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2019 年全国Ⅱ卷物理试题及答案
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。
14.2019 年 1 月,我国嫦娥四号探测器成功在月球表面软着陆。在探测器“奔向”月球的过
程中,用 h 表示探测器与地球表面的距离, F 表示它所受的地球引力,能够描述 F 随 h 变化
关系的图像是 ( )
F F F F
O
h
O
h
O
h
O
h
A
B
C
D
15. 太阳内部核反应的主要模式之一是质子--质子循环,循环的结果可表示为
411 H 24 H e
210 e
2,已知
11 H 和 24 He 的质量分别为
mp=1.0078u 和 m
=4.0026u ,
1u=931.5MeV/c
2 ,c 为光速。 在 4 个 11 H 转变成 1 个 24 He 的过程中, 释放的能量约为 (
)
A . 8 MeV
B . 16 MeV
C. 26 MeV
D. 52 MeV
16.物块在轻绳的拉动下沿倾角为
30
0 的固定斜面向上匀速运动, 轻绳与斜面平行, 已知物块
与斜面间的动摩擦因数为
3 ,重力加速度取 10m/s2 .若轻绳能承受的最大张力为
1500N, 则
3
物块的质量最大为(
)
A . 15kg
B.
100 3 kg
C.200kg
D.
200 3 kg
17.如图,边长为 l 的正方形 abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为
B 、方向垂直于纸面
( abcd 所在平面 )向外。ab 边中点有一电子发射源
O,可向磁场内沿垂直于
ab 边的方向发射电
子。已知电子的比荷为
k。则从 a、 d 两点射出的电子的速度大小分别为
( B
)
A.
1 kBl ,
5 kBl
B.
1
kBl ,
5
kBl
4
4
4
4
C.
1
5
D.
1
5
kBl ,
kBl
kBl ,
kBl
2
4
2
4
d
a
B
O
c
b
18.从地面整直向上抛出一物体,其机械能 E 总 等于动能 Ek 与重力势能 Ep 之和。取地面为
重力势能零点,该物体的 E 总和 Ep,随它离开地面的高度 h 的变化如图所示 .重力加速度取
2
)
E/J
10m/s 。由图中数据可得(
100
A. 物体的质量为 2kg
E 总
80
B. h=0 时,物体的速率为
20m/s
60
E p
40
C. h=2m 时,物体的动能
Ek =40J
20
D. 从地面至 h=4m,物体的动能减少 100J
0
1 2 3 4 h/m
19.如图 (a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的
姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次
从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用
v 表示他
图( a)
在竖直方向的速度,其 v
t 图像如图 (b)所示, t1 和 t2 是他
v
第一次
落在倾斜雪道上的时刻。则(
)
v1
第二次
A. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
0
t
1
2
B. 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
t
t
图( b)
C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D. 竖直方向速度大小为 v1 时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
20. 静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自 M 点由静止开始运动, N 为粒子运动轨
迹上的另外一点,则 ( )
A. 运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小
B. 在 M 、 N 两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C.粒子在 M 点的电势能不低于其在 N 点的电势能
D. 粒子在 N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
21.如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为 ,导轨电阻忽略不计。
虚线 ab、cd 均与导轨垂直,在 ab 与 cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
将两根相同的导体棒 PQ、 MN 先后自导轨上同一位置
M
由静止释放,两者始终与导轨垂直。且接触良好。已知
B a P
PQ 进入磁场时加速度恰好为零。从 PQ 进入磁场开始
c Q N
d b
计时,到 MN 离开磁场区城为止,流过 PQ 的电流随
时间变化的图像可能正确的是( )
I
I
I
I
I 1
I 1
I1
I1
0
t
0
t
0
t
0
t
I1
I 1
I1
I1
A
B
C
D
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 )
电磁打点计时器
如图 (a),某同学设计了测量铁块与木板纸间
纸带
木板
动摩擦因数的实验。所用器材有
: 铁架台、
长木板、
铁块
铁块、米尺、电磁打点计时器,频率
50Hz 的交流
电源、纸带等。回答下列问题 :
图( a)
(1)铁块与木板间动摩擦因数
μ=
(用木板与水平面的夹角
、重力加速 g 和铁
块下滑的加速度
a 表示 )。
(2)某次实验时,
调整木板与水平面的夹角使
= 300。接通电源,开启打点计时器,
释放铁块, 铁块从静止开始沿木板滑下
.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,
如图 (b) 所示。
图中的点为计数点
(每两个相邻的计数点间还有4
个点未画出 )。重力加速度为
9.80m/s2。可
以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为
(结果保留
2 位小数 )。
23. (10 分) 某小组利用图 (a)所示的电路, 研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压 U
与温度 t 的关系,图中 V 1 和 V 2 为理想电压表; R 为滑动变阻器, R0 为定值电阻 (阻值 100 );
S 为开关, E 为电源 .实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度 t 由温度计 (图中未画出 )
测出。图 (b)是该小组在恒定电流为 50.0 A 时得到的某硅二极管 U-t 关系曲线, 回答下列问
题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为
50.0 A
,应调节滑动变阻器
R,使电压表
V 1
的
示数为
U 1=
mV ;根据图 (b) 可知,当控温炉内的温度
t 升高时,硅二极管正向电阻
(填
“变大”或“变小”
),电压表
V1示数
(填“增大”或“减小”
),此时应将
R 的滑片
向
(填“ A ”或“ B") 端移动,以使示数仍为 U1。
( 2)由图( b)可以看出 U 与 t 呈线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极
管的测温灵敏度为
U
=
103V/
0C (保留
2 位有效数字)
t
24.( 12 分 )
如图,两金属板
P、Q
水平放置,间距为
d。两金属板间有一水平放置的金属网
G,
P、
Q、
G 的尺寸相同。
G 接地, P、Q
的电势均为
(
>0)。质量为
m、电荷量为
q(q>0 )
的粒子自
G 的左端上方距离
G 为
h 的位置,以速度
v0 平行于纸面水平射入电场,重力忽略
不计。
(1) 求粒子第一 次穿过 G 时的动能, 以及它从射入电场至此时在水平方向的位移大小
(2) 若粒子恰好从 G 的下方距离 G 也为 h 的位置离开电场, 则金属板的长度最短应为多少?
25. 一质量为 m= 2000kg 的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中,司机突然发现前方 100m 处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图 (a) 中的图线。图 (a)中, 0~t1 时间段为从司机发现警示牌到采取措施的
反应时间 (这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶 ), t1=0.8s; t 1~t2 时间段
为刹车系统的启动时间, t2=1.3s;从 t2 时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停
止。已知从 t2 时刻开始, 汽车在第 1s 内的位移为 24m,
第 4s 内的位移为 1m.
(1) 在图 (b) 中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的 v -t 图线;
(2) 求 t2 时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小 ;
(3) 求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及 t1~t2 时间内汽车克服阻力做的功 :从司机发现警示牌到汽车停止,
汽车行驶的距离约为多少 (以 t1~t2 时间段始末速度的
算术平均值代替这段时间内汽车的平均速度 ) ?
(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)如 p-V 图所示, 1、2、 3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是 T1、T2、 T3。用 N1 、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位
时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则 N1______N2 ,T1______T3, T3, N2______N3。(填“大于 ”“小于 ”或“等于 ”)
(2)( 10分)如图,一容器由横截面积分别为 2S和 S的两个汽缸连通而成,容器平放
在地面上, 汽缸内壁光滑。 整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分, 分别充有氢
气、空气和氮气。平衡时,氮气的压强和体积分别为 p0和 V0,氢气的体积为 2V0,空气的压
强为 p。现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没
有到达两汽缸的连接处,求:
( i )抽气前氢气的压强;
( ii )抽气后氢气的压强和体积。
34. [物理 —— 选修 3–4]( 15分)
(1)( 5分)如图, 长为 l的细绳下方悬挂一小球 a。绳的另一端固定在天花板上 O点处,
在O点正下方 3 l 的 O 处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度
4
(约为 2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球 a摆至最低位置时,细绳会受到铁
钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为 x,向右为正。下列图像中,能描述小球
在开始一个周期内的 x-t关系的是 _____。
( 2)( 10分)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光:调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(i )若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可 __________;
A .将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
( ii )若双缝的间距为 d,屏与双缝间的距离为 l,测得第 1条暗条纹到第 n条暗条纹之间的距离为 x,则单色光的波长 λ=_________ ;
(iii )某次测量时, 选用的双缝的间距为 0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为 1.20 m,
第 1 条 暗 条 纹 到 第 4 条 暗 条 纹 之 间 的 距 离 为 7.56 mm 。 则 所 测 单 色 光 的 波 长 为
______________nm (结果保留 3位有效数字)。
参考答案:
14. D 15. C
16.A 17. B
18. AD
19. BD 20. AC 21. AD
22.( 1) g sin
a
( 2) 0.35
g cos
23.( 1) 5.00
变小
增大 B
( 2) 2.8
24.解:( 1)PG、QG 间场强大小相等,均为
E,粒子在 PG 间所受电场力
F 的方向竖直向
下,设粒子的加速度大小为 a,有
E 2 ① d
F=qE=ma②
设粒子第一次到达 G 时动能为 Ek,由动能定理有
qEh Ek
1 mv02 ③
2
设粒子第一次到达 G 时所用时间为 t,粒子在水平方向的位移为 l ,则有
h 1 at2 ④
2
l=v0 t⑤
联立①②③④⑤式解得
E k = 1 mv02
2 qh ⑥
2
d
l v0 mdh ⑦ q
( 2)设粒子穿过 G 一次就从电场的右侧飞出,则金属板的长度最短,由对称性知,此
时金属板的长度 L 为 L=2l 2v0 mdh ⑧
q
25.解:( 1) v-t 图像如图所示。
( 2)设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为 v1,则 t1 时刻的速度也为 v1,t2 时刻的速度
也为 v2,在 t2 时刻后汽车做匀减速运动, 设其加速度大小为
a,取 t=1s,设汽车在 t2+n-1 t
内的位移为 sn, n=1,2,3, 。
若汽车在 t2+3 t~t2+4
t 时间内未停止, 设它在 t2+3
t 时刻的速度为 v3,在 t2+4 t 时刻的
速度为 v4 ,由运动学有
s1
s4
3a( t )2 ①
s1
v2 t
1 a( t )2 ②
2
v4
v2
4a t ③
联立①②③式,代入已知数据解得
v4
17 m/s ④
6
这说明在 t2+4 t 时刻前,汽车已经停止。因此,①式不成立。
由于在 t2+3 t~t 2+4 t 内汽车停止,由运动学公式
v3 v2 3a t ⑤
2
11
2as4 v3
⑥ ○
联或者 a
288
m/s2
2
, v =29.76 m/s
25
( 3)设汽车的刹车系统稳定工作时,汽车所受阻力的大小为 f1,由牛顿定律有
f1 =ma
在 t1~t2 时间内,阻力对汽车冲量的大小为
I = 1
f
(t
t )
2
1
2
1
由动量定理有
I mv1 m2
由动量定理,在 t 1~t2 时间内,汽车克服阻力做的功为
W
1 mv2
1 mv2
1
2
2
2
联立⑦⑨⑩ ○11○12式,代入已知数据解得
v1=30 m/s
1○3
W 1.16 105 J 14○
从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离 s 约为
s v1t1
1
v2 )( t2 t1 )
v22
15
(v1
2a
○
2
联立⑦ 1○3○15,代入已知数据解得
s=87.5 m ○16
立②⑤⑥,代入已知数据解得
a 8 m/s2 , v2=28 m/s⑦
33.( 15 分)
( 1)大于 等于 大于( 5 分)
( 2)10 分
( i)设抽气前氢气的压强为 p10,根据力的平衡条件得
( p10–p) ·2S=( p0–p) ·S①
得 p10= 1 ( p0+p)②
2
( ii )设抽气后氢气的压强和体积分别为 p1 和 V1,氢气的压强和体积分别为 p2 和 V2,根
据力的平衡条件有 p2·S=p1·2S③
由玻意耳定律得 p1V1=p10·2V0④
p2V2=p0·V0⑤
由于两活塞用刚性杆连接,故
V1–2V0=2( V0–V2)⑥
联立②③④⑤⑥式解得
p
1 p
1 p ⑦
1
2
0
4
V1 =
(
)
4 p0
p V0 ⑧
2 p0
p
34.( 15 分)
( 1)A(5 分)
( 2)10 分
( i) B
( ii )
x d
( iii ) 630
(n 1)l
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