第Ⅰ卷(选择题,共48分)二、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48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·全国卷Ⅱ)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411H→42He+201e+2ν已知11H和42He的质量分别为mp=1.0078u和mα=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在4个11H转变成1个42He的过程中,释放的能量约为()A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV答案C答案解析因电子的质量远小于质子的质量,计算中可忽略不计。质量亏损Δm=4mp-mα由质能方程得ΔE=Δmc2=(4×1.0078-4.0026)×931MeV≈26.6MeV。C正确。解析15.(2019·宁夏吴忠高三上学期期末)如图,一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,电流和磁场的方向均不变,则金属细杆将()A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑C.沿斜面匀速上滑D.仍静止在斜面上答案A答案解析最初金属细杆受到三个力作用,且合力为零,如图所示。由平衡条件可知,安培力F=BIL=mgsinθ,若电流变为0.5I,磁感应强度大小变为3B,则安培力F1=3B×0.5I×L=1.5mgsinθ,根据牛顿第二定律,有F1-mgsinθ=ma,故金属细杆将以a=0.5gsinθ的加速度沿着斜面加速上滑,A正确。解析16.(2019·广西柳州高三1月模考)如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,下列说法中正确的是()A.C、D两处电势、场强均相同B.A、B两处电势、场强均相同C.在虚线AB上O点的场强最大D.带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能答案A答案解析由等量异种点电荷周围电场线和等势面的分布情况可知,A、B两处电势不相等,场强相同,C、D两处电势、场强均相同,A正确,B错误;越靠近点电荷场强越大,C错误;若规定无穷远处电势为0,则O处电势为0,B点电势小于0,则带正电的试探电荷在O点的电势能大于在B点的电势能,D错误。解析17.(2019·贵阳一模)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并之前,它们绕二者连线上的某点做圆周运动,且二者越转越近,最终碰撞在一起,形成新的天体。若将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体,则此过程中两中子星的()A.线速度逐渐变小B.角速度保持不变C.周期逐渐变大D.向心加速度逐渐变大答案D答案解析设两颗中子星的质量分别为m1、m2,轨道半径分别为r1、r2,相距L,则L=r1+r2,根据万有引力提供向心力可知:Gm1m2L2=m1r1ω2①,Gm1m2L2=m2r2ω2②,①+②整理可得:Gm1+m2L2=(r1+r2)ω2=Lω2,解得ω=Gm1+m2L3,T=2πω=4π2L3Gm1+m2,①②整理可得:m2m1=r1r2,又r1+r2=L,解得r1=m2m1+m2L,r2=m1m1+m2L,根据线速度和角速度的关系,有v1=解析ωr1=Gm22m1+m2L,v2=ωr2=Gm21m1+m2L,由题可知L不断减小,故在此过程中,两中子星的线速度变大,角速度变大,周期变小,A、B、C错误;设两颗星的向心加速度分别为a1、a2,有Gm1m2L2=m1a1=m2a2,故可判断向心加速度变大,D正确。解析18.(2019·成都高新区一诊)质量为m=2kg的物体仅受到水平拉力F的作用,在光滑的水平面上由静止开始做直线运动,运动过程中物体的加速度随时间变化的规律如图所示。则下列判断正确的是()A.0~4s内物体先做加速运动再做匀速运动B.6s末物体的速度为零C.0~4s内拉力F冲量大小为18N·sD.0~4s内拉力F做功49J答案D答案解析由题图可知,在0~4s内物体先做加速度增加的变加速运动,再做加速度不变的匀加速运动,A错误;根据at图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量可得,0~6s内物体速度的变化量为:Δv0,故第6s末物体的速度为:v=v0+Δv0,B错误;0~4s内物体速度的增量为:Δv′=3+42×2m/s=7m/s,则F的冲量大小为:I=mΔv′=2×7N·s=14N·s,C错误;第4s末物体的速度为:v′=v0+Δv′=7m/s,则根据动能定理得0~4s内F所做的功为:W=12mv′2=49J,D正确。解析19.(2019·山西高三二模)如图所示,正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点。一个带正电的粒子(重力忽略不计)从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场。若只改变带电粒子射入磁场时的速度方向,则下列说法中正确的是()A.该带电粒子可能从a、b之间射出磁场B.该带电粒子不可能从b、c(不包括b、c两点)之间射出磁场C.该带电粒子在磁场中运动的时间不可能小于t0D.该带电粒子在磁场中运动的时间可能是1.2t0答案BD答案解析带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有qvB=mv2r,则轨道半径r=mvqB,运动周期T=2πmqB,设正方形abcd的边长为L,由题意可知,轨道半径r=mvqB=L4,运动周期T=2πmqB=2t0。只改变速度方向,轨道半径不变,运动周期不变,由于O到bc边的距离等于圆周运动的直径,O到ab边的距离大于圆周运动的直径,故带电粒子只能从Oc之间(包括c点)射出磁场,故A解析错误,B正确;根据运动时间公式t=θ2πT(θ为粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角)可知,t=θπt0,若粒子射入磁场时,速度方向与Oc夹角小于90°,则粒子在磁场中的运动时间小于t0,若粒子射入磁场时,速度方向与Oc夹角大于90°,则粒子在磁场中运动的时间大于t0,当粒子沿Od方向入射时,粒子恰好做一个圆周运动,其运动时间为一个周期2t0,故运动方向变化时,粒子在磁场中的运动时间介于0~2t0之间,故C错误,D正确。解析20.(2019·河南驻马店高三上学期期末)如图所示,光滑水平直轨道上有三个质量均为m=3kg静止放置的物块A、B、C,物块B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以v0=4m/s的速度朝B开始运动,压缩弹簧(弹簧始终在弹性限度内),当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短,则以下说法正确的是()A.从开始到弹簧最短时物块C受到的冲量大小为1N·sB.从开始到弹簧最短时物块C受到的冲量大小为4N·sC.从开始到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为3JD.从开始到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为9J答案BC答案解析根据动量守恒定律,当A、B速度相等,且与C碰撞之前,设A、B的速度为v1,则mv0=2mv1,解得v1=2m/s;从开始到弹簧最短时,对A、B、C组成的系统:mv0=3mv2,解得v2=43m/s,对物块C,由动量定理:I=mv2=4N·s,B正确,A错误。B与C相碰的过程:mv1=2mv3,解得v3=1m/s;由题可知B与C的碰撞过程为完全非弹性碰撞,只有此碰撞过程有机械能损失,则从开始到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为ΔE=12mv21-12·2mv23=3J,C正确,D错误。解析21.(2019·天津高考)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.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2πΦmTC.线框转一周外力所做的功为2π2Φ2mRTD.从t=0到t=T4过程中线框的平均感应电动势为πΦmT答案BC答案解析线框位于中性面位置时,线框平面与磁场方向垂直,此时穿过线框的磁通量最大,磁通量的变化率最小,则T2时刻线框在中性面位置,A错误;感应电动势最大值为Em=Φmω=Φm2πT,对正弦交流电,感应电动势有效值E有=Em2=2πΦmT,B正确;由功能关系知,线框转一周外力做的功等于产生的电能,W=E电=E2有R·T=2π2Φ2mRT,C正确;由法拉第电磁感应定律知,E=ΔΦΔt=ΦmT4=4ΦmT,D错误。解析第Ⅱ卷(非选择题,共62分)三、非选择题(包括必考题和选考题两部分,共62分。第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33、34题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题(共47分)22.(2019·广东深圳二模)(5分)某实验小组要测量轻弹簧的劲度系数,实验装置如图a。将弹簧悬挂在固定铁架台上,毫米刻度尺竖直固定在弹簧旁,在弹簧下端挂上钩码,多次改变钩码质量m,读出钩码静止时固定在挂钩上的指针对应的刻度尺示数l。当钩码质量为200g时,指针位置如图b所示。用所测数据在ml坐标系描点如图c,取g=9.8m/s2。回答下列问题:(1)图b中指针对应的刻度尺示数为________cm;(2)在图c中将钩码质量为200g时所对应的数据点补上,并作出ml图线;(3)根据图线算出弹簧的劲度系数为________N/m(结果取三位有效数字)。答案(1)18.50(18.48~18.52均可)(2)图见解析(3)24.5(23.5~24.8均可)答案解析(1)由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,则读数为18.50cm。(2)钩码质量为200g时对应的弹簧长度为18.50cm,图象如图。解析(3)根据k=ΔFΔx可知,弹簧的劲度系数k=ΔFΔx=ΔmgΔx=0.3×9.822.50-10.50×10-2N/m=24.5N/m。解析23.(2019·全国卷Ⅰ)(10分)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图a所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图a和题给条件,将图b中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是________。(填正确答案标号)A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA(3)产生上述问题的原因可能是________。(填正确答案标号)A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=________。答案(1)图见解析(2)C(3)AC(4)9979答案解析(1)实物连线如图所示。解析(2)微安表量程为250μA,由图c所示表盘可知,其分度值为5μA,其示数为16.0μA,毫安表示数为16.0mA,毫安表示数为微安表示数的16.0×10-3A160×10-6A=100倍,改装后电流表量程为:250×10-6×100A=25×10-3A=25mA,故C正确。(3)根据IgRg=(I-Ig)R得I=IgRgR+Ig出现该情况可能是因为微安表内阻测量错误,实际电阻大于1200Ω,或者并联的电阻R计算错误,接入的电阻偏小。A、C正确。解析(4)若微安表的满偏电压为U,则对并联的电阻R有U=(25-0.25)×10-3RU=(20-0.25)×10-3kR解得k=9979。解析24.(2019·天津南开区二模)(12分)质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N。当小车向右运动速度达到v0=3m/s时,在小车的