2019年高考物理真题试卷(海南卷)
一、单项选择题:(共6题;共24分)
1.如图,静电场中的一条电场线上有M、N两点,箭头代表电场的方向,则( )
A. M点的电势比N点的低 B. M点的场强大小一定比N点的大C. 电子在M点的电势能比在N点的低 D. 电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
2.如图,一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面(纸面)上,铜线所在空间有一匀强磁场,磁场方向竖直向下。当铜线通有顺时针方向电流时,铜线所受安培力的方向( )
A. 向前 B. 向后 C. 向左 D. 向右
3.汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶。前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2。从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为( )
A. 10m B. 20m C. 25m D. 50m
4.2019年5月,我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km,是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右,则( )
A. 该卫星的速率比“天宫二号”的大 B. 该卫星的周期比“天宫二号”的大C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大 D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
5.如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为 𝜇 ,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A. 𝐹−2𝜇𝑚𝑔 B. 13𝐹+𝜇𝑚𝑔 C. 13𝐹−𝜇𝑚𝑔 D. 13𝐹
6.如图,一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上,硬币与竖直转轴 𝑂𝑂' 的距离为r,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为 𝜇 (最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起 𝑂𝑂' 轴匀速转动,则圆盘转动的最大角速度为( )
A. 12𝜇𝑔𝑟 B. 𝜇𝑔𝑟 C. 2𝜇𝑔𝑟 D. 2𝜇𝑔𝑟
二、多项选择题:(共4题;共20分)
7.对于钠和钙两种金属,其遏止电压 𝑈𝑐 与入射光频率ν的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量,则( )
A. 钠的逸出功小于钙的逸出功B. 图中直线的斜率为 ℎ𝑒C. 在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较高
8.如图,一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由 𝑅1 、 𝑅2 和 𝑅3 三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1后( )
A. 流经 𝑅1 的电流减小到原来的 14 B. 𝑅2 两端的电压增加到原来的2倍C. 𝑅3 两端的电压减小到原来的 12 D. 电阻上总的热功率减小到原来的 14
9.如图,虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,两电荷量相同的粒子P、Q从磁场边界的M点先后射入磁场,在纸面内运动。射入磁场时,P的速度 𝑣P 垂直于磁场边界,Q的速度 𝑣Q 与磁场边界的夹角为45°。已知两粒子均从N点射出磁场,且在磁场中运动的时间相同,则( )
A. P和Q的质量之比为1:2 B. P和Q的质量之比为 2:1C. P和Q速度大小之比为 2:1 D. P和Q速度大小之比为2:1
10.三个小物块分别从3条不同光滑轨道的上端由静止开始滑下。已知轨道1、轨道2、轨道3的上端距水平地面的高度均为 4ℎ0 ;它们的下端水平,距地面的高度分别为 ℎ1=ℎ0 、 ℎ2=2ℎ0 、 ℎ3=3ℎ0 ,如图所示。若沿轨道1、2、3下滑的小物块的落地点到轨道下端的水平距离分别记为 𝑠1 、 𝑠2 、 𝑠3 ,则( )
A. 𝑠1>𝑠2 B. 𝑠2>𝑠3 C. 𝑠1=𝑠3 D. 𝑠2=𝑠3
三、实验题:(共2题;共18分)
11.用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为:待测电流表A(量程10mA,内阻约为 50𝛺 ),滑动变阻器 𝑅1 ,电阻箱R,电源E(电动势约为6V,内阻可忽略),开关 S1 和 S2 ,导线若干。
(1)根据实验室提供的器材,在图(a)所示虚线框内将电路原理图补充完整,要求滑动变阻器起限流作用;
(2)将图(b)中的实物按设计的原理图连线;
(3)若实验提供的滑动变阻器有两种规格
① 10𝛺 ,额定电流2A ② 1500𝛺 ,额定电流0.5A
实验中应该取________。(填“①”或“②”)
12.某同学利用图(a)的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中,光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上,一轻弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接;细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂砝码(实验中,每个砝码的质量均为 𝑚=50.0g )。弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在直尺上读出。实验步骤如下:
①在绳下端挂上一个硅码,调整滑轮,使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触;
②系统静止后,记录砝码的个数及指针的位置;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内):
④用n表示砝码的个数,l表示相应的指针位置,将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题:
(1)根据下表的实验数据在图(b)中补齐数据点并做出 𝑙−𝑛 图像________。
l
1
2
3
4
5
𝑙cm
10.48
10.96
11.45
11.95
12.40
(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及 𝑙−𝑛 图线的斜率 𝛼 表示,表达式为 𝑘= ________。若g取 9.80m/s2 ,则本实验中 𝑘= ________ Nm (结果保留3位有效数字)。
四、计算题:(共2题;共26分)
13.如图,用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点:初始时,轻绳处于水平拉直状态。现将a由静止释放,当物块a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b滑行的最大距离为s。已知b的质量是a的3倍。b与水平面间的动摩擦因数为 𝜇 ,重力加速度大小为g。求
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小;
(2)轻绳的长度。
14.如图,一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨,导轨间距为l;两根相同的导体棒AB、CD置于导轨上并与导轨垂直,长度均为l;棒与导轨间的动摩擦因数为 𝜇 (最大静摩擦力等于滑动摩擦力):整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。从 𝑡=0 时开始,对AB棒施加一外力,使AB棒从静止开始向右做匀加速运动,直到 𝑡=𝑡1 时刻撤去外力,此时棒中的感应电流为 𝑖1 ;已知CD棒在 𝑡=𝑡0(0<𝑡0<𝑡1) 时刻开始运动,运动过程中两棒均与导轨接触良好。两棒的质量均为m,电阻均为R,导轨的电阻不计。重力加速度大小为g。
(1)求AB棒做匀加速运动的加速度大小;
(2)求撤去外力时CD棒的速度大小;
(3)撤去外力后,CD棒在 𝑡=𝑡2 时刻静止,求此时AB棒的速度大小。
五、[物理-选修3-3](共1题;共12分)
15.
(1)一定量的理想气体从状态M出发,经状态N、P、Q回到状态M,完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程;从N到P、从Q到M是等容过程;其体积-温度图像(V-T图)如图所示。下列说法正确的是________。
A.从M到N是吸热过程 B.从N到P是吸热过程C.从P到Q气体对外界做功 D.从Q到M是气体对外界做功E.从Q到M气体的内能减少
(2)如图,一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,一重量不可忽略的光滑活塞将容器内的理想气体分为A、B两部分,A体积为 𝑉𝐴=4.0×10−3m3 。压强为 𝑝A=47cmHg ;B体积为 𝑉𝐵=6.0×10−3m3 ,压强为 𝑝𝐵=52cmHg 。现将容器缓慢转至水平,气体温度保持不变,求此时A、B两部分气体的体积。
六、[物理-选修3-4](共1题;共12分)
16.
(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为0.2s, 𝑡=0 时的波形图如图所示。下列说法正确的是________。
A.平衡位置在 𝑥=1m 处的质元的振幅为0.03mB.该波的波速为10m/sC.𝑡=0.3s 时,平衡位置在 𝑥=0.5m 处的质元向y轴正向运动D.𝑡=0.4s 时,平衡位置在 𝑥=0.5m 处的质元处于波谷位置E.𝑡=0.5s 时,平衡位置在 𝑥=1.0m 处的质元加速度为零
(2)一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷,凹面与圆柱体下底面可透光,表面其余部分均涂有遮光材料。过圆柱体对称轴线的截面如图所示。O点是球形凹陷的球心,半径OA与OG夹角 𝜃=120° 。平行光沿轴线方向向下入射时,从凹面边缘A点入射的光线经折射后,恰好由下底面上C点射出。已知 𝐴𝐵=𝐹𝐺=1cm , 𝐵𝐶=3cm , 𝑂𝐴=2cm 。
(i)求此透明材料的折射率;
(ii)撤去平行光,将一点光源置于球心O点处,求下底面上有光出射的圆形区域的半径(不考虑侧面的反射光及多次反射的影响)。
答案解析部分
一、单项选择题:
1.【答案】 C
【考点】电场强度和电场线,电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A、沿电场线方向电势降低,通过木给出的电场线方向可以判断出,N点的电势比M点的电势低,A不符合题意; B、电场线的疏密程度表示电场强度的大小,题目中只给出了一根电场线,无法判断出电场线的疏密程度,所以M点和N点的场强无法比较,B不符合题意; C、负电荷在电势高的地方电势能大,N点的电势比M点的电势低,故电子在M点的电势比较低,C符合题意; D、M点和N点的场强无法比较,故电子在M点和N点受到的电场力无法比较,D不符合题意。 故答案为:C。 【分析】等差等势面密集的地方,电场强度比较大,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
2.【答案】 A
【考点】安培力,左手定则
【解析】【解答】利用左手定则判断导线受到的安培力方向,四指指向电流的方向,磁感线穿过手心,大拇指的指向即为该段导线受到的安培力方向, 半圆形导线受到的安培力如图所示,左右对称,故左右方向的分量全部抵消,合力向上,即向前,A符合题意。 故答案为:A 【分析】结合电流和磁场方向,利用左手定则判断导线受到的安培力方向即可。
3.【答案】 C
【考点】匀变速直线运动基本公式应用,匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】汽车做匀减速运动,初速度为20m/s,末速度为0,加速度为8m/s2 , 结合匀变速直线运动公式𝑣𝑡2−𝑣02=2𝑎𝑠 , 代入数据求解汽车运动的距离为25m,C符合题意。 故答案为:C 【分析】汽车做匀减速运动,结合汽车的初速度和加速度,利用运动学公式求解运动的位移。
4.【答案】 B
【考点】万有引力定律及其应用,卫星问题
【解析】【解答】A、卫星做圆周运动,万有引力提供向心力,𝐺𝑀𝑚𝑟2=𝑚𝑣2𝑟 , 解得卫星的线速度为𝑣=𝐺𝑀𝑟 , 可见,当卫星的半径越大时,线速度就越小,所以北斗卫星的线速度比较小,A不符合题意; B、线速度有周期的关系为𝑇=2πr𝑣=2πr3GM , 可见,轨道的半径越大,周期越长,所以北斗卫星的周期大,B符合题意; C、角速度与线速度的关系为𝜔=𝑣𝑟=𝐺𝑀𝑟3 , 可见半径越大,加角速度越小,所以北斗卫星的角速度比较小,C不符合题意; D、北斗卫星的距离地球比较远,受到的万有引力比较小,故加速度比较小,D不符合题意。 故答案为:B。 【分析】卫星离地球远近,线速度越大,环绕周期越短,受到的万有引力就比较大,所以加速度就比较大。
5.【答案】 D
【考点】对单物体(质点)的应用,物体的受力分析
【解析】【解答】对P物体进行受力分析,受到绳子的张力和摩擦力,对Q物体进行受力分析,受到绳子的张力、摩擦力和绳子的拉力,利用牛顿第二定律分别对两个物体列方程: 𝑇−𝜇𝑚𝑔=𝑚𝑎 𝐹−𝑇−2𝜇𝑚𝑔=2𝑚𝑎 两个方程联立求出绳子的张力𝑇=13𝐹 , 故答案为:D。 【分析】分别对两个物体进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程联立求解绳子的张力。
6.【答案】 B
【考点】向心力,圆周运动实例分析,物体的受力分析
【解析】【解答】物体在圆盘上运动,静摩擦力提供向心力维持物体的圆周运动,应用向心力公式得:𝜇𝑚𝑔=𝑚𝜔2𝑟 , 解得物体临界的角速度为: 𝜔=𝜇𝑔𝑟 , B符合题意。 故答案为:B 【分析】物体做圆周运动,静摩擦力提供向心力,结合运动的半径和向心力公式求解临界角速度大小。
二、多项选择题:
7.【答案】 A,B
【考点】光电效应
【解析】【解答】A、图像与横坐标的交点为光子的频率,对应光子的能量,频率越高光子的能量就越大,对应的逸出功就越大,所以钙的逸出功比钠的大,A符合题意; B、根据光电效应公式E=hν﹣W,其中E的表达式还可以写作E=eUc,联立求出关于电压与频率的新的表达式为𝑈𝐶=ℎ𝑒𝜈−𝑊𝑒 , 可见图像的斜率ℎ𝑒 , B符合题意; C、要想使金属发生光电效应,必须使光的频率足够大才可以,与光强无关。C不符合题意; D、钠的逸出功比较小,要使两种金属溢出的电子能量相同,照射金属钠的频率比较低就可以,D不符合题意; 故答案为:AB。 【分析】光电效应中,当外界的光子能量比较大时,电子获得的能量就大,溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功,v是光子的频率。
8.【答案】 C,D
【考点】变压器原理,欧姆定律
【解析】【解答】将该变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1,原线圈的匝数增加,所以副线圈得到的电压就会降低,降低为原来的一半; A选项:𝑅1两端的电压变为原来的一半,根据欧姆定律可得电流变为原来的一半,A选项错误; BC选项:同理, 𝑅2 和 𝑅3组成的支路电压变为原来的一半,B选项错误,C选项正确; D选项:根据变压器原、副线圈的匝数比的变化可知,副线圈两端的电压减半,通过欧姆定律可知,电流减半,故电功率变为原来的14. 故答案为:CD 【分析】利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可,再利用欧姆定律求出电流的变化,进而分析电功率的变化。
9.【答案】 A,C
【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】假设P的轨道半径为r,那么根据几何关系可以确定粒子Q的轨道半径为2r; 粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,列方程得;𝑞𝑣𝐵=𝑚𝑣2𝑟 , 解得速度𝑣=𝑞𝐵𝑟𝑚; 利用速度公式𝑡=𝑠𝑣求解两个粒子的运动时间; 粒子P:𝑡𝑃=𝜋𝑟𝑞𝐵𝑟𝑚𝑝=𝜋