2019年北京市通州区高考物理一模试卷(解析版

1、2019 年北京市通州区高考物理一模试卷一、单选题（本大题共 8 小题，共 48.0 分）1. 如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运 动的说法正确的是（ ）A. 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动C. 液体温度越低，布朗运动越剧烈D. 悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显2. 交通信号灯有红、黄、绿三种颜色，关于这三种信号灯发出的单色光，下 列说法正确的是（ ）A. 红光频率最大B. 红光最容易发生衍射现象C. 绿光波长最大D. 黄光光子能量最小3. 如图所示，甲图为一列简谐横波在 t=0.5s

2、时刻的波动图象，乙图为这列波上质点P 的振动图象，则该波（ ）为真空室的俯视图。 若此时电磁铁中通有图示电流， 电子沿逆时针方向运动， 则下列说法正确的是 （ ）A. 若电磁铁中电流减小，则电子被加速B. 若电磁铁中电流增大，则电子被加速C. 若电子被加速，是因为洛伦兹力对其做正功D. 电子受到的感生电场力提供圆周运动的向心力7. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置如图所示，在水平桌面上固定放置一个斜面，把桌 子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置由静止释放 钢球， 在白纸上得到痕迹 A，以后每次将桌子向后移动相同的距离x，每次都让钢球从斜面的同一

3、位置滚下，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹B、C、D，测得 BC、CD 间的距离分别为 y2 和 y3下列说法 错误 的是（）页，共 7 页A. 实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与垂线垂直B. 每次让小球从同一位置由静止释放，是为了具有相同的水平初速度C. 可以求得 ： ：5D. 可以求得小钢球离开水平桌面时的速度为4.A. 沿 x 轴负方向传播，波速为C. 沿 x 轴正方向传播，波速为如图所示， 电场中一个带电粒子只在电场力作用下， 动到 B 点，图中实线为电场线， 虚线为粒子运动轨迹， A. 粒子带正电B. 沿 x 轴正方向传播，波速为D. 沿 x 轴负方向传播，波速为5.B. 粒

4、子在 A 点的加速度大于在 B 点的加速度C. 粒子的电势能不断增加D. 粒子的动能不断增加以一定的初速度由 下列说法正确的是8. 如图所示，在真空中有一个带正电的点电荷，位于不带电的薄金属球壳 的球心处。由于静电感应，在薄金属球壳的内外表面会感应出电荷。已 知点电荷的电荷量为 +Q，薄球壳半径为 R类比于磁通量的定义，我们 可以把穿过某个面的电场线条数称为穿过这个面的电通量。图中a、 b是与薄球壳同心的两个球面， M 是薄金属球壳中的一点。 k 为静电力常 量。下列说法正确的是（ ）A. 金属球壳外表面带负电，内表面带正电剑桥大学物理学家海伦?杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过

5、计算机模拟技术探寻特技动作的极限， 设计了一个令人惊叹不己的高难度动 作-“爱因斯坦空翻”。现将“爱因斯坦空翻”模型简化，如图所示，自行车 和运动员从 M 点由静止出发， 经 MN 圆弧，从 N 点竖直冲出后完成空翻。 忽略 自行车和运动员的大小， 将自行车和运动员看做一个整体， 二者的总质量为 m， 在空翻过程中，自行车和运动员在空中的时间为 t，由 M 到 N 的过程中，克服B. 金属球壳中 M 点的场强大小为C. 穿过 a、b 两球面的电通量大小相等D. a、b 两球面处的场强大小相等 二、实验题探究题（本大题共 1 小题，共 12.0 分） 9. 用如图 1 所示的实验装置做“验证机械

6、能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物 带动纸带从静止开始下落摩擦力做功为 W空气阻力忽略不计， 重力加速度为 g。下列说法正确的是 （ ）A. 自行车和运动员从 N 点上升的最大高度B. 自行车和运动员在 MN 圆弧的最低点处于失重状态C. 由 M 到 N 的过程中，自行车和运动员重力的冲量为零D. 由 M 到 N 的过程中，运动员至少做6. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使 电子加速的设备。它的基本原理如图所示，在上、下两个电磁铁的磁极之 间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大 小、方向可以变化，所产生的感生电场使电

7、子加速。甲图为侧视图，乙图 除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是 （填字母代号）。F 作用下，导体棒沿导轨向右导轨间距，与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。在平行于导轨的拉力匀速运动，速度 v=5m/s。求：（ 1）感应电流 I 的大小，并判断导体棒 MN 中的感应电流的方向。（2）导体棒 MN两端电压 U 的大小。（ 3）拉力 F 的大小。A交流电源 B秒表C刻度尺 D 天平（带砝码） 关于本实验，下列说法正确的是 （填字母代号）。A应选择质量大、体积小的重物进行实验B释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态C先释放纸带，后接通电源 实验中，得到如图 2 所示的一条纸带。在纸带上选取三个

8、连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点 O（O 点与下一点的间距接近 2mm）的距离分别为 hA、 hB、 hC已知当地重力加速度为 g，打点计 时器的打点周期为 T设重物质量为 m。从打 O点到 B点的过程中， 重物的重力势能变化量 Ep=动能变化量 Ek= 。（用已知字母表示） 某同学用如图 5 所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F 0已知小球质量为 m，当地重力加速度为 g。在误差允许范围内，当满足关系式 时，可验证机械能守恒。L、直径为 d，用如图 1 所示的12.

9、 一个氘核（H）和一个氚核（H ）聚变时产生一个中子（n）和一个 粒子（ He）。已知氘核的质量 mD，氚核的质量为 mT，中子的质量 mn， 粒子的质量 ma，光速为 c，元电荷电量为 e。 （ 1）写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能E。（ 2）反应放出的 粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为 R，磁感应强度大小为 B求粒子在磁场中圆周运动的周期T 和等效电流 I 的大小。（3）1909 年卢瑟福及盖革等用 粒子轰击金箔发现， 绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 或只发生很小的偏转，但有些 粒子发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。卢瑟福认为“枣

10、 糕模型”中的电子不足以把 粒子反弹回来，在经过深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式 结构模型。以一个 粒子以速度 v 与原来静止的电子发生弹性正碰为例，请通过计算说明为什么电子 不能把 粒子反弹回来（已知 粒子的质量是电子质量的 7300 倍）。三、计算题（本大题共 5 小题，共 60.0 分）10. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，测得连入电路的金属丝的长度为电路图测得金属丝电阻为 R。请写出该金属丝电阻率的表达式：=(用已知字母表示）。在图 1 中，金属丝电阻的测量值选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。13. 2018年 12月 27日中国北斗卫星导航系统开始提供全球服务，

11、标志着北斗系统正式迈入全球时代。覆 盖全球的北斗卫星导航系统由静止轨道卫星（即地球同步卫星）和非静止轨道卫星共 35 颗组成的。卫 星绕地球近似做匀速圆周运动。已知其中一颗地球同步卫星距离地球表面的高度为h，地球质量为 M e，地球半径为 R，引力常量为 G。a求该同步卫星绕地球运动的速度v 的大小；b如图所示， O 点为地球的球心， P点处有一颗地球同步卫星， P点所在的虚线圆轨道为同步卫星绕 地球运动的轨道。已知 h=5.6R忽略大气等一切影响因素，请论证说明要使卫星通讯覆盖全球，至少 需要几颗地球同步卫星？如图 2，使用螺旋测微器测得金属丝的直径d为 mm。11. 如图所示， 足够长的平

12、行光滑金属导轨水平放置， 宽度 L=0.4m，一端连接 R=1.5 的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应 强度 B=0.2T，电阻 r=0.5 的导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于14. 今年年初上映的中国首部科幻电影 流浪地球 引发全球热议。 根据量子理论， 每个光子动量大 P= （ h 为普朗克常数， 为光子的波长）。当光照射到物体表面时将产生持续的压力。设有一质量为m 的飞行器，其帆面始终与太阳光垂直，且光帆能将太阳光全部反射。已知引力常量为 G ，光速为 c，太阳质 量为 Ms，太阳单位时间辐射的总能量为E若以太阳光对飞行器光帆的撞击力为动力，使飞行器始终朝着远离

13、太阳的方向运动，成为“流浪飞行器”。请论证：随着飞行器与太阳的距离越来越远，是否 需要改变光帆的最小面积 s0（忽略其他星体对飞行器的引力）第 11 页，共 7 页答案和解析4m/s；故可判断波沿 x 轴正方向 传播，波速为 4m/s，因此C 正确，ABD 错误 ；1. 【答案】 A【解析】解：AB 、布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无 规则运动产生的撞 击力不平衡引起的， 它既不是液体分子的运 动，也不是固体小颗粒分子的运 动，而是小颗粒的运 动。故A正确，B错 误；C、颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈。故C错误； D、悬浮微粒越大，液体分子撞 击 作用的不平衡性表 现 得越不明 显

14、。故 D 错误 。 故选：A。布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无 规则运动产生的撞 击力不平衡引起的，它既不 是液体分子的运 动，也不是固体小颗粒分子的运 动，而是小颗粒的运动。颗粒越小，温度越高， 布朗运 动越剧烈。本题考查了布朗运动。对布朗运动的本质理解是本 题的关键。2. 【答案】 B【解析】解：ABD 、交通信号灯有红、黄、绿三种颜色，红光波长最长，频率最短，能量最小，而绿光波长 最短，频率最高，能量最大，故 ABD 错误；C、因红光的波长最长，则其最容易 发生衍射现象，故B 正确；故选：B。根据 红光波 长最长，频率最短，而绿光波 长最短，频率最高；波长越长的越容易 发生明显的

15、衍 射现象，从而即可求解。考查电磁波中波 长的长短与频率的高低，掌握明 显衍射的条件。3. 【答案】 C【解析】解：由图乙可以看出 过了 0.5s时刻 P点要往 y轴正方向运 动，因此可以判断波沿 x轴正方向传播； 由图甲看出波长为 4m，由图乙看出周期 为 1s，根据波长、波速和周期的关系可以算的波速 为 故选：C。根据 0.5s时刻 P点的运 动方向可以判断波的 传播方向，由两个图中直接读出波长的大小和周期 的大小 进而算出波速。该题较为简单 ，但是不要判断错误 t=0.5s时的质点速度方向，要熟 记波长、频率（周期）和波速 之间的关系 进而求解。4. 【答案】 C【解析】解：A、由题目中

16、图所示，粒子从 A到B，粒子的轨迹向左弯曲，电场力逆着电场线方向，所以粒 子带负电，故A 错误；BCD、从A 到 B，电场线 越来越密，所以电场强度增大，电场力也变大，则加速度也增大；电场 力逆着电场线方向，与速度方向 夹角大于 90，所以电场力对粒子做负功，其动能减小，因此速 度不断减小；电场力做负功，电势能增大，故 BD错误 C正确。故选：C。电场力作用下从 A 到 B，由运动与力关系可知，电场力方向大体指向运 动轨迹弯曲一 侧，即可 判断带电粒子带负电；电场线 的疏密表示 电场强度的强弱，从而判断电场力大小和粒子的加速 度和速度的 变化。本题关键是根据运 动轨迹来判定电场力方向，由曲线运

17、动条件可知合力偏向曲 线内侧；电场线 的疏密表示 电场强 度的强弱；用电场力做功判断速度和 电势能的变化。5. 【答案】 D【解析】解：A、上升与下降过程各占总时间的一半，即上升的最大高度 h= gt2，故A 错误B、自行车和运动员在 MN 圆弧的最低点有向上的加速度， 处于超重状态，故B错误C、由M到 N的过程中，自行车和运动员重力的冲量 为重力与时间之积，不是0，故C错误D、选取 M 到 P过程，高由M 到 N运动员做功为W，由动能定理：W-W-mgh=0，解得：W =W+mgh= mg2t2+W，故D 正确故选：D竖直方向的位移之比根据 连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的 时间间

18、 隔，结合水根据竖直上抛的时间，通过竖直上抛运动的对称性求出上升的高度，根据 动能定理求出自行 车 运动员从 M到 N至少做功的大小。运用动能定理解 题首先需确定研究 对象和研究 过程，分析有哪些力做功，根据 动能定理列式求 解。6. 【答案】 B【解析】解：AB、当电磁铁中应通以方向如 图甲所示，大小增强的电流，线圈中的磁场就增大了，根据 楞次定律，感生电场产 生的磁场要阻碍它增大所以感生 电场俯视图为顺时针 方向，所以电子运 动逆时针方向电场力作用下加速运 动，在洛伦兹力约束下做圆周运动，故A错误，B 正确。 CD、由上分析可知，电子受到的感生 电场力做加速运 动的力，电场力做正功，洛伦兹

19、力提供 圆 周运动的向心力，洛伦兹力不做功，故 C错误，D 错误； 故选：B。根据右手螺旋定 则，结合电磁波理 论，则可磁场发生变化，通过楞次定律可判断出 涡旋电场的 方向，从而可知电子在涡旋电场下的运 动。解决本题的关键掌握楞次定律判断感 应电流的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感 应电流 磁场磁通量的 变化。7. 【答案】 D【解析】解：A、实验前应对实验装置反复 调节，直到桌面与垂线垂直，故A 正确。B、为了保证小球的初速度相同，每次 让小球从斜面的同一位置由静止 释放，故B 正确。C、每次将桌子向后移 动相同的距离 x，结合分运 动具有等时性，知AB 、BC、CD 的时间相等， 则 A

20、B 、BC、CD的位移之比 为 1：3：5，故C正确。D、根据竖直方向上得，T=，则初速度，故D 错误。本题选错误 的，故选：D。平抛运 动在水平方向上做匀速直 线运动，在竖直方向上做自由落体运 动，结合运动学公式得出 平位移和 时间间隔求出初速度解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和 竖直方向上的运 动规律，结合运动学公式和推论 灵活求解8. 【答案】 C【解析】解：A、金属壳内电子受 Q的吸引，内表面为负电，外表面带正电，故A 错误B、M 点由于静 电屏蔽，场强为 0，故B错误C、电场线全部通过 a，b面，则电通量相等，故 C正确D、a处的场强要大于 b处的场强，故D 错误故选：C。金属壳

21、内电子受 Q的吸引，内表面感应出负电荷，外表面为正电荷；M 点由于静电屏蔽，场强为 0；电场线 全部通 过 a，b 面，可确定电通量；电场线 密场强 大。明确静电屏蔽的特点：内部场强为 0，电势相等，电场线的疏密体 现场强的大小。9. 【答案】 AC AB mghBF0=3mg【解析】解：（1）实验中打点计时器需接交流 电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离。时间可以通过打点 计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力 势能的减小量是否相等， 质量可以约 去，不需要天平，故选：AC。（2）AB、为了减小阻力 对其影响，选用重锤时，应该选 用质量大体 积小重锤的进行实验，为了 减小纸带和限位

22、孔间的摩擦阻力，要求纸带保持竖直状态，故AB 正确； C、应先接通电压后释放纸带，故C错误；故选 AB。（3）从打O点到打 B点的过程中，重物的重力势能变化量EP=-mghB，B 点的瞬时速度 ，则动 能的增加量 为；：（1）在最低点，根据牛顿 第二定律得，若机械能守恒，则有： ，联立解得：F0=3mg，所以需要验证机械能守恒，只需测量小钢球A的质量以及小钢球通过最低点 N 点时传感器示数 F0=3mg 即可；故答案为： AC； AB ； -mghB； F0=3mg；（1）根据实验 的原理确定所需 测量的物理量，从而确定所需的器材。（2）掌握本实验中的注意事 项，掌握如何选择选择重物，操作时限

23、位孔和纸带竖直放置可减小 摩擦阻力，以及先接通 电源后 释放纸带；（3）根据下降的高度求出重力 势能的变化量，根据某段时间内的平均速度等于中 间时刻的瞬 时 速度求出 B点的速度，从而得出 动能的变化量。解决本题的关键知道实验的原理以及注意事 项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬 时速 度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力 势能的 变化量。10. 【答案】小于 4.700【解析】解： 根据电阻定律有：R= ，结合 S=得：= ； 电流表外接，测量值偏小，故选“小于 ” 根据螺旋 测 微器读数方法，直径 为（4.5+20.0 0.01）mm=4.700mm，注意估读。 故答案为

24、：； “小于” 4.700。 根据 电阻定律 R= ，S= ；可得 电流表外接，测 量值偏小，可解 根据螺旋 测微器读数方法，精确到 0.01mm 估读到千分位，可解。 本题考查测量金属丝电阻率实验，涉及螺旋测微器读数方法，电阻定律，外接法，难度较小，容 易出错的是螺旋 测微器读数，容易少零。11. 【答案】 解：（ 1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势：E=BLv=0.4 V由闭合电路欧姆定律可得，感应电流： I= =0.2A根据右手定则（或楞次定律）， MN 中感应电流的方向为 N M（ 2）由欧姆定律可得，导体棒两端电压： U=IR=0.3V（ 3）金属棒在匀速运动过程中，所受的安培

25、力大小为：F 安=BIL =0.016 N因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力：F=F 安=0.016N。答：（ 1）感应电流 I 的大小为 0.2A， MN 中感应电流的方向为 NM。（ 2）导体棒 MN 两端电压为 0.3V 。3）拉力 F 的大小为 0.016N。 解析】（1）由E=BLv 求出导体棒切割磁感 线产生的感 应电动势 E，由闭合电路欧姆定律求出感 应电流 I，根据右手定则判断感 应电流的方向；（2）由U=IR 即可求出 导体棒两端的 电压 U；（3）拉力F的大小 为 0.016N。对于电磁感应现象中涉及 电路问题的分析方法是：确定哪部分相当于 电源，哪部分相当于外电 路，

26、要知道导体棒两端的 电压 U是外电压，不是内电压，不能根据 U=Ir 求U。12. 【答案】 解：（ 1）核反应方程为：H+ H n+ He反应释放的核能为22E=mc =（ mD+mT-m-mn） c（ 2）设 粒子的速度大小为 v，由 2evB=m周期 T=得 粒子在磁场中运动周期： T=由电流定义式 I= ，得环形电流大小： I=（ 3）设电子的质量为 me，碰撞后 粒子的速度为 v，电子的速度为 ve。取碰撞前 粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv=mv+meve由能量守恒定律得 mv2= mv2+ meve2得 v =v因 m me ，1所以 vv，即 粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹。答：2（ 1）核反应方程为：H+ H n+ He，释放的核能 E是（mD+mT-m-mn）c 。（ 2） 粒子在磁场中圆周运动的周期 T为 ，等效电流 I 的大小是 。（ 3）见上。【解析】1）根据质量数守恒和 电荷数书写核反应方程；求出质量亏损，再根据爱因斯坦 质能方程求解 释放的核能 E（2）粒子在与匀强磁场垂直的平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第 二定律求周期 T根据电流的定义求等效电流