2019全国III卷高考压轴卷物理
第I卷（选择题)
一、单选题
1．关于近代物理学，下列说法正确的是( )
A．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波
B．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光子
C．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和守恒
D．经典物理学不能解释原子光谱的不连续性，但可以解释原子的稳定性
2．2016年10月19日3时31分，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接。若对接后“神舟十一号”和“ 天宫二号”在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为T。已知地球半径为R，则( )
A．“神舟十一号”和“ 天宫二号”运行的线速度为
B．“神舟十一号”和“ 天宫二号”运行的向心加速度为
C．地球的第一宇宙速度为
D．地球表面的重力加速度为
3．.理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在V的交流电源上，副线圈中“12V 6W”的灯泡L恰好正常发光，电阻Ω，电压表V为理想电表.则下列推断正确的是( )
A．交变电流的频率为100Hz
B．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s
C．电压表V的示数为22V
D．消耗的功率为4W
4．甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动，它们的v-t图像如图所示。下列判断不正确的是( )
A．乙车启动时，甲车在其前方50m处
B．乙车超过甲车后，两车不会再相遇
C．乙车启动10s后正好追上甲车
D．运动过程中，乙车落后甲车的最大距离为75m
二、多选题
5．如图，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L＝1.0 m，一端通过导线与阻值为R＝0.5 Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝1.0 kg的金属杆(如图甲)，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场竖直向下．用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，使杆运动．当改变拉力的大小时，相对应稳定时的速度v也会变化．已知v和F的关系如图乙．(取重力加速度g＝10 m/s2)则（ ）
A．金属杆受到的拉力与速度成正比
B．该磁场磁感应强度B为T
C．图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小
D．导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ＝0.4
6．如图所示，一个半径R=0.75m的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端A点正上方B点水平抛出(小球可视为质点)，恰好从半圆柱体的C点掠过。已知O为半圆柱体圆心，OC与水平方向夹角为53°，重力加速度为g=10m/s2，则( )
A．小球从B点运动到C点所用时间为0.4s
B．小球从B点运动到C点所用时间为0.3s
C．小球做平抛运动的初速度为4m/s
D．小球做平抛运动的初速度为6m/s
7．如图所示，在光滑的水平面上有一静止的物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，半径为R，最低点为C，两端AB一样高，现让小滑块m从A点由静止下滑，则（ ）
A．M所能获得的最大速度为
B．M向左运动的最大位移大小为2MR/(M+m)
C．m从A到B的过程中，M一直向左运动，m到达B的瞬间，M速度为零
D．M与m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒
8．如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为R=2cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场．已知A、C、E三点的电势分别为、、，下列判断正确的是( )
A．将电子沿圆弧从D点经E点移到F点的过程中，静电力先做正功再做负功
B．电场强度的大小为100V/m
C．该圆周上的点电势最高为6V
D．电场强度的方向由A指向D
第II卷（非选择题)
三、实验题
9．“用单摆测定重力加速度”的实验：
（1）实验中选用的摆球应符合的条件：_________________________________________；
（2）某同学实验步骤如下：
I． 选取一个摆线长约1m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在
实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂；
II． 用米尺量出悬线长度，精确到毫米，作为摆长；
III．拉开较大角度放开小球让它来回摆动，用停表测出单摆做50次全振动所用的时间，计算出平均摆动一次的时间；
IV．变更摆长，重做几次实验，根据单摆的周期公式，计算出每次实验测得的重力加速度并求出平均值。
上述实验步骤疑似有二点错误，请指正：
①__________________________；
② _________________________；
（3）把三位同学实验中得到的多组数据输入计算机生成T2－L图线如图，其中a和b平行，b和c都过原点，则：
①图线a对应的g值_________图线b对应的g值；
②图线c对应的g值_________图线b对应的g值。（选填“大于”“小于”或“等于”）
10．
（1）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L、直径为d，用如图1所示的电路图测得金属丝电阻为R。
①请写出该金属丝电阻率的表达式：ρ= ________（用已知字母表示）。
②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。
③如图2，使用螺旋测微器测得金属丝的直径d为________mm。
（2）用如图3所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”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。
①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）。
A．交流电源 B．秒表 C．刻度尺 D．天平（带砝码）
②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
③实验中，得到如图4所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点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ΔEp=________，动能变化量ΔEk= ________。（用已知字母表示）
④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F0。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。
四、解答题
11．在光滑绝缘水平轨道上有一弹簧左端系于A点,右端与质量为3m的小球1接触但不连接。现用外力推动小球1将弹簧压缩至弹性势能为Ep=mgs(s为一定值)时静止释放,离开弹簧后与静止在P点质量为m、带电量为q(q>0)的小球2发生弹性正碰(不发生电荷转移),碰后小球2从DB进入圆弧轨道,如图所示。BC是一段竖直墙面,DEF是固定在竖直平面内的一段光滑绝缘圆弧轨道,轨道上端D点的切线水平,B、D间距很小,可看作
重合的点。圆心O与轨道下端F的连线与竖直墙面的夹角为53°在BC右边整个空间有水平向左、场强E=的匀强电场,小球2进入圆孤轨道之后恰好能沿着轨道DEF运动,一段时间后从轨道下端F处脱离,最后打在竖直墙面BC的C点。已知重力加速度为g,sin53°=0.8。
求：（1）碰后小球2运动的速度;
（2）轨道DEF的半径R;
（3）小球2打在C点前瞬间的速度。
12．如图甲所示，在xOy坐标平面原点O处有一粒子源，能向xOy坐标平面2θ＝120°范围内各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子初速度大小均为v0，不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1)在图甲y轴右侧加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B1，垂直于x轴放置足够大的荧光屏MN。
①沿x轴平移荧光屏，使得所有粒子刚好都不能打到屏上，求此时荧光屏到O点的距离d；
②若粒子源发射的粒子有一半能打到荧光屏上并被吸收，求所有发射的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比；
(2)若施加两个垂直纸面的有界圆形匀强磁场区，使得粒子源发出的所有粒子经过磁场偏转后成为一束宽度为2L、沿x轴正方向的平行粒子束，如图乙所示，请在图乙中大致
画出磁场区，标出磁场方向，并求出磁感应强度的大小B2。
13．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．液体的饱和汽压随温度的升高而增大
B．温度相同的氮气和氧气的分子平均动能相同
C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大
D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是油脂使水的表面张力增大的缘故
E. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关
14．如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下。质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S＝2×10－3 m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm。汽缸所处环境的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2。现将质量为m＝4 kg的物块挂在活塞中央位置上。
（1）活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。
（2）若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封闭气体对外做功多少？
15．一个质点做简谐运动的图象如图所示，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．质点振动频率为4Hz
B．在10s内质点经过的路程是20cm
C．在5s末，质点的速度为零，加速度最大
D．t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是
E. 质点的速度随时间t的变化规律
16．在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点O恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。离轴线距离为r的光束垂直入射到圆锥的底面上。已知玻璃的折射率n=，光在真空中的传播速度为c。
(i)画出光线在图示平面内从B点传播到桌面上的光路图；
(ii)求光束从圆锥内B点传播到桌面上的时间。
物理参考答案
1．B
【解析】
γ射线是电磁波，α射线和β射线不是电磁波，选项A错误；一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出种不同频率的光子，选项B正确；根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中，由于原子要吸收或放出能量，可知电子的电势能和动能之和不守恒，选项C错误；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故D错误。
2．C
【解析】
“神舟十一号”和“ 天宫二号”在高度为h处做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，轨道半径为R+h；由圆周运动的关系可知，故A错误；向心加速度 ，故B错误；在高度h处有，在地球表面有，联立解得，故C正确；由重力加速度和第一宇宙速度的关系。故D错误。
3．D
【解析】
由表达式知交变电流的频率为：，故A错误；副线圈电流的有效值为：，电阻R2两端的电压为：U′2=I2R2=8V，副线圈两端电压的有效值为：U2=U′2+UL=20V，副线圈电压的最大值为：Em=20V，根据知，故B错误；由B可知：电压表V的示数为20V，故C错误；电阻R2消耗的功率为：P= U′2I2 =8×0.5W=4W，故D正确；
4．C
【解析】
A、根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移，可知乙在时启动，此时甲的位移为，即甲车在乙前方50m处，故选项A正确；
B、乙车超过甲车后，由于乙的速度大，所以不可能再相遇，故选项B正确；
C、由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动，当位移相等时两车才相遇，由图可知，乙车启动10s后位移小于甲的位移，还没有追上甲，故选项C错误；
D、当两车的速度相等时相遇最远，最大距离为：，故选项D正确；
不正确的是选选项C。
5．BC
【解析】
设导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ，根据共点力的平衡条件可得：F-μmg=BIL，而，整理可得：F=μmg+；图象可知v-F图象在F方向上截距不为零，金属杆受到的拉力与速度成一次函数关系，不是正比例关系，故A错误；从图象上分别读出两组F、v数据，即当F=4N时，速度v=4m/s，当F=8N时，速度v=12m/s；代入上式求得B=T，μ=0.2，故B正确D错误。由此可知v=0时，F=μmg，则图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小，故C正确；
6．BC
【解析】
AB、小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于C点，知速度与水平方向的夹角为37°，设位移与水平方向的夹角为θ，则有：tanθ，因为tnaθ，R＝0.75m，解得y，根据y得，t，故A错误，B正确。
CD、小球平抛运动的初速度，故C正确，D错误。
7．CD
【解析】
A项：当物体滑到最低点c时， M的速度最大，由水平方向动量守恒得：，由能量守恒得：，解得：，故A错误；
B项：由水平方向动量守恒得：且，解得：，故B错误；
C项：m从A到C过程中，M向左加速，C到B过程中向左减速，由水平方向动量守恒得，到达B点时的速度为零，故C正确；
D项：M与m组成的系统只有势能和动能相互转化，所以机械能守恒，水平方向不受外力作用，所以水平方向动量守恒，故D正确。
8．AB
【解析】
D、在AE中点G点的电势：,则，所以GC是一个等势面，电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，所以电场强度的方向由E指向A；故D错误.
B、EA两点间的电势差为，EA两点间的距离，电场强度的大小；故B正确.
C、顺着电场线电势逐渐降低，H点电势最高，，，代入数据，解得：；故C错误.
A、从D移到F
点，电势先升高后降低，电子带负电，电势能先减小后增加，静电力先做正功后做负功；故A正确.
故选AB.
9．质量比细线大得多，直径比细线长度小的多 摆长少了球半径； 最大摆角不可能大于 等于 大于
【解析】
（1）为了减小运动过程中的空气阻力，减小小球半径对摆长的影响，所以应该选用质量比细线大得多，直径比细线长度小的多的小球；
（2）小球做单摆运动时的摆长为为悬点到摆球球心的距离，所以题目中在测量摆长时少了球半径；在细线偏离竖直方向小于位置释放小球,摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动;单摆摆球经过平衡位置的速度最大,最大位移处速度为0,在平衡位置计时误差最小;所以经过最低点时进行计时，
（3）根据单摆的周期公式可知 可知 ，即过坐标原点的一条直线，图像的斜率为 ；出现a图的原因可能是在测量摆长时忘记加小球的半径了，设悬挂小球的悬线长度为，小球半径为 ，则摆动的摆长为 ，根据单摆周期公式可知 解得 图像的斜率不会发生变化，所以图线a和图线b对应的g值相等，图线c的斜率较小，所以测得的重力加速度g值大于图线b对应的g值；
10． 小于 4.700(或4.699) AC AB F0 = 3mg
【解析】
（1）①根据 ，解得该金属丝电阻率的表达式：.
②在图1中，由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，则金属丝电阻的测量值偏小；③用螺旋测微器测得金属丝的直径d为：4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm；
（2）①除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是交流电源和刻度尺，故选AC；
②本实验应选择质量大、体积小的重物进行实验，以减小下落过程的相对阻力，选项A正确；释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，以减小纸带和打点计时器之间的摩擦，选项B正确；先接通电源，后释放纸带，选项C错误；
③因O点与下一点的间距接近2mm，可知O点的速度为零；从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=mghB，打B点时的速度：；动能变化量；
④在最低点时：，若机械能守恒，则满足：，即。
11．（1）（2）（3）
【解析】
（1）由能量守恒得 ①
1、2小球根据动量守恒得： ②.
1、2小球根据机械能守恒得： ③.
由①②③式解得
（2）由题意得.
设DEF轨道半径为R，设在E点小球达到等效最高点，由于小球恰好能沿着DEF轨道运动，则在E点有：
①.
根据动能定理得：. ②.
由①②式解得m
（3）过点F做切线以及垂直BC的水平线，则α为53°。又因为，则小球所受合力的方向与水平方向夹角成53°。即在F点小球速度方向与合力方向共线，小球做直线运动。
由几何关系得m.
从B到C全程动能定理有：
解得.
12．（1）①。②．（2）
【解析】
（1）①设粒子在磁场中做圆周运动半径为r1，则：
如图所示，所有粒子刚好打不到光屏应满足：d＝r1+r1sinθ
解得：。
②如图可知，一半粒子能打到荧光屏上，是从O点射向x轴下方的粒子。射向x
轴上方粒子打不到荧光屏上。
粒子圆周运动的周期：
最长时间
最短时间
解得：．
（2）如图所示，磁场区域半径R应等于粒子做圆周运动的半径r2，
由几何关系有r2﹣r2cosθ＝L
由牛顿第二定律：
解得：
13．ABE
【解析】
A、温度越高，蒸发越快，故液体的饱和汽压随温度的升高而增大，故选项A正确；
B、温度是分子热运动平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气的分子平均动能也相同，故选项B正确；
C、做加速运动的物体，由于速度越来越大，物体分子的平均动能不一定增大，因为分子的平均动能是由温度决定，和物体的宏观运动无关，故选项C错误；
D、水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，是由于水浸润玻璃，但不浸润涂油的玻璃，故选项D错误；
E、气体压强取决于分子的数密度和分子热运动的平均动能的大小，故气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关，故选项E正确；
故选选项ABE。
14．（1）30 cm（2） 6.4 J
【解析】
（1）挂上重物后，活塞下移，设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为h1
该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有：
代入数据解得：；
（2）加热过程中汽缸内压强不变，当活塞移到汽缸口时，温度达到最高，设此温度为T2
根据盖—吕萨克定律有：
而，，解得，即加热时温度不能超过
加热过程中气体对外做功
代入数据得。
15．BCD
【解析】
由图读出周期为T=4s，则频率为f=1/T=0.25Hz．故A错误。质点在一个周期内通过的路程是4个振幅，t=10s=2.5T，则在10s内质点经过的路程是S=2.5×4A=10×2cm=20cm。故B
正确。在5s末，质点位于正向最大位移处，速度为零，加速度最大。故C正确。t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是，选项D正确；因质点的位移随时间变化规律为，则质点的速度v随时间t的变化规律为，选项E错误.
16．(i) (ii)
【解析】
解：(i)光路图如图所示
(ii)根据光路图，由几何知识可得：
又
光束从圆锥内B点传播到桌面上的时间：
联立解得：
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