天津市宝坻区第一中学2019届高三物理高考三模试卷
一、选择题
1．（2019·宝坻模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．光电效应说明光具有粒子性的，它是爱因斯坦首先发现并加以理论解释的
B．235U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的变化，半衰期可能变短
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的结构
D．据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大
2．（2019·宝坻模拟）中国在2013年6月初发射神舟十号飞船．航天员在太空飞行15天，与天宫一号目标飞行器进行无人和载人交会对接，进入天宫实验舱进行科学实验，并开展科普讲课等天地互动项目.如图所示，神舟十号飞船在低轨道上飞行，它可以采用喷气的方法改变速度，从而改变轨道实现与在高轨道飞行的天宫一号对接，则下列说法正确的是（ ）（ ）
A．它应沿运行速度方向喷气，与天宫一号对接后周期变小
B．它应沿运行速度的反方向喷气，与天宫一号对接后周期变大
C．飞船对接后因能量增大，绕行速度变大
D．飞船对接后向心加速度变大
3．（2019·宝坻模拟）如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为 、 、 、 ．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（ ）
A．直线a位于某一等势面内，
B．直线c位于某一等势面内，
C．若电子有M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子有P点运动到Q点，电场力做负功
4．（2019·宝坻模拟）不计电阻的某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，R1为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R2为定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.01 s，穿过该线圈的磁通量为零
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为 （V）
C．R1处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D．R1处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
5．（2019·宝坻模拟）如图所示，两个等腰直角三角形斜劈A、B，质量均为m，在水平力F1、F2作用下静止在桌面边缘，各接触面均光滑，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A．A，B之间的弹力大小等于mg
B．同时撤去F1、F2瞬间，A对桌面的压力等于2mg
C．同时撤去F1、F2瞬间，A，B水平方向的加速度大小相等
D．F1、F2大小相等，同时增大或者减小时斜劈仍静止
6．（2019·宝坻模拟）由a、b两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角θ等于60o时，其折射光束和出射光束如图所示．已知a光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为60o，则下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃球体对a光的折射率为
B．适当增大入射角θ，a、b光束一定不能发生全反射
C．经过同一单缝时，b光衍射现象更明显
D．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距大些
7．（2019·宝坻模拟）如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的部分波形图．若该波波速v=40m/s，在t=0时刻刚好传播到x=13m处，则t=0.45s时（ ）
A．该波x=9m处的质点的位移为-5cm B．该波x=11m处的质点的位移为5cm
C．该波刚好传播到x=18m处 D．该波刚好传播到x=31m处
8．（2019·宝坻模拟）已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动．某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t＝0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1＞v2）．已知传送带的速度保持不变．（g取10 m/s2）则（ ）
A．0～t1内，物块对传送带做正功
B．物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ>tan θ
C．0～t2内，传送带对物块做功为
D．系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小
二、非选择题
9．（2019·宝坻模拟）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中克服摩擦力做功为 ，小球落在平台上的位置到A点的距离为 ．
10．（2019·宝坻模拟）某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、刻度尺、小车、钩码、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图所示．
①若要完成该实验，还需要的一个实验器材是 ．
②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个 （填字母代号）．
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的 （填字母代号）．
A．在接通电的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
11．（2019·宝坻模拟）某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：
A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）
C．电压表V(量程15V，内阻15kΩ)
D．定值电阻R0=100Ω
E．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
F．电源E，电动势E=4V（内阻不计）
G．电键S及导线若干
①测量时要求电表读数不得小于其量程的 ，应选择的电表是 ．（填电表前面的字母符号）
②请你在线框内画出测量Rx的实验原理图 （图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）．
③若实验时电流表A1的读数为 1，电流表A2的读数为 2，电压表V的读数为U，请根据画出的实验原理图，用已知的和测得的物理量表示Rx= ．（用字母表示）
12．（2019·宝坻模拟）如图甲所示，光滑曲面轨道固定在竖直平面内，下端出口处在水平方向上．一平板车静止在光滑水平地面上，右端紧靠曲面轨道，平板车上表面恰好与曲面轨道下端相平．一质量为m=0.1kg的小物块从曲面轨道上某点由静止释放，初始位置距曲面下端高度h=0.8m．物块经曲面轨道下滑后滑上平板车，最终没有脱离平板车．平板车开始运动后的速度图象如图乙所示，重力加速度g=10m/s2．
（1）根据图乙写出平板车在加速过程中速度v与时间t的关系式．
（2）求平板车的质量M．
（3）求物块与平板车间的动摩擦因数μ和在车上滑动过程中产生的内能Q．
13．（2019·宝坻模拟）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为 ，导轨平面与水平面的夹角 ，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为 的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 、电阻为 ．两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻 ，重力加速度为g．现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为 的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率．求：
（1）金属棒能达到的最大速度vm；
（2）灯泡的额定功率PL；
（3）若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热Qr．
14．（2019·宝坻模拟）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后．从下方以恒定速率v1，向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域I内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后．自动关闭区域I系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出．在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力．不计粒子之间相互作用与相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：
（1）当栅极MN、PQ间形成稳定的电场时，其电场强度E多大．
（2）氙原子核从PQ喷出时的速度大小v2．
（3）因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域I的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A、光电效应说明光具有粒子性，不是波动性的，光电效应是由赫兹发现的，不是爱因斯坦首先发现，A不符合题意；
B、半衰期不会随地球环境的变化而变化，B不符合题意；
C、卢瑟福通过对 粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构，C不符合题意；
D、据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据 知，核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小，D符合题意；
故答案为：D
【分析】电子辐射出光子后，能量变小，轨道变低，转动的速度会增加，动能变大，势能变小。
2．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】神舟十号飞船实施变轨与比它轨道更高的在高轨道飞行的天宫一号对接，是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力小于飞船所需向心力，所以应给飞船加速，增加所需的向心力，所以它应沿运行速度的反方向喷气，使得在短时间内速度增加，根据开普勒第三定律 可知与天宫一号对接后轨道半径增大，所以周期变大；根据 可得 ，飞船与天宫一号对接后轨道半径增大，所以绕行速度变小；根据 可得 ，飞船与天宫一号对接后轨道半径增大，所以向心加速度变小，B符合题意，A、C、D不符合题意．
故答案为：B
【分析】卫星离地球越近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小，结合选项分析即可。
3．【答案】B
【知识点】电势差、电势、电势能；电场力做功
【解析】【解答】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c和d都是位于某一等势线内，但是 ， ，A不符合题意，B对．若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，C不符合题意．电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
4．【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】AB、原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压 ，周期0.02s，故角速度是 ，原线圈两端电压的瞬时值表达式为 ，当 时， ，此时穿过该线圈的磁通量最大，A、B不符合题意；
C、 温度升高时，阻值减小，总电阻减小，而输出电压不变，电流增大，即电流表的示数变大，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，C符合题意；
D、 处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是 不是测量副线圈电压， 温度升高时，阻值减小，电流增大，则 电压增大，所以 示数减小，则电压表 、 示数的比值增大，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流。
5．【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】以B为研究对象进行受力分析，受到重力、支持力N和推力F2作用，如图所示；
由图可知A、B之间的弹力大于mg，A不符合题意；
同时撤去F1、F2瞬间，此时B在竖直方向有沿斜面向下的加速度分量，则此时B失重，则A对桌面的压力小于2mg，B不符合题意；同时撤去F1、F2瞬间，A、B在水平方向受到的力等大反向，则水平方向的加速度大小相等，C符合题意；对整体由平衡知识可知，F1、F2大小相等；若同时增大两力，则B将沿斜面上滑；同理减小时B沿斜面将下滑，D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】分别对两个物体进行受力分析，在重力、支持力、推力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可，当外力撤掉后利用牛顿第二定律求解加速度即可。
6．【答案】A,B
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A、由几何关系可知 光的折射角为 ，根据折射定律： ，A符合题意；
B、光从空气射向玻璃，是光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，光从玻璃射向空气时，与前者对称，角度相同，也不可能发生全反射，B符合题意；
CD、由于 光的折射率大于 光的折射率，折射率越大的光频率越大，波长越短，衍射现象越不明显，故 光衍射现象不明显；进行双缝干涉实验时，根据 可知 光的条纹间距小些，C、D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】通过几何关系求出光的入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率，根据折射角的大小判断光的频率关系，再结合选项分析求解即可。
7．【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】由图可知波长为8m，波速为 ，则周期为 ，因在 时刻刚好传播到 处，则 时波向前传播了 波形，此时 处的质点处于波谷，则质点的位移为 5cm； 处的质点处于平等位置，则质点的位移0；波向前传播的距离为 ，因此该波刚好传播到 处，A、D符合题意，B、C不符合题意．
故答案为：AD
【分析】通过图像求解波长，结合波速求解波的周期，再结合选项分析求解即可。
8．【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由图知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上． 内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功，A不符合题意；
B．在 内，物块向上运动，则有
得
B符合题意；
C． 内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为 ，根据动能定理得：
则传送带对物块做功
C不符合题意；
D． 内，重力对物块做正功，物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大，D符合题意．
故答案为：BD。
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合动能定理求解外力做功。
9．【答案】；
【知识点】动能定理的综合应用；平抛运动
【解析】【解答】小球到达 点刚好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律有 ，解得 ，从P到B根据动能定理有 ，解得 ，小球从B到平台做平抛运动，则有 ， ，解得 ，小球落在平台上的位置到A点的距离为
【分析】对物体进行受力分析，结合物体的初末速度，对物体从P点运动到Q点的过程应用动能定理求解摩擦力做功；物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据初速度求解水平方向的位移。
10．【答案】天平；D；CD
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：①根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要天平；
②实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，D符合题意，A、B、C不符合题意；
③)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有转化为内能的，即试验中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，C、D符合题意，A、B不符合题意．
【分析】（1）利用天平测量砝码和小车的质量，用来验证动能定理；
（2）平衡摩擦力，除去摩擦力对实验的影响，使实验更准确；
（3）拉力做功总是比小车动能增量大一些，原因时拉力作的功用来克服摩擦力做功。
11．【答案】AB；；
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)由于电源电动势为4V，电压表 量程为15V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表 与定值电阻 串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表 配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表 采用外接法，改装的电压表电压量程为 ，滑动变阻器最大阻值为5Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一，故电表选择A、 B；(2)电流表 与定值电阻 串联组成电压表，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示
；(3)待测电阻两端电压 ，通过待测电阻的电流 ，待测电阻
【分析】（1）（1）在量程允许的情况下选择小量程的电表即可；
（2）为了能得到比较多的数据，采用分压法，电流表内阻比较大，对电压影响比较大，故采用电流表外接法；
（3）对整个电流应用闭合电路欧姆定律求解电阻的表达式即可。
12．【答案】（1）解：由图象知平板车的加速度：
平板车在加速过程中 与 的关系式为：
（2）解：物块沿曲面下滑过程，机械能守恒，则有：
解得：
物块滑上车之后最终没有脱离平板车，动量守恒，则有：
由图象知物块与平板车最后的共同速度：
代入数据解得平板车的质量：
（3）解：平板车在加速过程中，由牛顿第二定律可得：
由图象知平板车的加速度：
代入数据解得物块与平板车间的动摩擦因数：
根据能量守恒可得在车上滑动过程中产生的内能：
【知识点】对单物体(质点)的应用；动能定理的综合应用；动量守恒定律
【解析】【分析】（1）结合物体的速度变化量以及对应的时间，利用加速度的定义式求解物体的加速度；
（2）两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒，利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可；
（3）利用运动学公式求解物体与小车的相对位移，摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
13．【答案】（1）解：金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动；设最大速度为 ，当金属棒达到最大速度时，做匀速直线运动，由平衡条件得：
又：
解得：
由 ，
联立解得：
（2）解：灯泡的额定功率：
（3）解：金属棒由静止开始上滑4L的过程中，由能量守恒定律可知：
金属棒上产生的电热：
【知识点】安培力；焦耳定律；电功率和电功；欧姆定律
【解析】【分析】（1）当导体棒受到的拉力等于安培力与重力分力之和的时候，导体棒速度达到最大，列方程求解此时的速度；
（2）求解流过灯泡的电流，利用公式P=UI求解功率；
（3）结合导体棒初末状态的速度，对导体棒的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量。
14．【答案】（1）解：等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为q′ ，
则 即
（2）解：氙原子核在磁场中做匀速圆周运动时，设速度为v3，则有：
根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行氙原子核束，即
则：
氙原子核经过区域I加速后，离开PQ的速度大小为 ，根据动能定理可知：
其中电压
联立可得
（3）解：根据题意，当区域Ⅱ中的磁场变为 之后，根据 可知，r′=r=D
①根据示意图可知，沿着AF方向射入的氙原子核，恰好能够从M点沿着轨迹1进入区域I，而沿着AF左侧射入的粒子将被上极板RM挡住而无法进入区域I．
该轨迹的圆心O1，正好在N点，AO1=MO1=D，所以根据几何关系可知，此时∠FAN=900；
②根据示意图可知，沿着AG方向射入的氙原子核，恰好从下极板N点沿着轨迹2进入区域I，而沿着AG右侧射入的粒子将被下极板SN挡住而无法进入区域I．
AO2=AN=NO2=D，所以此时入射角度∠GAN=300；
根据上述分析可知，只有∠FAG=600；这个范围内射入的粒子还能进入区域I．该区域的粒子占A处总粒子束的比例为
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动；速度选择器
【解析】【分析】考查牛顿第二定律与运动学公式的应用，掌握由洛伦兹力提供向心力的求解方法，理解动能定理的内容，注意正确画出运动轨迹，及分清各段运动性质；第三问要注意临界条件，求出恰从上、下两边缘射出的粒子的入射角，从而求出射入Ⅰ区的粒子数点比．
天津市宝坻区第一中学2019届高三物理高考三模试卷
一、选择题
1．（2019·宝坻模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．光电效应说明光具有粒子性的，它是爱因斯坦首先发现并加以理论解释的
B．235U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的变化，半衰期可能变短
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的结构
D．据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大
【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A、光电效应说明光具有粒子性，不是波动性的，光电效应是由赫兹发现的，不是爱因斯坦首先发现，A不符合题意；
B、半衰期不会随地球环境的变化而变化，B不符合题意；
C、卢瑟福通过对 粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构，C不符合题意；
D、据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据 知，核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小，D符合题意；
故答案为：D
【分析】电子辐射出光子后，能量变小，轨道变低，转动的速度会增加，动能变大，势能变小。
2．（2019·宝坻模拟）中国在2013年6月初发射神舟十号飞船．航天员在太空飞行15天，与天宫一号目标飞行器进行无人和载人交会对接，进入天宫实验舱进行科学实验，并开展科普讲课等天地互动项目.如图所示，神舟十号飞船在低轨道上飞行，它可以采用喷气的方法改变速度，从而改变轨道实现与在高轨道飞行的天宫一号对接，则下列说法正确的是（ ）（ ）
A．它应沿运行速度方向喷气，与天宫一号对接后周期变小
B．它应沿运行速度的反方向喷气，与天宫一号对接后周期变大
C．飞船对接后因能量增大，绕行速度变大
D．飞船对接后向心加速度变大
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】神舟十号飞船实施变轨与比它轨道更高的在高轨道飞行的天宫一号对接，是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力小于飞船所需向心力，所以应给飞船加速，增加所需的向心力，所以它应沿运行速度的反方向喷气，使得在短时间内速度增加，根据开普勒第三定律 可知与天宫一号对接后轨道半径增大，所以周期变大；根据 可得 ，飞船与天宫一号对接后轨道半径增大，所以绕行速度变小；根据 可得 ，飞船与天宫一号对接后轨道半径增大，所以向心加速度变小，B符合题意，A、C、D不符合题意．
故答案为：B
【分析】卫星离地球越近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小，结合选项分析即可。
3．（2019·宝坻模拟）如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为 、 、 、 ．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（ ）
A．直线a位于某一等势面内，
B．直线c位于某一等势面内，
C．若电子有M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子有P点运动到Q点，电场力做负功
【答案】B
【知识点】电势差、电势、电势能；电场力做功
【解析】【解答】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c和d都是位于某一等势线内，但是 ， ，A不符合题意，B对．若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，C不符合题意．电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
4．（2019·宝坻模拟）不计电阻的某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，R1为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R2为定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.01 s，穿过该线圈的磁通量为零
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为 （V）
C．R1处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D．R1处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】AB、原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压 ，周期0.02s，故角速度是 ，原线圈两端电压的瞬时值表达式为 ，当 时， ，此时穿过该线圈的磁通量最大，A、B不符合题意；
C、 温度升高时，阻值减小，总电阻减小，而输出电压不变，电流增大，即电流表的示数变大，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，C符合题意；
D、 处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是 不是测量副线圈电压， 温度升高时，阻值减小，电流增大，则 电压增大，所以 示数减小，则电压表 、 示数的比值增大，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流。
5．（2019·宝坻模拟）如图所示，两个等腰直角三角形斜劈A、B，质量均为m，在水平力F1、F2作用下静止在桌面边缘，各接触面均光滑，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A．A，B之间的弹力大小等于mg
B．同时撤去F1、F2瞬间，A对桌面的压力等于2mg
C．同时撤去F1、F2瞬间，A，B水平方向的加速度大小相等
D．F1、F2大小相等，同时增大或者减小时斜劈仍静止
【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】以B为研究对象进行受力分析，受到重力、支持力N和推力F2作用，如图所示；
由图可知A、B之间的弹力大于mg，A不符合题意；
同时撤去F1、F2瞬间，此时B在竖直方向有沿斜面向下的加速度分量，则此时B失重，则A对桌面的压力小于2mg，B不符合题意；同时撤去F1、F2瞬间，A、B在水平方向受到的力等大反向，则水平方向的加速度大小相等，C符合题意；对整体由平衡知识可知，F1、F2大小相等；若同时增大两力，则B将沿斜面上滑；同理减小时B沿斜面将下滑，D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】分别对两个物体进行受力分析，在重力、支持力、推力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可，当外力撤掉后利用牛顿第二定律求解加速度即可。
6．（2019·宝坻模拟）由a、b两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角θ等于60o时，其折射光束和出射光束如图所示．已知a光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为60o，则下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃球体对a光的折射率为
B．适当增大入射角θ，a、b光束一定不能发生全反射
C．经过同一单缝时，b光衍射现象更明显
D．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距大些
【答案】A,B
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A、由几何关系可知 光的折射角为 ，根据折射定律： ，A符合题意；
B、光从空气射向玻璃，是光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，光从玻璃射向空气时，与前者对称，角度相同，也不可能发生全反射，B符合题意；
CD、由于 光的折射率大于 光的折射率，折射率越大的光频率越大，波长越短，衍射现象越不明显，故 光衍射现象不明显；进行双缝干涉实验时，根据 可知 光的条纹间距小些，C、D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】通过几何关系求出光的入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率，根据折射角的大小判断光的频率关系，再结合选项分析求解即可。
7．（2019·宝坻模拟）如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的部分波形图．若该波波速v=40m/s，在t=0时刻刚好传播到x=13m处，则t=0.45s时（ ）
A．该波x=9m处的质点的位移为-5cm B．该波x=11m处的质点的位移为5cm
C．该波刚好传播到x=18m处 D．该波刚好传播到x=31m处
【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】由图可知波长为8m，波速为 ，则周期为 ，因在 时刻刚好传播到 处，则 时波向前传播了 波形，此时 处的质点处于波谷，则质点的位移为 5cm； 处的质点处于平等位置，则质点的位移0；波向前传播的距离为 ，因此该波刚好传播到 处，A、D符合题意，B、C不符合题意．
故答案为：AD
【分析】通过图像求解波长，结合波速求解波的周期，再结合选项分析求解即可。
8．（2019·宝坻模拟）已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动．某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t＝0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1＞v2）．已知传送带的速度保持不变．（g取10 m/s2）则（ ）
A．0～t1内，物块对传送带做正功
B．物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ>tan θ
C．0～t2内，传送带对物块做功为
D．系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小
【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由图知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上． 内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功，A不符合题意；
B．在 内，物块向上运动，则有
得
B符合题意；
C． 内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为 ，根据动能定理得：
则传送带对物块做功
C不符合题意；
D． 内，重力对物块做正功，物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大，D符合题意．
故答案为：BD。
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合动能定理求解外力做功。
二、非选择题
9．（2019·宝坻模拟）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中克服摩擦力做功为 ，小球落在平台上的位置到A点的距离为 ．
【答案】；
【知识点】动能定理的综合应用；平抛运动
【解析】【解答】小球到达 点刚好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律有 ，解得 ，从P到B根据动能定理有 ，解得 ，小球从B到平台做平抛运动，则有 ， ，解得 ，小球落在平台上的位置到A点的距离为
【分析】对物体进行受力分析，结合物体的初末速度，对物体从P点运动到Q点的过程应用动能定理求解摩擦力做功；物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据初速度求解水平方向的位移。
10．（2019·宝坻模拟）某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、刻度尺、小车、钩码、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图所示．
①若要完成该实验，还需要的一个实验器材是 ．
②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个 （填字母代号）．
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的 （填字母代号）．
A．在接通电的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
【答案】天平；D；CD
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】解：①根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要天平；
②实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，D符合题意，A、B、C不符合题意；
③)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有转化为内能的，即试验中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，C、D符合题意，A、B不符合题意．
【分析】（1）利用天平测量砝码和小车的质量，用来验证动能定理；
（2）平衡摩擦力，除去摩擦力对实验的影响，使实验更准确；
（3）拉力做功总是比小车动能增量大一些，原因时拉力作的功用来克服摩擦力做功。
11．（2019·宝坻模拟）某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：
A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）
C．电压表V(量程15V，内阻15kΩ)
D．定值电阻R0=100Ω
E．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
F．电源E，电动势E=4V（内阻不计）
G．电键S及导线若干
①测量时要求电表读数不得小于其量程的 ，应选择的电表是 ．（填电表前面的字母符号）
②请你在线框内画出测量Rx的实验原理图 （图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）．
③若实验时电流表A1的读数为 1，电流表A2的读数为 2，电压表V的读数为U，请根据画出的实验原理图，用已知的和测得的物理量表示Rx= ．（用字母表示）
【答案】AB；；
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)由于电源电动势为4V，电压表 量程为15V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可用电流表 与定值电阻 串联扩大其电压量程，当作电压表与电流表 配合使用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表 采用外接法，改装的电压表电压量程为 ，滑动变阻器最大阻值为5Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一，故电表选择A、 B；(2)电流表 与定值电阻 串联组成电压表，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，实验电路图如图所示
；(3)待测电阻两端电压 ，通过待测电阻的电流 ，待测电阻
【分析】（1）（1）在量程允许的情况下选择小量程的电表即可；
（2）为了能得到比较多的数据，采用分压法，电流表内阻比较大，对电压影响比较大，故采用电流表外接法；
（3）对整个电流应用闭合电路欧姆定律求解电阻的表达式即可。
12．（2019·宝坻模拟）如图甲所示，光滑曲面轨道固定在竖直平面内，下端出口处在水平方向上．一平板车静止在光滑水平地面上，右端紧靠曲面轨道，平板车上表面恰好与曲面轨道下端相平．一质量为m=0.1kg的小物块从曲面轨道上某点由静止释放，初始位置距曲面下端高度h=0.8m．物块经曲面轨道下滑后滑上平板车，最终没有脱离平板车．平板车开始运动后的速度图象如图乙所示，重力加速度g=10m/s2．
（1）根据图乙写出平板车在加速过程中速度v与时间t的关系式．
（2）求平板车的质量M．
（3）求物块与平板车间的动摩擦因数μ和在车上滑动过程中产生的内能Q．
【答案】（1）解：由图象知平板车的加速度：
平板车在加速过程中 与 的关系式为：
（2）解：物块沿曲面下滑过程，机械能守恒，则有：
解得：
物块滑上车之后最终没有脱离平板车，动量守恒，则有：
由图象知物块与平板车最后的共同速度：
代入数据解得平板车的质量：
（3）解：平板车在加速过程中，由牛顿第二定律可得：
由图象知平板车的加速度：
代入数据解得物块与平板车间的动摩擦因数：
根据能量守恒可得在车上滑动过程中产生的内能：
【知识点】对单物体(质点)的应用；动能定理的综合应用；动量守恒定律
【解析】【分析】（1）结合物体的速度变化量以及对应的时间，利用加速度的定义式求解物体的加速度；
（2）两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒，利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可；
（3）利用运动学公式求解物体与小车的相对位移，摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
13．（2019·宝坻模拟）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为 ，导轨平面与水平面的夹角 ，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为 的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 、电阻为 ．两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻 ，重力加速度为g．现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为 的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率．求：
（1）金属棒能达到的最大速度vm；
（2）灯泡的额定功率PL；
（3）若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热Qr．
【答案】（1）解：金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动；设最大速度为 ，当金属棒达到最大速度时，做匀速直线运动，由平衡条件得：
又：
解得：
由 ，
联立解得：
（2）解：灯泡的额定功率：
（3）解：金属棒由静止开始上滑4L的过程中，由能量守恒定律可知：
金属棒上产生的电热：
【知识点】安培力；焦耳定律；电功率和电功；欧姆定律
【解析】【分析】（1）当导体棒受到的拉力等于安培力与重力分力之和的时候，导体棒速度达到最大，列方程求解此时的速度；
（2）求解流过灯泡的电流，利用公式P=UI求解功率；
（3）结合导体棒初末状态的速度，对导体棒的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量。
14．（2019·宝坻模拟）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后．从下方以恒定速率v1，向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域I内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后．自动关闭区域I系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出．在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力．不计粒子之间相互作用与相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：
（1）当栅极MN、PQ间形成稳定的电场时，其电场强度E多大．
（2）氙原子核从PQ喷出时的速度大小v2．
（3）因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域I的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．
【答案】（1）解：等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为q′ ，
则 即
（2）解：氙原子核在磁场中做匀速圆周运动时，设速度为v3，则有：
根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行氙原子核束，即
则：
氙原子核经过区域I加速后，离开PQ的速度大小为 ，根据动能定理可知：
其中电压
联立可得
（3）解：根据题意，当区域Ⅱ中的磁场变为 之后，根据 可知，r′=r=D
①根据示意图可知，沿着AF方向射入的氙原子核，恰好能够从M点沿着轨迹1进入区域I，而沿着AF左侧射入的粒子将被上极板RM挡住而无法进入区域I．
该轨迹的圆心O1，正好在N点，AO1=MO1=D，所以根据几何关系可知，此时∠FAN=900；
②根据示意图可知，沿着AG方向射入的氙原子核，恰好从下极板N点沿着轨迹2进入区域I，而沿着AG右侧射入的粒子将被下极板SN挡住而无法进入区域I．
AO2=AN=NO2=D，所以此时入射角度∠GAN=300；
根据上述分析可知，只有∠FAG=600；这个范围内射入的粒子还能进入区域I．该区域的粒子占A处总粒子束的比例为
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动；速度选择器
【解析】【分析】考查牛顿第二定律与运动学公式的应用，掌握由洛伦兹力提供向心力的求解方法，理解动能定理的内容，注意正确画出运动轨迹，及分清各段运动性质；第三问要注意临界条件，求出恰从上、下两边缘射出的粒子的入射角，从而求出射入Ⅰ区的粒子数点比．
