2019年北京市丰台区高考物理一模试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 以下事实可作为“原子核可再分”的依据是（ ）
A. 天然放射现象 B. 粒子散射实验 C. 电子的发现 D. 氢原子发光
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 气体的温度升高，每个气体分子的运动速率都会增大
B. 从微观角度讲，气体压强只与气体分子的密集程度有关
C. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D. 若一定质量的气体膨胀对外做功50 J，则内能一定减少50 J
B. 从微观角度讲，气体压强只与气体分子的密集程度有关
C. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D. 若一定质量的气体膨胀对外做功50 J，则内能一定减少50 J
3. 甲、乙两单光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为△x，若△x甲＞△x乙，比较甲、乙两种单光，则下列说法正确的是（ ）
A. 真空中甲光的波长较短 B. 甲光的光子能量较小
C. 甲光发生全反射时的临界角较小 D. 甲光能发生偏振现象，而乙光不能
4. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．t=T时刻的波形如图1所示，a、b是波上两个质点，图2是波上某质点的振动图象。下列说法中正确的是（ ）
A. 时质点a的振幅比质点b的大 B. 时质点a的速度比质点b的大
C. 质点a的振动图象是图2 D. 质点b的振动图象是图2
C. 质点a的振动图象是图2 D. 质点b的振动图象是图2
5. 如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过N、Q、M回到P的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 从P到N阶段，动能逐渐增大 B. 从N到Q阶段，速度逐渐增大
C. 从Q到M阶段，所用时间大于 D. 从M到P阶段，加速度逐渐减小
C. 从Q到M阶段，所用时间大于 D. 从M到P阶段，加速度逐渐减小
A. 匀强电场方向一定是水平向左 B. 油滴沿直线一定做匀加速运动
C. 油滴可能是从N点运动到M点 D. 油滴一定是从N点运动到M点
C. 油滴可能是从N点运动到M点 D. 油滴一定是从N点运动到M点
7. 为了研究平抛物体的运动，用两个相同小球A、B做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球立即水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面。A、B两小球开始下落到落地前瞬间的过程中，下列对A、B球描述正确的是（ ）
A. A球与B球的速率变化量相同 B. A球与B球的动量变化量相同
C. A球与B球的速度变化率不同 D. A球与B球的动能变化量不同
C. A球与B球的速度变化率不同 D. A球与B球的动能变化量不同
8. 地球上某处海水的周期性涨落称为潮汐。潮汐主要是月球对海水的引力造成的，太阳的引力也起一定的作用，但要弱得多。引起潮汐的力称为引潮力，引潮力沿垂直海水表面向上（背离地心）最大处，海水形成高峰；反之，引潮力沿垂直海水表面向下（指向地心）最大处，海水出现低谷。为简化研究，只在地-月系统分析问题，此时引潮力可称为月潮力。假设地球表面全部被海水覆盖，如图所示，月地距离为r，地球半径为R，月球质量为M月，地球质量为M地；A为近月点，B为远月点。如取直角坐标系的x轴沿月地联线，θ为地表某处的半径与x轴正方向的夹角。该处质量为△m的海水的月潮力在x轴、y轴上的分力值Fx、Fy分别是Fx=Rcosθ，Fy=Rsinθ，依据已学的知识，结合上述公式，判断下列说法正确的是（ ）
A. 月潮力就是地球对海水的引力 B. 月潮力就是月球对海水的引力
C. 近月点处的海水月潮力向下最大 D. 远月点处的海水月潮力向上最大
C. 近月点处的海水月潮力向下最大 D. 远月点处的海水月潮力向上最大
二、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）
9. 某同学要把一个量程为300μA，内阻约为100Ω的直流电流计G，改装成量程范围是0～3V的直流电压表。
（1）按如图1所示电路，用半偏法测定电流计G的内电阻Rg．电源电动势为6V，内阻不计。在以下器材中，可变电阻R1应选用______；可变电阻R2应选用______。（选填器材前的字母）
A．电阻箱（0～999.9Ω）
B．滑动变阻器（0～200Ω）
C．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～47kΩ）
（2）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误。
a．后续的实验操作步骤依次是______，最后记录R2的阻值并整理好器材。（请按合理的
（1）按如图1所示电路，用半偏法测定电流计G的内电阻Rg．电源电动势为6V，内阻不计。在以下器材中，可变电阻R1应选用______；可变电阻R2应选用______。（选填器材前的字母）
A．电阻箱（0～999.9Ω）
B．滑动变阻器（0～200Ω）
C．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当，0～47kΩ）
（2）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误。
a．后续的实验操作步骤依次是______，最后记录R2的阻值并整理好器材。（请按合理的
实验顺序，选填下列步骤前的字母）
A．将R1的阻值调至最大
B．闭合K2调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半
C．闭合K1调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
b．若实验记录R2的阻值为112.0Ω，则可测得电流计G的内阻Rg=______Ω。
（3）测得电流计G的内阻后，要将其改装成量程为3V的电压表，应将其______联（选填“串”或“并”）一个电阻R3，R3=______Ω。
（4）按照上述方法将电流计G与电阻R3改装成一电压表后，用比改装电压表分度值更小的标准电压表V0进行校准。
a．请你完成方框图2中的校准电路图；
b．利用校准电路，该同学将量程中的各个刻度都校准一遍，可得到30组Ux（改装电压表读数）、△Ux（改装电压表读数Ux与标准表读数U的差值，即△Ux=Ux-U）。以Ux为横坐标，△Ux为纵坐标，将相邻两点用直线连接，做出呈折线状的曲线，如图3所示，这条曲线我们称为校准曲线。当使用这块表测量时，就可以根据校准曲线对各数据点进行校准，从而获得更高的精度。若改装电压表测量结果为2.50V时，电压更精确的值应为______V。
A．将R1的阻值调至最大
B．闭合K2调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半
C．闭合K1调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
b．若实验记录R2的阻值为112.0Ω，则可测得电流计G的内阻Rg=______Ω。
（3）测得电流计G的内阻后，要将其改装成量程为3V的电压表，应将其______联（选填“串”或“并”）一个电阻R3，R3=______Ω。
（4）按照上述方法将电流计G与电阻R3改装成一电压表后，用比改装电压表分度值更小的标准电压表V0进行校准。
a．请你完成方框图2中的校准电路图；
b．利用校准电路，该同学将量程中的各个刻度都校准一遍，可得到30组Ux（改装电压表读数）、△Ux（改装电压表读数Ux与标准表读数U的差值，即△Ux=Ux-U）。以Ux为横坐标，△Ux为纵坐标，将相邻两点用直线连接，做出呈折线状的曲线，如图3所示，这条曲线我们称为校准曲线。当使用这块表测量时，就可以根据校准曲线对各数据点进行校准，从而获得更高的精度。若改装电压表测量结果为2.50V时，电压更精确的值应为______V。
（5）在校准电压表时，该同学利用了“并联电路各支路两端电压总相等”的电路特点。实际上，在恒定电流电路内，各处的电荷分布是稳定的，稳定分布的电荷产生了一种恒定电场，这种恒定电场与静电场的性质基本相同，这成为我们认识电路问题的基础。请判断“并联电路各支路两端电压总相等”这一电路特点，是下列选项中哪一个说法的对应表现______。（填写选项前的字母）
A．电荷在电场中受到力的作用 B．匀强电场电场强度处处相等
C．电场力做功与路径无关 D．沿电场线方向电势逐渐降低
A．电荷在电场中受到力的作用 B．匀强电场电场强度处处相等
C．电场力做功与路径无关 D．沿电场线方向电势逐渐降低
三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
10. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=5T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=0.6m/s。求：
（1）感应电动势E和感应电流I；
（2）在0.2s时间内，拉力的冲量IF的大小；
（3）若将MN换为电阻r=0.5Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。
（1）感应电动势E和感应电流I；
（2）在0.2s时间内，拉力的冲量IF的大小；
（3）若将MN换为电阻r=0.5Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。
11. 如图1所示，一小车放于平直木板上（木板一端固定一个定滑轮），木板被垫高一定角度θ，该角度下，小车恰能做匀速直线运动（假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力成正比，比例系数为μ），小车总质量为M。
（1）请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运动，角度θ是否需要重新调整。
（2）如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：
①a．如果m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值；
b．用F表示小车所受细绳的拉力，如果要求＜5%，此时应该满足的条件；
②小车沿木板运动距离为x的过程中，其机械能的变化量△E。
（1）请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运动，角度θ是否需要重新调整。
（2）如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：
①a．如果m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值；
b．用F表示小车所受细绳的拉力，如果要求＜5%，此时应该满足的条件；
②小车沿木板运动距离为x的过程中，其机械能的变化量△E。
12. 构建理想化模型，是处理物理问题常见的方法。
（1）在研究平行板电容器的相关问题时，我们是从研究理想化模型--无限大带电平面开始的。真空中无限大带电平面的电场是匀强电场，电场强度为E0=2kπσ，其中k是静电力常量，σ为电荷分布在平面上的面密度，单位为C/m2．如图1所示，无限大平面带正电，电场指向两侧。若带负电则电场指向中央（图中未画出）。在实际问题中，当两块相同的带等量异种电荷的较大金属板相距很近时，其中间区域，可以看作是两个无限大带电平面所产生的匀强电场叠加；如果再忽略边缘效应，平行板电容器两板间的电场就可以看作是匀强电场，如图2所示。已知平行板电容器所带电量为Q，极板面积为S，板间距为d，求：
a．两极板间电场强度的大小E；
b．请根据电容的定义式，求出在真空中，该平行板电容器的电容C；
（1）在研究平行板电容器的相关问题时，我们是从研究理想化模型--无限大带电平面开始的。真空中无限大带电平面的电场是匀强电场，电场强度为E0=2kπσ，其中k是静电力常量，σ为电荷分布在平面上的面密度，单位为C/m2．如图1所示，无限大平面带正电，电场指向两侧。若带负电则电场指向中央（图中未画出）。在实际问题中，当两块相同的带等量异种电荷的较大金属板相距很近时，其中间区域，可以看作是两个无限大带电平面所产生的匀强电场叠加；如果再忽略边缘效应，平行板电容器两板间的电场就可以看作是匀强电场，如图2所示。已知平行板电容器所带电量为Q，极板面积为S，板间距为d，求：
a．两极板间电场强度的大小E；
b．请根据电容的定义式，求出在真空中，该平行板电容器的电容C；
c．求解图2中左极板所受电场力的大小F。
（提示：因为带电左极板的存在已经影响到带电右极板单独存在时空间场强的分布，所以不能使用a问中计算出的场强，而是应该将电场强度“还原”到原来右极板单独存在时，在左极板所在位置产生的电场强度。）
（2）根据以上思路，请求解真空中均匀带电球面（理想化模型，没有厚度）上某微小面元所受电场力。如图3所示，已知球面半径为R，所带电量为Q，该微小面元的面积为△S，带电球面在空间的电场强度分布为E=，其中r为空间某点到球心O的距离。
（提示：“无限大”是相对的，在实际研究中，只要被研究点距离带电面足够近，就可认为该带电面为无限大带电平面）
（提示：因为带电左极板的存在已经影响到带电右极板单独存在时空间场强的分布，所以不能使用a问中计算出的场强，而是应该将电场强度“还原”到原来右极板单独存在时，在左极板所在位置产生的电场强度。）
（2）根据以上思路，请求解真空中均匀带电球面（理想化模型，没有厚度）上某微小面元所受电场力。如图3所示，已知球面半径为R，所带电量为Q，该微小面元的面积为△S，带电球面在空间的电场强度分布为E=，其中r为空间某点到球心O的距离。
（提示：“无限大”是相对的，在实际研究中，只要被研究点距离带电面足够近，就可认为该带电面为无限大带电平面）
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【解析】
解：A、天然放射现象说明原子核可再分，故A正确；
B、卢瑟福首先提出原子的核式结构学说，故B错误；
C、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故C错误；
D、玻尔引入了量子理论，从而成功地解释了氢原子光谱的原因，故D错误；
故选：A。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
B、卢瑟福首先提出原子的核式结构学说，故B错误；
C、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故C错误；
D、玻尔引入了量子理论，从而成功地解释了氢原子光谱的原因，故D错误；
故选：A。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2.【答案】C
【解析】
【解析】
解：A、温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子的平均动能会增大，但温度对单个分子来说没有意义，即当气体温度升高时，有的分子的速率可能增大，有的分子的速率可能减小，有的分子的速率可能不变；故A错误；
B、从微观角度讲，气体压强与气体分子的密集程度和分子平均动能有关，故B错误；
C、当分子力表现为引力时，随着分子距离增大，引力做负功，分子势能增大，故C正确；
D、气体膨胀，气体对外做功，W=-50J，根据热力学第一定律得：△U=W+Q=-50+Q，由于吸放热情况不确定，故内能变化不确定，故D错误；
故选：C。
温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子的平均动能会增大，但温度对单个分子来说没有意义，即当气体温度升高时，有的分子的速率可能增大，有的分子的速率可能减小，有的分子的速率可能不变；
从微观角度讲，气体压强与气体分子的密集程度和分子平均动能有关；通过分子力做功分析分子势能变化；
无限改装B、从微观角度讲，气体压强与气体分子的密集程度和分子平均动能有关，故B错误；
C、当分子力表现为引力时，随着分子距离增大，引力做负功，分子势能增大，故C正确；
D、气体膨胀，气体对外做功，W=-50J，根据热力学第一定律得：△U=W+Q=-50+Q，由于吸放热情况不确定，故内能变化不确定，故D错误；
故选：C。
温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子的平均动能会增大，但温度对单个分子来说没有意义，即当气体温度升高时，有的分子的速率可能增大，有的分子的速率可能减小，有的分子的速率可能不变；
从微观角度讲，气体压强与气体分子的密集程度和分子平均动能有关；通过分子力做功分析分子势能变化；
改变物体内能方式时做功和热传递，然后根据热力学第一定律分析物体内能变化。
本题要掌握气体的压强与分子平均动能和气体分子的数密度两个因素有关。一定质量的理想气体内能只与温度有关。
本题要掌握气体的压强与分子平均动能和气体分子的数密度两个因素有关。一定质量的理想气体内能只与温度有关。
3.【答案】B
【解析】
【解析】
解：A、根据△x=λ结合△x甲＞△x乙，则在真空中甲光的波长可能大于乙光的波长，故A错误；
B、由于甲光的波长比较长，则甲光的频率较小，那么甲光的光子能量较小，故B正确；
C、由于甲光的频率较小，则其折射率也小，根据sinC=，可知，甲光发生全反射时的临界角较大，故C错误；
D、偏振现象是横波特有的现象，由于光是横波，故甲乙都可以发生偏振现象，故D错误；
故选：B。
偏振现象时横波特有的现象；根据双缝干涉条纹的间距公式，结合条纹间距的大小比较出波长的大小，从而得出频率、折射率的大小，根据sinC=，从而确定临界角的大小，只要是横波，即可发生偏振动现象。
解决本题的掌握双缝干涉条纹的间距公式，知道波长、频率、折射率、及临界角的大小。
B、由于甲光的波长比较长，则甲光的频率较小，那么甲光的光子能量较小，故B正确；
C、由于甲光的频率较小，则其折射率也小，根据sinC=，可知，甲光发生全反射时的临界角较大，故C错误；
D、偏振现象是横波特有的现象，由于光是横波，故甲乙都可以发生偏振现象，故D错误；
故选：B。
偏振现象时横波特有的现象；根据双缝干涉条纹的间距公式，结合条纹间距的大小比较出波长的大小，从而得出频率、折射率的大小，根据sinC=，从而确定临界角的大小，只要是横波，即可发生偏振动现象。
解决本题的掌握双缝干涉条纹的间距公式，知道波长、频率、折射率、及临界角的大小。
4.【答案】D
【解析】
【解析】
解：A、二者的振幅是相同的，与具体的时刻无关，故A错误；
B、t=T时质点a位于最大位移处，b质点经过平衡位置，所以质点a的速度比质点b的小，故B错误；
C、D、由图2知，t=T时刻质点经过位置向下运动，图1是t=T时刻的波形，此时a位于波峰，位移最大，与图2中t=T时刻质点的状态不符，而质点b在t=T时刻经过平衡位置向下运动，与图2中t=T时刻质点的状态相符，所以图2不能表示质点a的振动，可以表示质点b的振动，故C错误，D正确。
故选：D。
质点的速度和加速度可根据质点的位置进行判断。在平衡位置时，速度最大，加速度最小；在最大位移处，速度为零，加速度最大。根据图2中t=T时刻质点的位置和振动方向，在图1上出对应的质点。
本题既要能理解振动图象和波动图象各自的物理意义，又要抓住它们之间内在联系，能熟练根据波的传播方向判断出质点的速度方向。
C、D、由图2知，t=T时刻质点经过位置向下运动，图1是t=T时刻的波形，此时a位于波峰，位移最大，与图2中t=T时刻质点的状态不符，而质点b在t=T时刻经过平衡位置向下运动，与图2中t=T时刻质点的状态相符，所以图2不能表示质点a的振动，可以表示质点b的振动，故C错误，D正确。
故选：D。
质点的速度和加速度可根据质点的位置进行判断。在平衡位置时，速度最大，加速度最小；在最大位移处，速度为零，加速度最大。根据图2中t=T时刻质点的位置和振动方向，在图1上出对应的质点。
本题既要能理解振动图象和波动图象各自的物理意义，又要抓住它们之间内在联系，能熟练根据波的传播方向判断出质点的速度方向。
5.【答案】C
【解析】
【解析】
解：A、从P到N阶段，万有引力对它做负功，动能逐渐减小，故A错误；
B、从N到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故B错误；
C、海王星在MP段的速度大小大于QM段的速度大小，则MP段的时间小于QM段的时间，所以Q到M所用的时间大于，故C正确；
D、从M到P阶段，离太阳越来越近，万有引力增大，加速度逐渐增大，故D错误；
故选：C。
根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出Q到M所用时间与周期的关系；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力做功确定速率的变化
解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从P到Q和Q到P的运动是对称的，但是M到P和Q到M不是对称的。
B、从N到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故B错误；
C、海王星在MP段的速度大小大于QM段的速度大小，则MP段的时间小于QM段的时间，所以Q到M所用的时间大于，故C正确；
D、从M到P阶段，离太阳越来越近，万有引力增大，加速度逐渐增大，故D错误；
故选：C。
根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出Q到M所用时间与周期的关系；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力做功确定速率的变化
解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从P到Q和Q到P的运动是对称的，但是M到P和Q到M不是对称的。
6.【答案】A
【解析】
【解析】
解：A．粒子的受力如图所以的情况，即电场力只能水平向左，粒子才能沿直线运动，故A正确；
B．油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，根据物体做直线运动条件可知，粒子所受洛伦兹力亦为恒力据F=qvB可知，粒子必定做匀速直运动，故B错误；
CD．粒子受到的洛仑磁力的方向为垂直MN向上，又因为粒子带正电，再结合左手定则，可知油滴一定是从M点运动到N点一定，故CD错误；
故选：A。
对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平方向的电场力和垂直于虚线的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，所以洛伦兹力只能垂直于直线向上，从而可判断粒子的运动方向，同时可知电场力的方向向左，可判断电场的方向。
带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动（v
B．油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，根据物体做直线运动条件可知，粒子所受洛伦兹力亦为恒力据F=qvB可知，粒子必定做匀速直运动，故B错误；
CD．粒子受到的洛仑磁力的方向为垂直MN向上，又因为粒子带正电，再结合左手定则，可知油滴一定是从M点运动到N点一定，故CD错误；
故选：A。
对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平方向的电场力和垂直于虚线的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，所以洛伦兹力只能垂直于直线向上，从而可判断粒子的运动方向，同时可知电场力的方向向左，可判断电场的方向。
带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动（v
与B不平行）。若速度是变的，洛伦兹力会变，合力就是变的，合力与速度不在一条直线上，带电体就会做曲线运动。
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