏损，利用质能方程即可求出释放的能量。
7．【答案】B,C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】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 ，即 ，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
【分析】通过图片得到波的周期，结合两质点的振动情况列方程求解波速即可。
8．【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、通过磁通量与时间的图像可知，当时间为 时，导线框的磁通量最大，故此时导线框处在中性面上，A不符合题意；
B、通过磁通量与时间的图像可知，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；
C、导线框产生的电能全部转化为电阻的热量，利用公式W=PT= ，把电压的有效值代入，得到外力做功为 ，C符合题意；
D、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，为 ，时间为- ，相除得到平均电动势为 ，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，利用法拉第电磁感应定律，结合磁通量随时间的变化图像求解电压的表达式，根据表达式中的电压最大值求解电压的有效值，利用能量守恒定律求解外力对导线框做的功。
9．【答案】（1）；
（2）AD；D；
（3） （ 均可）；；；相等
【知识点】单位制及量纲；测定玻璃的折射率；导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）对于光子的能量可以用公式 ，其中E是能量，单位是焦耳， 是周期的倒数，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，能量焦耳的单位是 ，再根据公式 可得到普朗克常数的单位是 ；（2）①A选项：当利用插针法得到入射光线在上表面的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折射光线，A选项正确；
B选项：做实验室，使用的玻璃比较厚是可以的，不要求上下表面始终平行，B选项错误；
C选项 ：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；
D选项 ：两根大头针距离比较长时，可以准确的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）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；②③电流表A1的内阻是已知的，根据电流表的示数即可得到电流表两端的电压，U=I1R1，电流表A1与电阻并联，两者电压相等；流过电阻两端的电流为I1-I2，利用欧姆定律 ；
电流表A1的内阻是已知的，可以得到电阻两端的电压，流过电阻的电流利用并联电流规律来求解，电压和电流都是准确值，故测量值和真实值相等。
【分析】（1）该题目考查的是物理量的单位问题，结合能量的公式逐步向国际单位制方向转化即可。（2）插针法测量介质的折射率，是利用光的直线传播确定光线在上表面的折射光线的传播方向，再结合折射定律求解折射率，结合选项中的操作逐一分析即可；结合光的折射图像，利用几何关系求出入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率。（3）①明确螺旋测微器每一个小格代表的数值，并且在最后的读数时注意估读即可。②为了能得到比较多的数据，采用分压法，电流表A1的内阻是确定的，即可以利用此表充当电压表；③求解电阻的阻值，利用电阻两端的电压除以电流即可，电流和电压根据串并联电路电流、电压规律求解即可。
10．【答案】（1）解：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 ，则有
①
根据动能定理，有
②
联立①②式，代入数据，得
③
（2）解：设上翘甲板所对应的圆弧半径为 ，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
【知识点】动能定理的综合应用；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）飞机做匀变速直线运动，结合运动的位移和运动时间，利用运动学公式求解出飞机的末速度，再对飞机应用动能定理求解外力做功；（2）结合弧面的倾角，利用几何关系求解圆弧对应的半径，对飞机进行受力分析，利用向心力公式求解压力。
11．【答案】（1）解：设线圈中的感应电动势为 ，由法拉第电磁感应定律 ，则①设 与 并联的电阻为 ，有②闭合 时，设线圈中的电流为 ，根据闭合电路欧姆定律得
③
设 中的电流为 ，有
④
设 受到的安培力为 ，有
⑤
保持 静止，由受力平衡，由①②③④
F=F安⑥
联立①②③④⑤⑥式得
⑦方向水平向右
（2）解：设 由静止开始到速度大小为 的加速过程中， 运动的位移为 ，所用时间为 ，回路中的磁通量变化为 ，平均感应电动势为 ，有
⑧
其中
⑨
设 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
【知识点】欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）圆环中的磁通量发生改变，产生感应电动势，利用闭合电路欧姆定律求出流过导体棒的电流，利用安培力公式求解安培力，即拉力的大小；（2）利用法拉第电磁感应定律和电流的定义式求出导体棒走过的位移，对导体棒应用动能定理求解安培力做的功。
12．【答案】（1）解：设正离子经过电极 时的速度为 ，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 得
④
（2）解：设正离子束所受的电场力为 ，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）解：为使 尽量大，分析⑥式得到
三条建议：用质量大的离子；用带电量少的离子；减小加速电压。
【知识点】动量定理；功率及其计算
【解析】【分析】（1）利用动能定理求出粒子的末速度，结合获得的推力和动量定理求解出粒子数即可；（2）利用电场力乘以粒子的平均速度求解功率，粒子做匀加速运动，故平均速度为末速度的一半；（3）结合第一问求出的外力和第二问求解的功率，做差求出表达式，结合表达式中的物理量分析即可。
1 / 12019年高考理综物理真题试卷（天津卷）
一、单项选择题（每小题6分，共30分。）
1．（2019·天津）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 、半径为 ，探测器的质量为 ，引力常量为 ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为 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
【知识点】牛顿第二定律；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】卫星卫做圆周运动，万有引力提供向心力：
A、 ，解得， ，A符合题意；
B、已知卫星的线速度为 ，周期 ，B不符合题意；
C、已知卫星的速度为 ，动能 ，C不符合题意；
D、求卫星的加速度，利用牛顿第二定律 ，解得 ，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，通过卫星的轨道半径，结合向心力公式求解卫星的周期、角速度、线速度和向心加速度即可。
2．（2019·天津）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
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】A、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不符合题意；
B、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，故拉力只能增大拉力，B不符合题意；
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，C符合题意；
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
【分析】对索塔进行受力分析，受到斜向下的拉力，对这些力进行水平竖直正交分解，结合钢索与索塔的夹角，结合选项分析求解即可。
3．（2019·天津）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 的带电小球，以初速度 从 点竖直向上运动，通过 点时，速度大小为 ，方向与电场方向相反，则小球从 运动到 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
【知识点】功能关系；电场力做功
【解析】【解答】A、小球的初动能 ，小球的末动能 ，故小球的动能的变化量为 ，A不符合题意；
B、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 ，B符合题意；
C、小球在竖直方向重力做功，竖直方向的动能转化为动能，故重力势能增加了 ，C不符合题意；
D、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
【分析】小球向上运动，动能转化为重力势能，小球末动能大于初动能，故电场力做正功，电势能减小，结合动能定理分析求解即可。
4．（2019·天津）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 、长为 的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 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 。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 ，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 与 无关
C．前、后表面间的电压 与 成正比
D．自由电子受到的洛伦兹力大小为
【答案】D
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A、电流为正电荷流动的方向，负电荷向左移动，利用右手定规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，A不符合题意；
B、当电场力和洛伦兹力达到稳定后，电子就不再偏转，利用此条件可以得到方程 ，化简得到 ，故电压的大小与速度v有关，B不符合题意；
C、根据公式 可以看出，电压与长度c没有关系，C不符合题意；
D、当电场力和洛伦兹力达到稳定后，电子就不再偏转，利用此条件可以得到方程 ，其中电荷的电量为e，把q替换成e，电子受到的洛伦兹力为 ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】电流流过磁场时，在洛伦兹的作用下，电子发生偏转，在两个极板上积累形成电场，从而减弱电子的偏转，当电场力和洛伦兹力达到稳定后，电子就不再偏转，列方程结合选项分析求解即可。
5．（2019·天津）如图为 、 、 三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由 、 、 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光电效应
【解析】【解答】通过光电效应图像中，三种频率的光的遏止电压可以看出，b光的遏止电压最大，B光的频率最大，a光的遏止电压最小，故频率最小；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不符合题意，C符合题意。
故答案为：C
【分析】同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大；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。
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）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】A,D
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A、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硕更为安全、清洁，A符合题意；
B、自然界中氢元素最最容易聚变，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，B不符合题意；
CD、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，异能量的形式释放出去了，故聚变后质量会减小，结合能增加，C不符合题意；D符合题意；
故答案为：AD
【分析】核聚变和核裂变都可以释放出巨大的能量，根据反应前后的质量亏损，利用质能方程即可求出释放的能量。
7．（2019·天津）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．7m/s B．2m/s C．1.2m/s D．1m/s
【答案】B,C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】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 ，即 ，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
【分析】通过图片得到波的周期，结合两质点的振动情况列方程求解波速即可。
8．（2019·天津）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 与时间 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 到 过程中线框的平均感应电动势为
【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、通过磁通量与时间的图像可知，当时间为 时，导线框的磁通量最大，故此时导线框处在中性面上，A不符合题意；
B、通过磁通量与时间的图像可知，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；
C、导线框产生的电能全部转化为电阻的热量，利用公式W=PT= ，把电压的有效值代入，得到外力做功为 ，C符合题意；
D、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，为 ，时间为- ，相除得到平均电动势为 ，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，利用法拉第电磁感应定律，结合磁通量随时间的变化图像求解电压的表达式，根据表达式中的电压最大值求解电压的有效值，利用能量守恒定律求解外力对导线框做的功。
三、非选择题
9．（2019·天津）
（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” 的数值为 ，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 。
（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 为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 、 点，再过 、 点作法线 的垂线，垂足分别为 、 点，如图所示，则玻璃的折射率 。（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 。
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 ，约为 ，画出实验电路图，并标明器材代号 。
电源 （电动势 ，内阻约为 ）
电流表 （量程 ，内阻 ）
电流表 （量程 ，内阻约为 ）
滑动变阻器 （最大阻值 ，额定电流 ）
开关 及导线若干
③某同学设计方案正确，测量得到电流表 的读数为 ，电流表 的读数为 ，则这段金属丝电阻的计算式 。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）；
（2）AD；D；
（3） （ 均可）；；；相等
【知识点】单位制及量纲；测定玻璃的折射率；导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）对于光子的能量可以用公式 ，其中E是能量，单位是焦耳， 是周期的倒数，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，能量焦耳的单位是 ，再根据公式 可得到普朗克常数的单位是 ；（2）①A选项：当利用插针法得到入射光线在上表面的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折射光线，A选项正确；
B选项：做实验室，使用的玻璃比较厚是可以的，不要求上下表面始终平行，B选项错误；
C选项 ：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；
D选项 ：两根大头针距离比较长时，可以准确的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）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；②③电流表A1的内阻是已知的，根据电流表的示数即可得到电流表两端的电压，U=I1R1，电流表A1与电阻并联，两者电压相等；流过电阻两端的电流为I1-I2，利用欧姆定律 ；
电流表A1的内阻是已知的，可以得到电阻两端的电压，流过电阻的电流利用并联电流规律来求解，电压和电流都是准确值，故测量值和真实值相等。
【分析】（1）该题目考查的是物理量的单位问题，结合能量的公式逐步向国际单位制方向转化即可。（2）插针法测量介质的折射率，是利用光的直线传播确定光线在上表面的折射光线的传播方向，再结合折射定律求解折射率，结合选项中的操作逐一分析即可；结合光的折射图像，利用几何关系求出入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率。（3）①明确螺旋测微器每一个小格代表的数值，并且在最后的读数时注意估读即可。②为了能得到比较多的数据，采用分压法，电流表A1的内阻是确定的，即可以利用此表充当电压表；③求解电阻的阻值，利用电阻两端的电压除以电流即可，电流和电压根据串并联电路电流、电压规律求解即可。
10．（2019·天津）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 是与水平甲板 相切的一段圆弧，示意如图2， 长 ， 水平投影 ，图中 点切线方向与水平方向的夹角 （ ）。若舰载机从 点由静止开始做匀加速直线运动，经 到达 点进入 。已知飞行员的质量 ， ，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 ；
（2）舰载机刚进入 时，飞行员受到竖直向上的压力 多大。
【答案】（1）解：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 ，则有
①
根据动能定理，有
②
联立①②式，代入数据，得
③
（2）解：设上翘甲板所对应的圆弧半径为 ，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
【知识点】动能定理的综合应用；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）飞机做匀变速直线运动，结合运动的位移和运动时间，利用运动学公式求解出飞机的末速度，再对飞机应用动能定理求解外力做功；（2）结合弧面的倾角，利用几何关系求解圆弧对应的半径，对飞机进行受力分析，利用向心力公式求解压力。
11．（2019·天津）如图所示，固定在水平面上间距为 的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒 和 长度也为 、电阻均为 ，两棒与导轨始终接触良好。 两端通过开关 与电阻为 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 。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 。 的质量为 ，金属导轨足够长，电阻忽略不计。
（1）闭合 ，若使 保持静止，需在其上加多大的水平恒力 ，并指出其方向；
（2）断开 ， 在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为 的加速过程中流过 的电荷量为 ，求该过程安培力做的功 。
【答案】（1）解：设线圈中的感应电动势为 ，由法拉第电磁感应定律 ，则①设 与 并联的电阻为 ，有②闭合 时，设线圈中的电流为 ，根据闭合电路欧姆定律得
③
设 中的电流为 ，有
④
设 受到的安培力为 ，有
⑤
保持 静止，由受力平衡，由①②③④
F=F安⑥
联立①②③④⑤⑥式得
⑦方向水平向右
（2）解：设 由静止开始到速度大小为 的加速过程中， 运动的位移为 ，所用时间为 ，回路中的磁通量变化为 ，平均感应电动势为 ，有
⑧
其中
⑨
设 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
【知识点】欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）圆环中的磁通量发生改变，产生感应电动势，利用闭合电路欧姆定律求出流过导体棒的电流，利用安培力公式求解安培力，即拉力的大小；（2）利用法拉第电磁感应定律和电流的定义式求出导体棒走过的位移，对导体棒应用动能定理求解安培力做的功。
12．（2019·天津）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 ，期中 是正整数， 是元电荷。
（1）若引擎获得的推力为 ，求单位时间内飘入 、 间的正离子数目 为多少；
（2）加速正离子束所消耗的功率 不同时，引擎获得的推力 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，请提出增天 的三条建议。
【答案】（1）解：设正离子经过电极 时的速度为 ，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 得
④
（2）解：设正离子束所受的电场力为 ，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）解：为使 尽量大，分析⑥式得到
三条建议：用质量大的离子；用带电量少的离子；减小加速电压。
【知识点】动量定理；功率及其计算
【解析】【分析】（1）利用动能定理求出粒子的末速度，结合获得的推力和动量定理求解出粒子数即可；（2）利用电场力乘以粒子的平均速度求解功率，粒子做匀加速运动，故平均速度为末速度的一半；（3）结合第一问求出的外力和第二问求解的功率，做差求出表达式，结合表达式中的物理量分析即可。
1 / 1
