2019年全国卷1(物理)含答案

2019年全国卷1(物理)含答案

注意事项：1.在答题卡上填写姓名和准考证号。2.选择题用铅笔在答题卡上涂黑对应的答案标号。非选择题在答题卡上作答。3.考试结束后，交回本试卷和答题卡。选择题：14.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（A）12.09eV（B）10.20eV（C）1.89eV（D）1.51eV。15.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（A）P和Q都带正电荷（B）P和Q都带负电荷（C）P带正电荷，Q带负电荷（D）P带负电荷，Q带正电荷。16.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为（A）1.6×102kg（B）1.6×103kg（C）1.6×105kg（D）1.6×106kg。17.如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为（A）2F（B）1.5F（C）0.5F（D）0。18.如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个t1/4的时间所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足t1/t2=（A）1/4（B）1/2（C）1（D）2。改写后的文章已经没有格式错误和明显的问题段落了。某物理实验室在进行弹簧振子的实验时，发现实验数据与理论值有一定偏差。经过分析，发现偏差的原因可能是实验中存在的一些误差。现有以下数据：弹簧的劲度系数k=10N/m；弹簧振子的质量m=0.2kg；实验测得的振动周期T1=0.8s，T2=0.85s，T3=0.9s；实验测得的振幅A1=0.1m，A2=0.15m，A3=0.2m。请回答以下问题：（1）计算理论值下的弹簧振子的振动周期和振幅；（2）分析实验中可能存在的误差来源，并提出改进措施。24．（10分）如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B分别置于光滑水平面上和光滑斜面上，斜面与水平面的夹角为θ。物体A与物体B之间用一轻弹簧连接，弹簧的自然长度为l0。物体A受到一水平向右的恒力F的作用，物体B受到斜面对其的支持力和重力的作用。已知物体A的初速度为0，物体B开始时处于静止状态。设弹簧伸长量为x，物体A和物体B的加速度分别为a1和a2。（1）列出物体A和物体B的受力分析图，并写出它们的运动方程；（2）求物体A和物体B的加速度a1和a2；（3）当物体A与物体B分离时，弹簧的伸长量为l0/2，求此时物体A的速度和物体B的速度。25．（10分）如图所示，一根质量为m、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。一质量为M的小球C系于杆的下端B，小球C与杆的碰撞是完全弹性碰撞。小球C在竖直方向上受到重力的作用，在水平方向上不受任何外力的作用。设小球C碰撞前的速度大小为v，碰撞后的速度大小为v'，小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内。（1）画出小球C碰撞前后的受力分析图，并写出碰撞前后的动量守恒方程和动能守恒方程；（2）求小球C碰撞后的速度大小v'；（3）当杆与竖直方向的夹角θ=60°，小球C碰撞前的速度大小v=5m/s，求小球C碰撞后的速度大小v'。26．（10分）如图所示，一根质量为M、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。杆的下端B与一质量为m的小球C发生完全弹性碰撞，碰撞前小球C在竖直方向上向上运动，速度大小为v0，碰撞后小球C在竖直方向上向下运动，速度大小为v。设小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内。（1）画出小球C碰撞前后的受力分析图，并写出碰撞前后的动量守恒方程和动能守恒方程；（2）求小球C碰撞后的速度大小v；（3）当杆与竖直方向的夹角θ=30°，小球C碰撞前的速度大小v0=5m/s，求小球C碰撞后的速度大小v。27．（10分）如图所示，一根质量为m、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。杆的下端B与一质量为M的小球C发生完全非弹性碰撞，碰撞前小球C在竖直方向上向上运动，速度大小为v0，碰撞后小球C与杆一起向下运动。设小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内，小球C与杆的碰撞时间很短，可以视为瞬间碰撞。（1）画出小球C碰撞前后的受力分析图，并写出碰撞前后的动量守恒方程和动能守恒方程；（2）求小球C和杆碰撞后的速度大小v'；（3）当杆与竖直方向的夹角θ=45°，小球C碰撞前的速度大小v0=5m/s，求小球C和杆碰撞后的速度大小v'。28．（10分）如图所示，一根质量为m、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。杆的下端B与一质量为M的小球C发生完全非弹性碰撞，碰撞前小球C在竖直方向上向上运动，速度大小为v0，碰撞后小球C与杆一起向下运动。设小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内，小球C与杆的碰撞时间很短，可以视为瞬间碰撞。（1）画出小球C碰撞前后的受力分析图，并写出碰撞前后的动量守恒方程和动能守恒方程；（2）求小球C和杆碰撞后的速度大小v'；（3）当杆与竖直方向的夹角θ=60°，小球C碰撞前的速度大小v0=5m/s，求小球C和杆碰撞后的速度大小v'。29．（10分）如图所示，一质量为m的小球C从高度为H处自由落下，落地后反弹，最高点高度为h，小球C在弹起和落下的过程中均受到空气阻力的作用，空气阻力的大小与小球C的速度成正比，比例系数为k。设小球C落地时的速度大小为v0，小球C反弹后到达最高点时的速度大小为v1，小球C在弹起和落下的过程中重力加速度大小为g。（1）画出小球C在弹起和落下的过程中的受力分析图，并写出小球C在弹起和落下的过程中的运动方程；（2）求小球C反弹后到达最高点时的速度大小v1；（3）当小球C落地时的速度大小v0=10m/s，最高点高度h=0.2H，求小球C反弹后到达最高点时的速度大小v1。30．（10分）如图所示，一根质量为m、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。在杆的下端B处固定一个小球C，小球C的质量为M，小球C与杆的碰撞是完全非弹性碰撞，碰撞后小球C和杆一起向下运动。设小球C碰撞前的速度大小为v0，碰撞后的速度大小为v'，小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内，小球C与杆的碰撞时间很短，可以视为瞬间碰撞。（1）画出小球C碰撞前后的受力分析图，并写出碰撞前后的动量守恒方程和动能守恒方程；（2）求小球C和杆碰撞后的速度大小v'；（3）当杆与竖直方向的夹角θ=30°，小球C碰撞前的速度大小v0=5m/s，求小球C和杆碰撞后的速度大小v'。31．（10分）如图所示，一根质量为m、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。在杆的下端B处固定一个小球C，小球C的质量为M，小球C与杆的碰撞是完全非弹性碰撞，碰撞后小球C和杆一起向下运动。设小球C碰撞前的速度大小为v0，碰撞后的速度大小为v'，小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内，小球C与杆的碰撞时间很短，可以视为瞬间碰撞。（1）画出小球C碰撞前后的受力分析图，并写出碰撞前后的动量守恒方程和动能守恒方程；（2）求小球C和杆碰撞后的速度大小v'；（3）当杆与竖直方向的夹角θ=45°，小球C碰撞前的速度大小v0=5m/s，求小球C和杆碰撞后的速度大小v'。（二）选考题：共45分，考生必须任选其中的2题作答。32．（15分）如图所示，一根质量为m、长度为L的均匀细杆AB固定在竖直平面内，杆与竖直方向的夹角为θ。在杆的下端B处固定一个小球C，小球C的质量为M，小球C与杆的碰撞是完全非弹性碰撞，碰撞后小球C和杆一起向下运动。设小球C碰撞前的速度大小为v0，碰撞后的速度大小为v'，小球C碰撞前后的运动方向均在竖直平面内，小球C与（3）已知物块A和B与轨道间的动摩擦因数相等，当物块B停止后，改变动摩擦因数，然后从点P释放物块A，经过一段时间后，物块A和B再次相遇。求改变前后动摩擦因数的比值。33．[物理—选修3–3]（15分）（1）（5分）一个容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可以视为理想气体。初始时，容器中空气的温度与外界相同，压强高于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度等于外界温度，容器中空气的密度小于外界空气的密度。（2）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下将惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后，剩余的容积为0.13m3。在炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa；室温为27℃。氩气可以视为理想气体。（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强。（ii）将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强。34．[物理一选修3–4）（15分）（1）（5分）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻，该波的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．质点Q的振动图像与图（b）相同。B．在t=0时刻，质点P的速度比质点Q的速度大。C．在t=0时刻，质点P的加速度大小比质点Q的大。D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示。E．在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的距离大。一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为。(i)求桅杆到P点的水平距离。解：如图所示，设桅杆到P点的水平距离为x，则由三角函数可得：$\frac{3}{x}=\frac{4}{x\sin53^\circ}+n\sin\theta$其中，$n$为光线在水中的折射率，$\theta$为光线在水中的入射角。因为光线从空气中射入水中，所以$\theta=90^\circ-53^\circ=37^\circ$。而水的折射率为$n=\frac{1}{\sin48^\circ}=1.33$。代入上式可得：$x=2.33\text{m}$(ii)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。解：如图所示，设船向左行驶的距离为$d$，则此时光线在水中的入射角为$\theta'=90^\circ-45^\circ=45^\circ$。根据题意，光线从P点射入水中后能够照射到桅杆顶端，说明光线在水中没有发生折射。因此，根据折射定律可得：$n\sin\theta=n'\sin\theta'$代入已知数据可得：$\sin53^\circ=1.33\sin\theta'$解得$\theta'=37.9^\circ$。此时，光线在空气中的入射角为$45^\circ-37.9^\circ=7.1^\circ$。因此，根据第一问的结论可得：$\frac{3}{d+x}=\frac{4}{x\sin7.1^\circ}+n\sin37.9^\circ$代入已知数据可得：$d=0.23\text{m}$物块A在运动过程中克服摩擦力所做的功为$W=fs_1+fs_2$。联立相关公式可得$W=\frac{2}{15}mgH$。设倾斜轨道倾角为$\theta$，物块与轨道间的动摩擦因数在改变前为$\mu$，则有$W=\mumg\cos\theta\frac{H+h}{\sin\theta}$。设物块B在水平轨道上能够滑行的距离为$s'$，由动能定理可得$\frac{1}{2}m'v'^2-\mum'gs'=0$。设改变后的动摩擦因数为$\mu'$，由动能定理可得$mgh-\mu'mg\cos\theta\frac{h}{\sin\theta}-\mu'mgs'=0$。联立相关公式可得$\mu:\mu'=11:9$。选考题：33．[物理——选修3–3]（1）大于（2）（i）设初始时每瓶气体的体积为$V$，压强为$p$；使用后气瓶中剩余气体的压强为$p_1$。假设体积为$V$、压强为$p$的气体压强变为$p_1$时，其体积膨胀为$V_1$。由玻意耳定律$pV=p_1V_1$，被压入炉腔的气体在室温和$p_1$条件下的体积为$V'=V_1-V$。设$10$瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为$p_2$，体积为$V_2$。由玻意耳定律$p_2V_2=10p_1V'$，联立相关公式并代入题给数据可得$p_2=3.2\times10^7$Pa。（ii）设加热前炉腔的温度为$T$，加热后炉腔温度为$T_1$，气体压强为$p_3$。由查理定律$p_3/p_1=T_1/T$，联立相关公式并代入题给数据可得$p_3=1.6\times10^8$Pa。34、[物理——选修3–4]（1）CDE（2）（i）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为$x_1$，到$P$点的水平距离为$x_2$；桅杆高度为$h_1$，$P$点处水深为$h_2$，激光束在水中与竖直方向的夹角为$\theta$。由几何关系可得$x_1=\frac{\tan53^\circ}{h_1}$，$x_2=\frac{\tan\theta}{h_2}$。由折射定律$\sin53^\circ=n\sin\theta$，设桅杆到$P$点的水平距离为$x$，则$x=x_1+x_2$。联立相关公式并代入题给数据可得$x=7$m。（ii）设激光束在水中与竖直方向的夹角为$45