2019年天津市高考物理试卷及解析

2019年天津市高考物理试题与答案（Word 版）注意事项：1．理科综合试卷满分300分，其中物理部分110分。

考试时长与化学、生物合用150分钟。

2. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡和试卷指定位置上，并将条形码准确粘贴在条形码区域内。

3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷注意事项：1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

2．本卷共8题，每题6分，共48分。

一、单项选择题（每小题6分，共30分。

每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1．2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。

已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的（ ）AB ．动能为2GMmRC D ．向心加速度为2GMR2．2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车。

为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。

下列说法正确的是（ ）A ．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B ．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C ．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D ．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布3．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程（ ）A ．动能增加212mvB ．机械能增加22mvC ．重力势能增加232mvD ．电势能增加22mv4．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。

2019年天津市高等学校招生全国统一考试理科综合物理部分参考答案第Ⅰ卷一、单项选择题 1.【答案】A【解析】嫦娥四号探德器环绕月球做匀递圆周运动时，力何51月提供共做匀速圆周运动的向心力，有222224GMm v m r m m r mar r T πω====，解得23324,,,GM GM r CM v T a r r GM r πω====则嫦娥四号探测器的动能为2122k GMmE mv r==，由以上可知A 正确，BCD 错误。

【考点】万有引力的应用 2.【答案】C【解析】增加钢索的数量，索塔受到的向下的压力增大，A 错误；当索塔受到的力F 一定时，降低索塔的高度，钢索与水平方向的夹角α减小，则钢索受到的拉力将增大，B 错误；如果索塔两侧的钢索对称且拉力大小相同，则两侧拉力在水平方向的合力为零，钢索的合力一定竖直向下，C 正确；索塔受到钢索的拉力合力竖直向下，当两侧钢索的拉力大小不等时，由图可知，两侧的钢索不一定对称，D 错误。

【考点】力的合成与分解 3.【答案】B【解析】小球动能的增加量为222113(2)222k E m v mv mv ∆=-=，A 错误；小球在竖直方向上的分运动为匀减速直线运动，到N 时竖方向的速度为零，则M 、N 两点之间的高度差为22v h g =题，小球重力势能的增加量为212p E mgh mv ∆==，C 错误；电场力对小球做正功，则小球的电势能减少，由能量守恒定律可知，小球减小的电势能等于重力势能与动能的增加量之和，则电势能的减少量为22231222p E mv mv mv '∆=+=，D 错误；由功能关系可知，除重力外的其他力对小球所做的功在数值上等于小球机械能的增加量，即2m2，B 正确。

【考点】带电粒子在复合场的运动 4.【答案】D【解析】由题意可判定，电子定向移动的方向水平向左，则由左手定则可知，电子所受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累的电子逐渐增多，前表面的电势比后表而的电势高，A 错误；当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前、后表面间的电压达到稳定，对稳定状态下的电子有e E e B v =，又UE a=，解得U Bav =，显然前、后表面间的电压U 与电子的定向移动速度成正比，与元件的宽度a 成正比，与长度c 无关，BC 错误；自由电子稳定时受到的洛伦兹力等于电场力，即eUF eE a ==，D 正确。

2019年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）理科综合 物理部分（解析） 江苏省特级教师 戴儒京 解析理科综合共300分，考试用时150分钟。

物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至7页，共120分。

答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。

答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。

考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

祝各位考生考试顺利！第Ⅰ卷注意事项：1.每题选出答案后，用铅笔将答题对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

2.本卷共8题，每题6分，共48分。

一、单项选择题（每小题6分，共30分。

每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1.2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。

已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的（ ）A.周期为234πr GMB.动能为2GMmRC.角速度为3GmrD.向心加速度为2GMR【答案】1.C【解析】根据万有引力等于向心力，有ma r m r v m r Tm r GM ====222224m ωπ得 A ．周期GM r T 324π=B.动能r GMmmv E k 2212==C.角速度3rGM=ω，C 正确。

D.向心加速度2rGMa =2.2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车。

为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。

下列说法正确的是（ ）A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B.为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布【答案】 2.C【解析】索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下，水平方向的合力为0，正确。

2019年普通高等学校招生 全国统一考试·天津卷 理科综合(物理部分)试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷两部分，共120分．第Ⅰ卷一、单项选择题(每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的) 1．(2019·天津卷·1)2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为M 、半径为R .探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的A ．周期为 4π2r 3GMB ．动能为GMm2RC ．角速度为 Gmr 3D ．向心加速度为GMR22．(2019·天津卷·2)2018年10月23时，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道外建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是A ．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B ．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C ．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D ．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布3．(2019·天津卷·3)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程A ．动能增加12mv 2B ．机械能增加2mv 2C ．重力势能增加32mv 2D ．电势能增加2mv 24．(2019·天津卷·4)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件．当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态．如图1如示，一块宽为a 、长为c 的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e 的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v .当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U ，以此控制屏幕的熄灭．则元件的A ．前表面的电势比后表面的低B ．前、后表面间的电压U 与v 无关C ．前、后表面间的电压U 与c 成正比D ．自由电子受到的洛伦兹力大小为eUa5．(2019·天津卷·5)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系．由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是二、不定项选择题(每小题6分，共18分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分) 6．(2019·天津卷·6)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是A ．核聚变比核裂变更为安全、清洁B ．任何两个原子核都可以发生聚变C ．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D ．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加7．(2019·天津卷·7)一列简谐横波沿x 轴传播，已知x 轴上x 1＝1 m 和x 2＝7 m 处质点的振动图像分别如图甲、乙所示，则此列波的传速度可能是A ．7 m/sB ．2 m/sC ．1.2 m/sD ．1 m/s8．(2019·天津卷·8)单匝闭合矩形线框电阻为R ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通Ф与时间t 的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是A.T2时刻线框平面与中性面垂直 B ．线框的感应电动势有效值为2πФmTC ．线框转一周外力所做的功为2π2Фm 2RTD ．从t ＝0到t ＝T 4过程中线框的平均感应电动势为πФmT第Ⅱ卷本卷共4题，共72分9．(2019·天津卷·9)(1)第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”．h的数值为6.63×10－34，根据能量子定义，h的单位是________，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为________．(2)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．①下列哪些措施能够提高实验准确程度________．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是________．③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n＝________.(用图中线段的字母表示)(3)现测定长金属线的电阻率．①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm.②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻R x约为100 Ω，画出实验电路图，并标时器材代号．电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式R x＝________.从设计原理看，则测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．10．(2019·天津卷·10)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功．航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板昌由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1甲所示．为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC 是与水平甲板AB 相切的一段圆弧，示意如图乙，AB 长L 1＝150 m ，BC 水平投影L 2＝63 m ，图中C 点切线方向与水平方向的平角θ＝12˚(sin 12 ˚ ≈0.21)．若舰载机从A 点由静止开始做匀速直线运动，经t ＝6 s 到达B 点进入BC .已知飞行的质量m ＝60 kg ，g ＝10 m/s 2，求(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到水平力所做的功W ； (2)舰载机刚进入BC 时，飞行员受到竖直向上的压力F N 多大．11．(2019·天津卷·11)如图所示，固定在水平面上间距为l 的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN 和PQ 长度为l 、电阻均为R ，两棒与导轨始终接触良好．MN 两商通过开关S 与电阻R 的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁场通量变化率为常量k .图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B .PQ 的质量为m ，金属导轨足够长、电阻忽略不计．(1)闭合S ，若使PQ 保持静止，需在其上加多大的水平恒力F ，并指出其方向；(2)断开S ，PQ 在上述恒力作用下，由静止开始速度大小为v 的加速过程中流过PQ 的电荷量为q ，求该过程安培力做的功W .12．(2019·天津卷·12)2018年，人类历史第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放．引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A 、B 之间的匀强电场(初速度忽略不计)，A 、B 间电压为U ，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力．单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为m ，电荷量为Ze ，其中Z 是正整数，e 是元电荷．(1)若引擎获得的推力为F 1，求单位时间内飘入A 、B 间的正离子数目N为多少；(2)加速正离子束所消耗的功率P 不同时，引擎获得的推力F 也不同，试推导FP的表达式；(3)为提高能量的转换效率，要使F P 尽量大，请提出增大FP的三条建议．2019年普通高等学校招生 全国统一考试·天津卷 理科综合(物理部分)试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷两部分，共120分．第Ⅰ卷一、单项选择题(每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的) 1．(2019·天津卷·1)2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为M 、半径为R .探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的A ．周期为 4π2r 3GMB ．动能为GMm2RC ．角速度为 Gmr 3D ．向心加速度为GMR2答案 A解析 嫦娥四号探测器环绕朋球做匀速圆周运动时，万有引力提供其做匀速圆围运动的向心力，有GMm r 2＝m ω2r ＝m v 2r ＝m 4π2T 2r＝ma ，解得ω＝GMR 3、v ＝GMr、T ＝4π2r3GM、a ＝GM r 2，则嫦娥四号探测器的动能为E k ＝12mv 2＝GMm2r，由以上可知A 正确，B 、C 、D 错误．2．(2019·天津卷·2)2018年10月23时，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道外建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是A ．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B ．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C ．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D ．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布答案 C解析 增加钢索的数量，索塔受到的向下的压力增大，A 错误；当索塔受到的力F 一定时，降低索塔的高度，钢索与水平方向的夹角α减小，则钢索受到的拉力将增大，B 错误；如果索塔两侧的钢索对称且拉力大小相同，则两侧拉力在水平方向的合力为零，钢索的合力一定竖直向下，C 正确；索塔受到钢索的拉力合力竖直向下，当两侧钢索的拉力大小不等时，由图可知，两侧的钢索不一定对称，D 错误．3．(2019·天津卷·3)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程A ．动能增加12mv 2B ．机械能增加2mv 2C ．重力势能增加32mv 2D ．电势能增加2mv 2答案 B解析 小球动能的增加量为ΔE k ＝12m (2v )2－12mv 2＝32mv 2，A 错误；小球在竖直方向上的分运动为匀减速直线运动，到N 时竖直方向的速度为零，则M 、N 两点之间高度差为h ＝v 22g ，小球重力势能的增加量为ΔE p ＝mgh ＝12mv 2，C 错误；电场力对小球做正功，则小球的电势能减少，由能量守恒定律可知，小球减小的电势能等于重力势能与动能的增加量之和，则电势能的减少量为ΔE p ′＝32mv 2＋12mv 2＝2mv 2，D 错误；由功能关系可知，除重力外的其他力对小球所做的功在数值上等于小球机械能的增加量，即2mv 2，B 正确．4．(2019·天津卷·4)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件．当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态．如图1如示，一块宽为a 、长为c 的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e 的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v .当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U ，以此控制屏幕的熄灭．则元件的A ．前表面的电势比后表面的低B ．前、后表面间的电压U 与v 无关C ．前、后表面间的电压U 与c 成正比D ．自由电子受到的洛伦兹力大小为eUa答案 D解析 由题意可判定，电子定向移动的方向水平向左，则由左手定则可知，电子所受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累的电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的电势高，A 错误；当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前、后表面间的电压达到稳定，对稳定状态下的电子有eE ＝eBv ，又E ＝U a，解得U ＝Bav ，显然前、后表面间的电压U 与电子的定向移动速度v 成正比，与元件的宽度a 成正比，与长度c 无关，B 、C 错误；自由电子稳定时受到的洛伦兹力等于电场力，即F ＝eE ＝eUa，D 正确． 5．(2019·天津卷·5)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系．由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是答案 C解析 由爱因斯坦光电效应方程可知E k ＝h ν－W 0，又eU c ＝E k ，则eU c ＝h ν－W 0，结合图像可知三种光的折射率大小关系为n b ＞n c ＞n a ，a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时，折射率越大，偏射角度越大，则C 正确，A 、B 、D 错误．二、不定项选择题(每小题6分，共18分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分) 6．(2019·天津卷·6)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是A ．核聚变比核裂变更为安全、清洁B ．任何两个原子核都可以发生聚变C ．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D ．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加答案 AD解析 与核裂变相比轻核聚变更为安全、清洁，A 正确；自然界中最容易发现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不是任意两个原子核都能发生核聚变，B 错误；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能量，根据E ＝mc 2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，C 错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减少，所以核子的比结合能增加，D 正确．7．(2019·天津卷·7)一列简谐横波沿x 轴传播，已知x 轴上x 1＝1 m 和x 2＝7 m 处质点的振动图像分别如图甲、乙所示，则此列波的传速度可能是A ．7 m/sB ．2 m/sC ．1.2 m/sD ．1 m/s答案 BC解析 由两质点的振动图像可知，t ＝0时刻，x 0＝1 m 处的质点处于平衡位置向下运动，x 2＝7 m 处的质点位于波峰处，该波的传播周期为T ＝4 s ．若该简谐横波沿x 轴正方向传播，则两质点间的距离为(n ＋14)λ＝6 m(n ＝0、1、2…)，则λ＝244n ＋1m ，由波速的公式得v ＝λT ＝64n ＋1m/s(n ＝0、1、1…)，n ＝0时，v ＝6 m/s ；n ＝1时，v ＝1.2 m/s ；n ＝2时，v ＝23m/s ，C 正确；若该简谐横波沿x 轴负方向传播，则两质点间的距离为(n ＋34)λ＝6 m(n ＝0、1、2…)，则λ＝244n ＋3m ，由波速的公式得v ＝λT ＝64n ＋3 m/s(n ＝0、1、2…)，n ＝0时，v ＝2 m/s ；n ＝1时，v ＝67 m/s ，B 正确，A 、D 错误．8．(2019·天津卷·8)单匝闭合矩形线框电阻为R ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通Ф与时间t 的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是A.T2时刻线框平面与中性面垂直 B ．线框的感应电动势有效值为2πФmTC ．线框转一周外力所做的功为2π2Фm 2RTD ．从t ＝0到t ＝T 4过程中线框的平均感应电动势为πФmT答案 BC解析 由Ф－t 图像可知，T2时穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面，A 错误；线框中产生的感应电动势的最大值应为E m ＝NBS ω，又ω＝2πT ，N ＝1，BS ＝Фm ，则整理得E m ＝2πФm T ，因此感应电动势的有效值为E ＝E m2＝2πФm T ，B 正确；由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有W ＝E 2R T ＝2π2Фm 2RT ，C 正确；0～T4的过程中，线框中产生的平均感应电动势为E ＝Фm T 4＝4ФmT ，D 错误．第Ⅱ卷本卷共4题，共72分 9．(2019·天津卷·9)(1)第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h 定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”．h 的数值为6.63×10－34，根据能量子定义，h 的单位是________，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为________．(2)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸． ①下列哪些措施能够提高实验准确程度________．A ．选用两光学表面间距大的玻璃砖B ．选用两光学表面平行的玻璃砖C ．选用粗的大头针完成实验D ．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是________．③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O 为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A 、B 点，再过A 、B 点作法线NN ′的垂线，垂足分别为C 、D 点，如图所示，则玻璃的折射率n ＝________.(用图中线段的字母表示) (3)现测定长金属线的电阻率．①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm.②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω，画出实验电路图，并标时器材代号．电源E (电动势10 V ，内阻约为10 Ω)电流表A 1(量程0～250 mA ，内阻R 1＝5 Ω) 电流表A 2(量程0～300 mA ，内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω，额定电流2 A) 开关S 及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表A 1的读数为I 1，电流表A 2的读数为I 2，则这段金属丝电阻的计算式R x ＝________.从设计原理看，则测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．答案 (1)J ·s kg ·m 2/s (2)①AD ②D ③ACBD(3)①0.200(0.196～0.204均可) ②如图所示 ③I 1R 1I 2－I 1相等 解析 (1)光子的能量为E ＝h ν，则h ＝E ν则h 的单位为JHz ＝J ·s ，又J ＝N ·m ＝kg ·m/s 2·m ＝kg ·m 2/s 2，则J ·s 用国际单位制中的力学基本单位表示应为kg ·m 2/s.(2)①为了减小实验误差，选用的玻璃砖前后表面间距应尽量大些，即使玻璃砖内的折射光线尽量长些，A 正确；测量折射率时，只需找出入射光线的折射光线，因此玻璃砖的两光学表面可以不平行，B 错误；为了减小实验误差应选用较细的大头针完成实验，C 错误；两枚大头针之间的距离尽量大些，描绘出的光线误差会较小些，D 正确；②由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，B 、C 错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A 错误，D 正确；③由折射定律可知n ＝sin ∠AOC sin ∠BOD ＝ACAO BD BO＝ACBD.(3)①则螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径应为0 mm ＋20.0×0.01 mm ＝0.200 mm ；②对提供的实验器材分析可知，由于滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多，因此滑动变阻器应采用分压接法，由于没有提供电压表，因此可以用内阻已知的电流表充当电压表，即将A 1作为电压表，由于A 1的内阻已知，因此A 2应采用外接法；③由电路图可知，R x＝I 1R 1I 2－I 1，由于A 1的内阻已知，因此该实验不存在系统误差，因此测量值与真实值相等． 10．(2019·天津卷·10)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功．航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板昌由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1甲所示．为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC 是与水平甲板AB 相切的一段圆弧，示意如图乙，AB 长L 1＝150 m ，BC 水平投影L 2＝63 m ，图中C 点切线方向与水平方向的平角θ＝12˚(sin 12 ˚ ≈0.21)．若舰载机从A 点由静止开始做匀速直线运动，经t ＝6 s 到达B 点进入BC .已知飞行的质量m ＝60 kg ，g ＝10 m/s 2，求 (1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到水平力所做的功W ； (2)舰载机刚进入BC 时，飞行员受到竖直向上的压力F N 多大．答案 见解析解析 (1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速度为v ，则有v 2＝L 1t①根据动能定理，有W ＝12mv 2－0 ②联立①②式，代入数据，得W ＝7.5×104 J ③(2)设上翘甲板所对应的圆弧半径为R ，根据几何关系，有L 2＝R sin θ ④由牛顿第二定律，有F N －mg ＝m v 2R⑤联立①④⑤式，代入数据，得F N ＝1.1×103 N.11．(2019·天津卷·11)如图所示，固定在水平面上间距为l 的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN 和PQ 长度为l 、电阻均为R ，两棒与导轨始终接触良好．MN 两商通过开关S 与电阻R 的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁场通量变化率为常量k .图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B .PQ 的质量为m ，金属导轨足够长、电阻忽略不计．(1)闭合S ，若使PQ 保持静止，需在其上加多大的水平恒力F ，并指出其方向；(2)断开S ，PQ 在上述恒力作用下，由静止开始速度大小为v 的加速过程中流过PQ 的电荷量为q ，求该过程安培力做的功W .答案 (1)Bkl 3R ，方向水平向右 (2)12mv 2－23kq解析 (1)设线圈中的感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律E ＝ΔФΔt，则E ＝k ① 设PQ 与MN 并联的电阻为R 并，有R 并＝R2 ②闭合S 时，设线圈中的电流为I ，根据闭合电路欧姆定律得I ＝ER 并＋R③ 设PQ 中的电流为I PQ ，有I PQ ＝12I ④设PQ 受到的安培力为F 安，有F 安＝BI PQ l ⑤ 保持PQ 静止，由受力平衡，有F ＝F 安 ⑥联立①②③④⑤⑥式得F ＝Bkl3R⑦ 方向水平向右．(2)设PQ 由静止开始到速度大小为v 的加速过程中，PQ 运动的位移为x ，所用时间为Δt ，回路中的磁通量变化为ΔФ，平均感应电动势为E ，有E ＝ΔΦΔt⑧ 其中ΔФ＝Blx ⑨设PQ 中的平均电流为I ，有I ＝E2R ⑩根据电流的定义得I ＝qΔt ⑪ 由动能定理，有Fx ＋W ＝12mv 2－0 ⑫联立⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得W ＝12mv 2－23kq ⑬12．(2019·天津卷·12)2018年，人类历史第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放．引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A 、B 之间的匀强电场(初速度忽略不计)，A 、B 间电压为U ，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力．单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为m ，电荷量为Ze ，其中Z 是正整数，e 是元电荷．(1)若引擎获得的推力为F 1，求单位时间内飘入A 、B 间的正离子数目N为多少；(2)加速正离子束所消耗的功率P 不同时，引擎获得的推力F 也不同，试推导FP的表达式；(3)为提高能量的转换效率，要使F P 尽量大，请提出增大FP的三条建议．答案 (1)F 12Z em U(2)FP ＝2mZ e U(3)用质量大的离子；用带电荷量少的离子；减小加速电压 解析 (1)设正离子经过电极B 时的速度为v ，根据动能定理，有Z e U ＝12mv 2－0 ①设正离子束所受的电场力为F 1′，根据牛顿第三定律，有F 1′＝F 1 ②设在Δt 时间内飘入电极间的正离子个数为ΔN ，由牛顿第二定律，有F 1′＝ΔNm v －0Δt③联立①②③式，且N ＝ΔN Δt 得N ＝F 12Z em U④(2)设正离子束所受的电场力为F ′，由正离子束在电场中做匀加速直线运动有P ＝12F ′v ⑤根据牛顿第三定律有，F ′＝F ，联立①⑤式得F P ＝ 2mZ e U⑥(3)为使FP尽量大，分析⑥式得到三条建议：用质量大的离子；用带电荷量少的离子；减小加速电压．。