2019年天津市高考物理试卷解析版

2019年天津市高考物理试卷解析版参考答案与试题解析一、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．（6分）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B．动能为4𝜋2𝑟3𝐺𝑀𝐺𝑀𝑚2𝑅C．角速度为D．向心加速度为𝐺𝑚𝑟3𝐺𝑀𝑅2【考点】4F：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有【专题】31：定性思想；43：推理法；529：万有引力定律在天体运动中的应用专题；62：推理能力．【分析】根据万有引力提供向心力有，则T，由得𝐺𝑀𝑚𝑟2=m(2𝜋𝑇)2𝑟=4𝜋2𝑟3𝐺𝑀𝐺𝑀𝑚𝑟2=m𝑣2𝑟，由mω2r得ω，由ma向得。E𝑘=12𝑚𝑣2=𝐺𝑀𝑚2𝑟𝐺𝑀𝑚𝑟2==𝐺𝑀𝑟3𝐺𝑀𝑚𝑟2=a向=𝐺𝑀𝑟2【解答】解：A、根据万有引力提供向心力有，得T，故A正确；𝐺𝑀𝑚𝑟2=m(2𝜋𝑇)2𝑟=4𝜋2𝑟3𝐺𝑀B、根据万有引力提供向心力有，得，故B错误；𝐺𝑀𝑚𝑟2=m𝑣2𝑟E𝑘=12𝑚𝑣2=𝐺𝑀𝑚2𝑟C、根据万有引力提供向心力有mω2r，得ω，故C错误；𝐺𝑀𝑚𝑟2==𝐺𝑀𝑟3D、根据万有引力提供向心力有ma向，得，故D错误。𝐺𝑀𝑚𝑟2=a向=𝐺𝑀𝑟2故选：A。【点评】该题型属于基本的万有引力定律应用题，要熟记万有引力的公式和圆周运动的一些关系变换式，解题依据为万有引力提供向心力，找出哪些是不变的量、相同的量以及有比例关系的量，根据万有引力公式的几个变换式子代换求解。2．（6分）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【考点】2D：合力的大小与分力间夹角的关系．菁优网版权所有【专题】12：应用题；32：定量思想；43：推理法；62：推理能力．【分析】做出示意图，将钢索的拉力进行合成，合力竖直向下，根据平行四边形定则作图后由几何关系列式求解。【解答】解：A、对桥身进行受力分析可知，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力大小相等、方向相反，则钢索对索塔向下的压力数值上等于桥身的重力，即增加钢索的数量，钢索对索塔的压力大小恒定不变，故A错误。B、合力一定，分力间的夹角越小，则分力越小。为了减小钢索承受的拉力，应该增大索塔的高度，达到减小钢索间夹角的目的，故B错误。C、根据对称性可知，索塔两侧钢索对称分布，拉力大小相等时，水平分力抵消，钢索对索塔的合力竖直向下，故C正确。D、如图所示：将钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成，合力竖直向下，结合正弦定理可知：，得FAC：𝐹𝐴𝐵𝑠𝑖𝑛𝛼=𝐹𝐴𝐶𝑠𝑖𝑛𝛽FAB＝sinβ：sinα，故索塔两侧的钢索必不必须对称分布，故D错误。故选：C。【点评】本题的关键是将钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成，然后根据正弦定理列式研究。3．（6分）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mv2B．机械能增加2mv212C．重力势能增加mv2D．电势能增加2mv232【考点】AE：电势能与电场力做功．菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；531：带电粒子在电场中的运动专题；62：推理能力．【分析】小球的运动可以看成竖直方向竖直上抛和水平方向初速度为0的匀加速直线运动，分别分析两个方向的运动即可，注意两个运动的等时性。【解答】解：小球的运动可以看成竖直方向的竖直上抛和水平方向在电场力作用下的初速度为0的匀加速直线运动。A、小球的动能增加量为，故A错误；12𝑚(2𝑣)2‒12𝑚𝑣2=32𝑚𝑣2B、除重力外，只有电场力做功，电场力做功等于小球的机械能增加量，电场力做功等于水平方向小球动能的增加量2mv2，即小球的机械能增加量为2mv2，故B正确；12𝑚(2𝑣)2=C、竖直方向只有重力做功，小球做竖直上抛运动，到达N点竖直速度为0，竖直方向动能减小量为，12𝑚𝑣2即重力是能增加，故C错误；12𝑚𝑣2D、电场力做正功，电势能减小，故D错误；故选：B。【点评】本题考查灵活选择处理曲线运动的能力。小球在水平和竖直两个方向受到的都是恒力，运用运动的合成与分解法研究是常用的思路。4．（6分）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。如图所示，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【考点】CO：霍尔效应及其应用．菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；537：带电粒子在复合场中的运动专题；62：推理能力．【分析】金属导体是自由电子导电，电流方向向右，则电子向左定向移动，在磁场中受到洛伦兹力发生偏转，根据左手定则判断电子所受的洛伦兹力方向，判断哪个表面聚集电子，再确定M、N两板电势的高低；根据洛伦兹力等于电场力分析解答。【解答】解：A、电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A错误；BC、由电子受力平衡可得eevB，解得U＝Bva，所以前、后表面间的电压U与v成正比，前、后表面𝑈𝑎=间的电压U与c无关，故BC错误；D、稳定时自由电子受力平衡，受到的洛伦兹力等于电场力，即evB＝e，故D正确；𝑈𝑎故选：D。【点评】本题现象称为霍耳效应，易错点在于利用左手定则判断电荷的移动，从而判断后面的电势高。该题比较容易错选A。5．（6分）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（　　）A．B．C．D．【考点】IC：光电效应．菁优网版权所有【专题】12：应用题；32：定量思想；43：推理法；54I：光电效应专题；62：推理能力．【分析】当光电子的动能恰好能克服电场力做功时的电压即为遏止电压，根据光电效应方程判断遏止电压与入射光频率的关系。入射光频率大的，折射率大，偏转程度大。【解答】解：分析光电流和电压的关系图象，结合光电效应方程可知，eU＝Ek＝hγ﹣W，即遏止电压大的，入射光的频率大，故，频率大的折射率大，折射率大的通过三棱镜时，光线偏转的厉害，故b光γ𝑏＞𝛾𝑐＞𝛾𝑎偏转厉害，故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题是光的色散和光电效应方程的综合，关键要掌握光的色散研究的结果，知道偏折程度不同的单色光的折射率的大小关系，同时，要注意最大初动能与遏止电压的关系。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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6．（6分）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【考点】JK：重核的裂变．菁优网版权所有【专题】31：定性思想；43：推理法；54Q：重核的裂变和轻核的聚变专题；61：理解能力．【分析】轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁，原子核在聚变时释放出巨大的能量，出现质量亏损，比结合能增加。【解答】解：A、与裂变相比轻核聚变辐射极少，废物容易处理，更为安全、清洁，故A正确；B、自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误；C、两个轻核结合成质量较大的核，平均质量减小，则总质量较聚变前减小，出现质量亏损，结合时放出能量，故C错误；D、两个轻核结合成质量较大的核，放出能量，总的结合增加，则核子的比结合能增加，故D正确。故选：AD。【点评】本题主要是考查原子核聚变，解答本题的关键是知道原子核发生聚变时放出能量，比结合能增加，生成的原子核更稳固。7．（6分）一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1＝1m和x2＝7m处质点的振动图象分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（　　）A．7m/sB．2m/sC．1.2m/sD．1m/s【考点】F5：波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有【专题】22：学科综合题；32：定量思想；4C：方程法；51D：振动图像与波动图像专题；52N：波的多解性；62：推理能力；63：分析综合能力．【分析】由振动图象读出周期。根据x1＝1处质点和x2＝7m质点的振动图象，分析状态与位置关系，找出波长的通项，求出波速的通项，进而确定特殊值。【解答】解：由图可知波的周期为4s，先假设x1＝1处质点和x2＝7m质点的距离小于一个波长，在0时刻，由图可知当x1＝1处质点在平衡位置向下振动，x2＝7m处的质点在波峰，则当波沿x轴的正方向传播时：，考虑到波形的重复性，可知两质点的距离与波长的关系为x2‒𝑥1=14𝜆x2‒𝑥1=(𝑛+14)𝜆(𝑛=0、1、2⋯⋯)可得波长通式为λ=244𝑛+1𝑚(𝑛=0、1、2⋯⋯)根据可得波速的通式为v=𝜆𝑇v=64𝑛+1𝑚/𝑠(𝑛=0、1、2⋯⋯)代入n为整数可得v＝6m/s，1.2m/s，……；当波沿x轴负方向传播时：，考虑到波形的重复性，可知两质点距离与波长的关系为x2‒𝑥1=34𝜆x2‒𝑥1=(𝑛+34)𝜆(𝑛=0、1、2⋯⋯)可得波长的通式为λ=244𝑛+3𝑚(𝑛=0、1、2、⋯⋯)根据可得波速的通式为v=𝜆𝑇v=64𝑛+3𝑚/𝑠(𝑛=0、1、2、⋯⋯)代入n为整数可得v＝2m/s，，……67𝑚/𝑠故BC正确，AD错误。故选：BC。【点评】本题关键考查运用数学知识解决物理问题的能力，结合波形周期性和波传播方向的不确定性求解出波长和波速的通项进行分析，基础题目。8．（6分）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，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图象如图所示。下列说法正确的是（　　）A．时刻线框平面与中性面垂直𝑇2B．线框的感应电动势有效值为2𝜋𝛷𝑚𝑇C．线框转一周外力所做的功为2𝜋2𝛷𝑚2𝑅𝑇D．从t＝0到t过程中线框的平均感应电动势为=𝑇4𝜋𝛷𝑚𝑇【考点】E4：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．菁优网版权所有【专题】22：学科综合题；32：定量思想；4C：方程法；53A：交流电专题；61：理解能力；62：推理能力．【分析】当线圈处于中性面时，磁通量最大，线圈与中性面垂直时，磁通量最小；由图象可读出磁通量的最大值与周期，先求出圆频率，即可求出最大的电动势，根据最大值与有效