2019年高考全国I卷物理试题及答案下载

（全国 1卷）2019 年高考理综物理试题 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题只有一项 符合题目要求，第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 14．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV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．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 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3 km/s，产 生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 第 1 页 共 25 页 1 / 25 A．1.6×102 kg C．1.6×105 kg B．1.6×103 kg D．1.6×106 kg 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 t2 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 HH个44t2 A．1< <2 t1 t2 B．2< <3 t1 t2 t2 D．4< <5 t1 C．3< <4 t1 19．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端 悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢 拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中 第 2 页 共 25 页 2 / 25 A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 20．空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所 示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内， 圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系 如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内 A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 B0rS C．圆环中的感应电流大小为 4t0 B0πr2 D．圆环中的感应电动势大小为 4t0 21．在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运 动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相 同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质 量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则 第 3 页 共 25 页 3 / 25 A．M与N的密度相等 B．Q的质量是P的3倍 C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍 三、非选择题：共 174 分，第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选 考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 22．（5 分） 某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带 下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的 每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出。在 ABCDE 五个点中，打点计时器最先打出的是 点，在打出 C 点时物块的速度大小为 m/s2（保留 2 位有效数字）。 m/s（保留 3 位有效数字）；物块下滑的加速度大小 为23．（10 分） 某同学要将一量程为 250μA 的微安表改装为量程为 20 mA 的电流表。该同学测得微安表 内阻为 1 200 Ω，经计算后将一阻值为 R 的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫 安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 第 4 页 共 25 页 4 / 25 （1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。 （2）当标准毫安表的示数为 16.0 mA 时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推 测出改装的电表量程不是预期值，而是 。（填正确答案标号） A．18 mA C．25mA A．21 mA D．28 mA （3）产生上述问题的原因可能是 。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 1 200 Ω C．R 值计算错误，接入的电阻偏小 D．R 值计算错误，接入的电阻偏大 （4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值为 R 的电阻换为一个阻值为 kR 的电阻即可，其中 k= 。24.（12分）如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂 直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x辅的方向射入磁场；一 段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点，N点在y轴上， OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力。 求第 5 页 共 25 页 5 / 25 （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。 25.（20分）竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小 物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始 下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未 标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图 像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重 力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）求物块B的质量； （2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块 A 克服摩擦力所做的功； （3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块 B 停止运动后，改变物块与轨道 间的动摩擦因数，然后将 A 从 P 点释放，一段时间后 A 刚好能与 B 再次碰上。求改变前面动 摩擦因数的比值。 第 6 页 共 25 页 6 / 25 （二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。 如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33．[物理—选修 3-3]（15 分） （1）（5 分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理 想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。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__________（填“高于”“低于”或“等于”） 外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）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，先在室温下把惰性气 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，改部其性能。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 013 m3，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 3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温 度为27 ℃。氩气可视为理想气体。 （i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； （i i）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，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=5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（填正 确答案标号。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的速率比质点Q的大 第 7 页 共 25 页 7 / 25 C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点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的大 （CDE） （2）（10分）如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面 4 m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 4角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为 3（i）求桅杆到P点的水平距离； （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。 第 8 页 共 25 页 8 / 25 物理解析【解析卷题号与原题题号不同，对应顺序即可】 选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题 只有一项符合题目要求，第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分， 选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 1.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在 1.63 eV~3.10 eV 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. 12.09 eV 【答案】A 【解析】 B. 10.20 eV C. 1.89 eV D. 1.5l eV 【详解】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到 n=3 能级后，跃迁 E  1.51 (13.60)eV 12.09eV 才可能产生能量在 1.63eV~3.10eV 的可见光。故 故本题选 A。 。2.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 第 9 页 共 25 页 9 / 25 【答案】D 【解析】 【详解】AB、受力分析可知，P 和 Q 两小球，不能带同种电荷，AB 错误； CD、若 P 球带负电，Q 球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则 C 错误 D 正确， 故本题选 D。 3.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 3 km/s，产生的推力约为 4.8×106 N，则它在 1 s 时间内喷射的气体质量约为 A. 1.6×102 kg 【答案】B 【解析】 B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg mtFt  mv 【详解】设该发动机在 s 时间内，喷射出的气体质量为 ，根据动量定理， ，mtFv4.8106 3000 3可知，在 1s 内喷射出的气体质量 ，故本题选 B。 m0  kg 1.610 kg 4.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 第 10 页 共 25 页 10 / 25 【答案】B 【解析】 【详解】设每一根导体棒的电阻为 R，长度为 L，则电路中，上下两路电阻之比为 R : R  2R : R  2:1 ，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比 12I : I 1: 2 。如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为 L，根据安培力 121F : F  I : I 1: 2 F  F 计算公式 ，可知 ，得 ，根据左手定则可知，两力 F  ILB 1223F  F  F方向相同，故线框 LMN 所受的合力大小为 ，故本题选 B。 25.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 t2 HH升第一个 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 44t2 t2 t2 t2 A. 1<<2 B. 2<<3 C. 3<<4 D. 4<<5 t1 t1 t1 t1 【答案】C 第 11 页 共 25 页 11 / 25 【解析】 【详解】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自 由 落 体 运 动 。 则 根 据 初 速 度 为 零 匀 加 速 运 动 ， 相 等 相 邻 位 移 时 间 关 系 t2 t1 1t2 3  4 t1  2  3 ， 即 1: 21 :3  2 : 2 3 :5  2 …. ，可 知 ，      2  3 故本题选 C。 6.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮， 其一端悬挂物块 N。另一端与斜面上的物块 M 相连，系统处于静止状态。现用水平向 左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N 的细绳与竖直方向成 45°。已知 M 始终保持静止， 则在此过程中 A. 水平拉力的大小可能保持不变 B. M 所受细绳的拉力大小一定一直增加 C. M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D. M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 【答案】BD 【解析】 【详解】如图所示，以物块 N 为研究对象，它在水平向左拉力 F 作用下，缓慢向左移 动直至细绳与竖直方向夹角为 45°的过程中，水平拉力 F 逐渐增大，绳子拉力 T 逐渐增 大； 第 12 页 共 25 页 12 / 25 对 M 受力分析可知，若起初 M 受到的摩擦力 f 沿斜面向下，则随着绳子拉力 T 的增 加，则摩擦力 f 也逐渐增大；若起初 M 受到的摩擦力 f 沿斜面向上，则随着绳子拉力 T 的增加，摩擦力 f 可能先减小后增加。故本题选 BD。 7.空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线 MN 所示，一硬质细导线的电阻率为 ρ、横截面积为 S，将该导线做成半径为 r 的圆环 固定在纸面内，圆心 O 在 MN 上。t=0 时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强 度 B 随时间 t 的变化关系如图（b）所示，则在 t=0 到 t=t1 的时间间隔内 A. 圆环所受安培力的方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 B0rS C. 圆环中的感应电流大小为 4t0 B0πr2 D. 圆环中的感应电动势大小为 4t0 【答案】BC 【解析】 【详解】AB、根据 B-t 图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针， F但在 t0 时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向 的方向在t0 时刻发生变化，则 A A错误，B 正确； EI  CD、由闭合电路欧姆定律得：  B r2 ，又根据法拉第电磁感应定律得： RB0rS 2r I  R   ，又根据电阻定律得： ，联立得： ，则 C 正 E  4t0 St t 2 确，D 错误。 故本题选 BC。 第 13 页 共 25 页 13 / 25 8.在星球 M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体 P 轻放在弹簧上端，P 由静 止向下运动，物体的加速度 a 与弹簧的压缩量 x 间的关系如图中实线所示。在另一星 球 N 上用完全相同的弹簧，改用物体 Q 完成同样的过程，其 a–x 关系如图中虚线所 示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球 M 的半径是星球 N 的 3 倍，则 A. M 与 N 的密度相等 B. Q 的质量是 P 的 3 倍 C. Q 下落过程中的最大动能是 P 的 4 倍 D. Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是 P 的 4 倍 【答案】AC 【解析】 【详解】A、由 a-x 图象可知，加速度沿竖直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有： kkmg  kx  ma a  g  x，该图象的斜率为 ，变形式为： ，纵轴截距为重力加速 mmgM 3a0 31g度。根据图象的纵轴截距可知，两星球表面的重力加速度之比为： ；gN a0 Mm R2  m g ，即该星 G又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力相等，即： gR2 G4 R3 3M   球的质量 。又因为： ，联立得。故两星球的密度之比为： M  M gM RN N gN RM 1:1 ，故 A 正确； B、当物体在弹簧上运动过程中，加速度为 0 的一瞬间，其所受弹力和重力二力平 kx m  mg  kx 衡， ，即： ；结合 a-x 图象可知，当物体 P 和物体 Q 分别处于平衡位 gxP x0 12置时，弹簧的压缩量之比为： ，故物体 P 和物体 Q 的质量之比为： xQ 2×0 第 14 页 共 25 页 14 / 25 xp mP gN 16，故 B 错误； mQ xQ gM C、物体 P 和物体 Q 分别处于各自的平衡位置（a=0）时，它们的动能最大；根据 2，结合 a-x 图象面积的物理意义可知：物体 P 的最大速度满足 v  2ax 1v2  2a x 0 ，则两物体的最大动能 vP2  2 3a0  x0  3a0 x 0 ，物体 Q 的最大速度满足： Q021mQvQ2 mPvP2 EkQ EkP mQ vQ2 mP vP2 21 4 ，C 正确； 之比： 2D、物体 P 和物体 Q 分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a=0）可知，物体 P 和 2x xxQ 振动的振幅 A 分别为 0 和 0 ，即物体 P 所在弹簧最大压缩量为 2 0 ，物体 Q 所在 x弹簧最大压缩量为 4 0 ，则 Q 下落过程中，弹簧最大压缩量时 P 物体最大压缩量的 2 倍，D 错误； 故本题选 AC。 非选择题：共 174 分，第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 9.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖 动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出。在 ABCDE 五个点 中，打点计时器最先打出的是______点，在打出 C 点时物块的速度大小为______m/s （保留 3 位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留 2 位有效数字）。 【答案】 【解析】 (1). A (2). 0.233 (3). 0.75 第 15 页 共 25 页 15 / 25 【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从 A 到 E， 间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是 A 点；在打点计 xBD 4.65102 时器打 C 点瞬间，物块的速度 ；根据逐差法可知，物 vC   0.233m/s 2T 20.1 6.153.15 102 xCE  xAC  0.75m/s2 块下滑的加速度 。a  4T 2 40.12 故本题正确答案为：A；0.233；0.75。 10.某同学要将一量程为 250μA 的微安表改装为量程为 20 mA 的电流表。该同学测得 微安表内阻为 1 200 Ω，经计算后将一阻值为 R 的电阻与微安表连接，进行改装。然 后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改 装后的电表）。 （1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。 （）（2）当标准毫安表的示数为 16.0mA 时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可 以推测出改装的电表量程不是预期值，而是_______。（填正确答案标号） A．18 mA C．25mA A．21 mA D．28 mA （3）产生上述问题的原因可能是________。（填正确答案标号） 第 16 页 共 25 页 16 / 25 A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 1 200 Ω C．R 值计算错误，接入的电阻偏小 D．R 值计算错误，接入的电阻偏大 （4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正确，都不必重新测量，只需要将阻值 为 R 的电阻换为一个阻值为 kR 的电阻即可，其中 k=_______。 99 【答案】 (1). (2). C (3). AC (4). 79 【解析】 【详解】（1）电表改装时，微安表应与定值电阻 R 并联接入虚线框内，则实物电路连 接如下图所示： （2）由标准毫安表与该装表的读数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数 16mA n  100 倍。故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为： 为： 160103 mA 3 ，故本小题选 C； 25010 100  25mA Rg RI R I  I RI  1 Ig ，改装后的量程偏大的原因可能是， （3）根据 ，得： g  ggR原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻 g 真实值，大于 1200Ω；或者因为定值 电阻 R 的计算有误，计算值偏大，实际接入定值电阻 R 阻值偏小。故本小题选 AC； I R 25 I R；（4）由于接入电阻 R 时，改装后的表实际量程为 25mA，故满足 g  gg第 17 页 共 25 页 17 / 25 要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为 20mA 电流表，应满足 I  250μA  0.25mA 99 79 I R 20  I kR k  k 1.25 ， 其中 ，联立解得： 或。g  ggg故本题答案为：（1） （2）C （3）AC 99 k  或k 1.25 （4） 79 11.如图，在直角三角形 OPN 区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直 于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压 U 加速后，沿平行于 x 辅的方向射入 磁场；一段时间后，该粒子在 OP 边上某点以垂直于 x 轴的方向射出。已知 O 点为坐 标原点，N 点在 y 轴上，OP 与 x 轴的夹角为 30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场 的出射点之间的距离为 d，不计重力。求 （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子从射入磁场到运动至 x 轴的时间。 83d2B Bd2 234U d2B2 【答案】（1） （2） 或12 U4U 3【解析】 1qU  mv2 【详解】（1）粒子从静止被加速的过程，根据动能定理得： 0 ，解得： 22qU v0  m根据题意，下图为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子在磁场中运动的轨迹半 2径为： r  d2第 18 页 共 25 页 18 / 25 v02 r粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即： qv0B  m q4U d2B2 联立方程得： m12（2）根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度 S1= 2r  d 446x粒子射出磁场后到运动至 轴，运动的轨迹长度 S2  r tan30  d6S1  S2 t  x粒子从射入磁场到运动至 轴过程中，一直匀速率运动，则 v0 d2B U83t  解得： 12 Bd2 23t  或4U 312.竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块 B 静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0 时刻，小物块 A 在倾斜轨道上从静 止开始下滑，一段时间后与 B 发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当 A 返回到倾斜轨道 上的 P 点（图中未标出）时，速度减为 0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上 保持静止。物块 A 运动的 v-t 图像如图（b）所示，图中的 v1 和 t1 均为未知量。已知 A 第 19 页 共 25 页 19 / 25 的质量为 m，初始时 A 与 B 的高度差为 H，重力加速度大小为 g，不计空气阻力。 （1）求物块 B 的质量； （2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块 A 克服摩擦力所做的功； （3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块 B 停止运动后，改变物块与 轨道间的动摩擦因数，然后将 A 从 P 点释放，一段时间后 A 刚好能与 B 再次碰上。求 改变前面动摩擦因数的比值。 211 9mgH 【答案】（1）3m （2） （3） 15 【解析】 vvB ，弹性碰撞瞬间， 【详解】（1）物块 A 和物块 B 发生碰撞后一瞬间的速度分别为 、Amv  mv  m v 动量守恒，机械能守恒，即： 1ABB1211mv12  mvA2  mBvB2 22m  mB m  mB 2m v  vv  ；Bv1 联立方程解得： A1m  mB 1v  v 根据 v-t 图象可知， A12m  3m 解得： B（2）设斜面的倾角为 ，根据牛顿第二定律得 v1 a  mg sin  f  ma mg sin  f  ma 当物块 A 沿斜面下滑时： 1 ，由 v-t 图象知： 1t1 5v1 a  当物体 A 沿斜面上滑时： 2 ，由 v-t 图象知： 24t1 1f  mg sin 解得： ；9第 20 页 共 25 页 20 / 25 H1x   v1t1 又因下滑位移 1sin 2h 1 v  1 0.4t1  0.1v1t1 sin 2 2 x  则碰后 A 反弹，沿斜面上滑的最大位移为： 21h  H h其中 为点离水平面得高度，即 P5Hx  解得 25sin 故在图（b）描述的整个过程中，物块 A 克服摩擦力做的总功为： 1HH2W  f x x  mg sin  2  mgH f19sin 5sin 15 S（3）设物块 B 在水平面上最远的滑行距离为 ，设原来的摩擦因为为 H  h tan mg H h  mg  mB gS 则以 A 和 B 组成的系统，根据能量守恒定律有： 设改变后的摩擦因数为 ，然后将A 从 P 点释放，A 恰好能与 B 再次碰上，即 A 恰 好滑到物块 B 位置时，速度减为零，以 A 为研究对象，根据能量守恒定律得： h  mgS mgh   mg tan 2H  h tan tan  9 W  mgH  mg 又据（2）的结论可知： ，得： f15 11 联立解得，改变前与改变后的摩擦因素之比为： 。9（二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科 任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 [物理—选修 3-3] 13.某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气 体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。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__________（填“高于”“低 于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”） 外界空气的密度。 第 21 页 共 25 页 21 / 25 【答案】 【解析】 (1). 低于 (2). 大于 【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故 Q  0 ，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积 U  Q W  0 ，故 W  0 增大，气体对外界做功，即 ，根据热力学第一定律可知： 容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。 PV  nRT 最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程： m  又，m 为容器内气体质量 VPm   联立得： nRT 取容器外界质量也为 m 的一部分气体，由于容器内温度 T 低于外界温度，故容器内气 体密度大于外界。 故本题答案为：低于；大于。 14.热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩 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，改部其性能。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 013 m3，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 3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为 1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余 气体压强为 2.0×106 Pa；室温温度为 27 ℃。氩气可视为理想气体。 （1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； （2）将压入氩气后的炉腔加热到 1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。 78【答案】（1） （2） 3.210 Pa 1.610 Pa 【解析】 Vp【详解】（1）设初始时每瓶气体的体积为 0 ，压强为 0 ；使用后气瓶中剩余气体的压 pVpp强为 1 ，假设体积为 0 ，压强为 0 的气体压强变为 1 时，其体积膨胀为 1 ，由玻意耳 Vp V pV 定律得： 001 1 V V V p被压入进炉腔的气体在室温和 1 条件下的体积为： 10第 22 页 共 25 页 22 / 25 pV设 10 瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为 2 ，体积为 2 ，由玻意耳定律得： p2V2 10p1V p  3.2107 Pa 联立方程并代入数据得： 2TTp（2）设加热前炉腔的温度为 0 ，加热后炉腔的温度为 ，气体压强为3 ，由查理定 1p3 p2 律得： TT0 1p 1.6108 Pa 联立方程并代入数据得： 3[物理一选修 3-4] 15.一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=5 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（填 正确答案标号。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 的速率比质点 Q 的大 C. 在 t=0 时刻，质点 P 的加速度的大小比质点 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 的大 【答案】CDE 【解析】 Tt  【详解】A、由图（b）可知，在 时刻，质点正在向 y 轴负方向振动，而从图（a） 2Tt  可知，质点 Q 在 正在向 y 轴正方向运动，故 A 错误； 2第 23 页 共 25 页 23 / 25 Tt  B、由 的波形图推知，t  0时刻，质点 P 正位于波谷，速率为零；质点 Q 正在 2t  0 平衡位置，故在 时刻，质点 的速率小于质点 ，故错误； P QB C、t  0时刻，质点 P 正位于波谷，具有沿 y 轴正方向最大加速度，质点 Q 在平衡位 置，加速度为零，故 C 正确； D、t  0时刻，平衡位置在坐标原点处的质点，正处于平衡位置，沿 y 轴正方向运 动，跟（b）图吻合，故 D 正确； E、t  0时刻，质点 P 正位于波谷，偏离平衡位置位移最大，质点 Q 在平衡位置，偏 离平衡位置位移为零，故 E 正确。 故本题选 CDE。 16.如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面 3 m。距水面 4 m 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 4的夹角为 53°（取 sin53°=0.8）。已知水的折射率为 3（1）求桅杆到 P 点的水平距离； （2）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。 【答案】（1）7m （2）5.5m 【解析】 x【详解】①设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 1 ，到 P点的水平距离为 x，2hh桅杆高度为 1 ，P点处水深为 2 ；激光束在水中与竖直方向的夹角为 ，由几何关系有 第 24 页 共 25 页 24 / 25 x1  tan53  tan h1x2 h2 由折射定律有： sin53  nsin x设桅杆到 P点的水平距离为 x  x  x 则12x  7m 联立方程并代入数据得： i②设激光束在水中与竖直方向的夹角为 时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为 45 由折射定律有： sini  nsin 45 设船向左行驶的距离为 ，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 ，到 xP点x1 的水平距离为 ，则： x2 x1  x2  x  x x1  tani h1x2 h2  tan 45 x  6 23 m 5.5m 联立方程并代入数据得： 第 25 页 共 25 页 25 / 25