2019年北京市房山区高考物理一模试卷（解析版）

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1、第 1 页，共 14 页2019 年北京市房山区高考物理一模试卷题号 一 三 总分得分一、单选题（本大题共 8 小题，共 32.0 分）1. 二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中（ ）A. 封闭的二氧化碳气体对外界做正功B. 封闭的二氧化碳气体压强一定增大C. 封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大D. 封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量2

2、. 如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=2 能级和从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级时，分别辐射出光子 a 和光子 b。下列说法中正确的是（ ）A. 由于放出光子，氢原子的能量增加B. 光子 a 的能量大于光子 b 的能量C. 光子 a 的波长大于光子 b 的波长D. 若光子 a 能使某金属发生光电效应，则光子 b不一定能使该金属发生光电效应3. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的 -t 图象如图所示。下列说法中正确的是（ ）A. 时刻线圈在中性面位置=0B. 线圈产生的感应电动势达到最大=0.01C. 时线圈磁通量的

3、变化率为零=0.02D. 时线圈产生的感应电动势为零=0.034. 图甲为一个弹簧振子沿 x 轴在 MN 之间做简谐运动的示意图，取平衡位置 O 为坐标原点，图乙为该弹簧振子振动图象。A、B 是距离平衡位置位移相等的两点。下列说法中正确的是（ ）第 2 页，共 14 页A. 该弹簧振子的振幅为 20cmB. 该弹簧振子的频率为 1.2C. 时弹簧振子的加速度具有正向最大值0.9D. 图乙中 A、B 对应的时刻弹簧振子运动的速度相同5. 如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块 P，系统处于静止状态。现有一竖直向上的力 F 作用在 P 上，使其向上做匀加速直线运动。以 x 表示 P

4、离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示 F 和 x 之间关系的图象正确的是（ ）A. B. C. D. 6. 如图所示，水平放置的平行金属板 a、b 带有等量异种电荷，a 板带负电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子在两板间做直线运动，不计粒子的重力。关于粒子在两板间运动的情况判断正确的是（ ）A. 粒子一定带正电 B. 粒子可能自左向右运动C. 粒子可能做匀变速直线运动 D. 粒子一定做匀速直线运动7. 如图所示，一个原来不带电的半径为 r 的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q 的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为 2r。达到静电平衡后，下列说法中正确

5、的是（ ）A. 金属球整体感应出等量的负电荷第 3 页，共 14 页B. 空心金属球的球心处电场强度大小为 =92C. 感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右D. 用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会有电子流向大地8. 在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过 1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是及其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S 为光源，发出的光经透镜 L1 后变成平行光进入T1、T 2 两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路程相等，因此在 O点出现中

6、心明条纹，若在 T1 气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误的是（ ）A. 由于 气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率会发生变化1B. 同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短C. 气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越大1D. 气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小1二、实验题探究题（本大题共 1 小题，共 9.0 分）9. 如图 1 所示，用半径相同的 A、B 两球

7、碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为 m1 的 A 球从斜槽上某一固定位置 C 由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹。再把质量为 m2 的 B 球放在水平轨道末端，让 A 球仍从位置 C 由静止滚下，A 球和 B 球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作 10 次。M、P、N 为三个落点的平均位置，O 点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图 2 所示。（1）除了图中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器有_。第 4 页，共 14 页（2）在下列实验操作中

8、不符合实验要求的是_A入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B每次入射球必须从同一高度由静止释放C安装轨道时，轨道末端必须水平D实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动（3）下列说法中正确的是_A实验前应该测出斜槽末端距地面的高度B用半径尽量小的圆把 10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置C重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误D仅调节斜槽上固定位置 C，它的位置越低，线段 OP 的长度越大（4）在某次实验中，测量出 A、B 两个小球的质量 m1、m 2记录的落点平均位置M、N、P 和轨道末端 O 几乎在同一条直线上，测量出三个落点位置与 O 点距

9、离OM、OP、ON 的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式_（用测量的量表示），则可以认为 A、B 两球碰撞前后总动量守恒。（5）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果_（填“有”或“没有”）影响。为什么？_。（6）另一个同学用气垫导轨验证动量守恒定律，导轨上甲、乙两个滑块相等，滑块上挡光片宽度相同，实验装置如图所示。实验开始时，同时释放两个滑块，滑块相向运动，电脑记录甲、乙两个滑块碰前通过光电门的挡光时间为 t1、t 2，碰撞后甲、乙沿各自相反方向运动，再次通过光电门的挡光时间为 、 在实验误差1 2允许的范围内，若满足_（用测量的量表示）则可认为两滑块碰撞前后的总动量守恒。三、计算

10、题（本大题共 3 小题，共 30.0 分）10. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝 K 发出（初速度不计），经灯丝与 A 板间的加速电场加速，从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出，然后进入两块平行金属板M、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入 M、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的 P 点。已知灯丝与 A板间加速电压为 U1，M、N 两板间的电压为 U2，两板间的距离为 d，板长为 L1，板右端到荧光屏的距离为 L2，电子的质量为 m，电荷量为 e。第 5 页，共 14 页（1）电子穿过 A 板时的速度大小；（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；

11、（3）P 点到 O 点的距离。11. 2018 年 12 月 8 日，嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空。于 2019 年 1 月 3 日在月球上空悬停、平移、避障，选择最佳着陆点、最后安全降落月球表面。这是人类首次在月球背面软着陆。（1）嫦娥四号组合体（月球车和着陆器）在月球表面附近处开始悬停，若悬停时，嫦娥四号组合体水平和竖直速度大小均为零，推力发动机产生竖直方向大小为 F的推力，已知月球车质量为 m1，着陆器质量为 m2，求月球表面的重力加速度大小；（2）若已知月球半径为 R，万有引力常量为 G，利用以上物理量求月球质量 M；（3）2019 年 1 月 14 日，国务院新闻办公

12、室召开的新闻发布会上宜布，嫦娥五号将于 2019 年年底前后发射，实现区域软着陆并采样返回。如图所示，将月球车由月球表面发射到 h 高度的轨道上，在该轨道月球车与绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送月球车返回地球。若以月球表面为零势能面，月球车在 h 高度的引力势能可表示为 ，其中 G 为引力常量，M 为月球质量，m 为月球=(+)车质量，R 为月球半径，若忽略月球的自转，求从月球表面开始发射到对接完成需要对月球车做的功。12. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图如图所示。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为 L，导

13、轨间存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为 m、电阻为 R 的金属棒 MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。电容器电容 C，首先开关接 1，第 6 页，共 14 页使电容器完全充电。然后将 S 接至 2，MN 由静止开始向右加速运动。当 MN 上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN 达到最大速度 vm，之后离开导轨。问：（1）这个过程中通过 MN 的电量 q；（2）直流电源的电动势 E；（3）某同学想根据第一问的结果，利用的公式 求 MN 加速过程的位=移，请判断这个方法是否可行，并说明理由。第 7

14、页，共 14 页答案和解析1.【答案】B【解析】解：A、气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故 A 错误。 B、温度不变，气体体积减半，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，故 B 正确； C、温度不变，所以气体的气体分子的平均 动能不变 ，故 C 错误。 D、温度不 变 ，内能不 变，根据热力学第一定律U=W+Q，封闭气体向外界传递热量，故 D 错误； 故选：B 。2.【答案】C【解析】解：A、 氢原子从高能 级向低能 级跃迁时， 发出光子，氢原子的能量值减小。故A 错误； B、氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级的能极差小于从 n=3 的能级跃迁到 n=l 的能级时 的能极差，

15、根据 Em-En=h，知光子 a 的能量小于光子 b 的能量。故 B 错误。 C、光子 a 的能量小于光子 b 的能量，则光子 a 的频率小于光子 b 的频率，所以 b 的频率大，波长小，所以光子 a 的波长大于光子 b 的波长。故 C 正确。 D、光子 a 的能量小于光子 b 的能量，根据光电效应发生的条件可知，若光子a 能使某金属 发生光电效 应，则光子 b 也一定能使 该金属发生光电效应。故D 错误。 故选：C 。3.【答案】D【解析】解：A、 t=0 时刻，磁通量等于零，但 的变化率达最大，感应电动势最大，线圈垂直于中性面，故 A 错误 ； 第 8 页，共 14 页B、t=0.02s

16、时刻，磁通量最大， 的变化率为零，产生电动势为零，故 B 错误； C、t=0.02s 时磁通量等于零，但 的变化率达最大，感应电动势最大，故 C 错误； D、t=0.03s 时磁通量最大， 的变化率为零， 产生电动势为零，故 D 正确； 故选：D。4.【答案】C【解析】解：A、振幅是振子离开平衡位置的最大距离，由图知，该弹簧振子的振幅为10cm。故 A 错误。B、由图知，该波的周期是 1.2s，所以频率为：f= 0.83Hz故 B 错误。C、由图可知在 t=0.9s 时刻质点的位移为负的最大值 ，所以在 t=0.9s 时刻弹簧振子的加速度具有正向最大值，故 C 正确。D、由图 可知，A 时刻质

17、点向最大位移 处运动，而 B 时刻想平衡位置运动，所以弹簧振子在图乙中 A、B 对应的时刻速度方向相反。故 D 错误。故选：C 。5.【答案】B【解析】解：设物块 P 的质量为 m，加速度为 a，静止 时弹簧的压缩量为 x0，弹簧的劲度系数为 k， 由力的平衡条件得：mg=kx 0， 以向上为正方向，木块的位移为 x 时弹簧对 P 的弹力：F 1=k（x0-x）， 对物块 P，由牛顿第二定律得：F+F 1-mg=ma， 由以上式子联立可得：F=kx+ma。 可见 F 与 x 是 线性关系，且 F 随着 x 的增大而增大， 当 x=0 时有： kx+ma=ma0，故 B 正确， ACD 错误。

18、故选：B 。第 9 页，共 14 页以物块 P 为研究 对象，分析受力情况，根据牛顿第二定律得出 F 与物块 P 的位移 x 的关系式，再选择图象。6.【答案】D【解析】解：带电的粒子在两板间作直线运动，可知粒子受力平衡，对小球进行受力分析，受电场力和洛伦兹力作用，若小球带正电，则电场 力方向向上，洛伦兹力的方向只能向下，由左手定则可判断出带正电的小球只能向左运动。同时如果速度发生变化，则洛伦兹力将变化，粒子不可能做直线运动，故粒子只能做匀速直线运动； 若如果是负电荷，则同理可知，粒子向右运动，也只能做匀速直线运动； 故粒子可能带正电也可能带负电，同时粒子可能向左或向右；但只能做匀速直线运动；

19、 故 D 正确 ABC 错误。 故选：D。7.【答案】C【解析】解：A、根据 电 荷守恒，金属球整体感应出等量的正负电荷，总体为零，故 A错误； B、感应电荷在金属球球心 处产生的电场场强与+Q 的点电荷在此处的电场场强大小相等，方向相反，合电场强度为零，故 B 错误。 C、根据平衡感应电荷在球心 处产生的电场方向水平向右，故 C 正确； D、用导线 的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则金属球与大地组成一个新的导体，所以金属球的右侧仍然是负的感应电荷，大地的电子将流入金属球，中和金属球左侧的正电荷。故 D 错误。 故选：C 。8.【答案】A【解析】第 10 页，共 14 页解：A、同一

20、种色光在不同的介 质中光的频率不发生变化，故 A 错误；B、由题，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净 空气的折射率，根据可知同一种单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短。故 B 正确；C、D、混合甲烷气体浓度越高，则折射率越大，根据 v= 可知，气室中混合甲烷气体浓度越高，光在气室内的速度越小，则到达 P 时的光程差越大，所以中心明条纹移动的位移越大。故 C 正确；D 正确。本题选错误的，故选：A。9.【答案】刻度尺、天平 AD B m1OP=m1OM+m2ON 没有 验证的是碰撞瞬间碰撞前与碰撞后小球动量守恒 2121=1212【解析】解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动

21、时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m1v0=m1v1+m2v2，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证 ，故有m1OP=m1OD+m2ON，实验 需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺。（2）A、为了防止碰撞后入射球反弹，两个小球的质量应满足 m1m 2，故 A错误；B、实验中重复多次让 A 球从斜槽上释放，应特别注意让 A 球从同一位置由静止释放，故 B 正确；C、为使小球离开轨道后做平抛运 动，斜槽轨道的末端必 须调整水平

22、，故 C 正确；第 11 页，共 14 页D、为确定小球的落点位置，用半径尽量小的 圆把 10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，所以实验过程中，白纸不可以移动，复写纸也不能移动。故 D 错误 ；本题选择错误的；故选：AD；（3）A、根据 实验 的原理可知，与斜槽末端距地面的高度无关。故 A 错误；B、由于各种偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较集中，但不是出现了错误；故 B 正确；C、由于落点比较密集，又较多，每次 测量距离很难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表落点的平均位置。故 C 错

23、误；D、仅调节 斜槽上固定位置 C，它的位置越低，由于水平速度越小，则线段 OP的长度越小，故 D 错误。故选：B（4）若两球相碰前后的动量守恒，则 m1v0=m1v1+m2v2，球在空中的运动时间 t 相等，则：OP=v 0t，OM=v1t，ON=v2t代入得：m 1OP=m1OM+m2ON；（5）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果没有影响。是因为验证的是碰撞瞬间碰撞前与碰撞后小球动量守恒。（6）对于碰撞，选取向左为正方向，由 动量守恒定律可知：解得：故答案为：（1）刻度尺、天平；（2）AD；（3）B；（4）m 1OP=m1OM+m2ON；（5）没有；10.【答案】解：（1）电子穿过

24、加速电场，由动能定理： ，1=122第 12 页，共 14 页解得穿过 A 板时的速度： =21（2）偏转电场场强： =2电子在偏转电场中的加速度： =电子在偏转电场中侧移量： ，=122电子在偏转电场中运动时间： =1联合解得： =22141（3）由几何关系可知： ，= 12(12+2)所以： =(22+1)2141答：（1）电子穿过 A 板时的速度大小为 ；21（2）电子从偏转电场射出时的侧移量为 ；22141（3）P 点到 O 点的距离为 。(22+1)2141【解析】在加速电场中，根据动能定理可以求出过 A 点时的速度大小；在偏转电场，利用类平抛运动规律可以求出问题。11.【答案】解：

25、（1）由二力平衡（m 1+m2）g 月 =F得月球表面重力加速度为： 月 =(1+2)（2）质量为 m 的物体在月球表面时万有引力等于重力，即为： 2=月解得： =2(1+2)（3）月球车在月球表面有：月2=月球车距离月球表面 h 高处时有： ，(+)2=2+在高 h 处的动能：E k= = =122 (+)2月 22(+)将月球车发到该处时月球车具有的重力势能=(+)月 (+)把月球车发射到对接处，对它做功应等于它在该处的机械能，即对它做的功为：第 13 页，共 14 页W=E=Ep+Ek= =月+(+2) (+2)(+)(1+2)答：（1）月球表面的重力加速度大小为 ；(1+2)（2）月球

26、质量 M 为 ；2(1+2)（3）从月球表面开始发射到对接完成需要对月球车做的功为 。(+2)(+)(1+2)【解析】（1）县停时嫦娥四号组合体所受合力为零，据此求得月球表面的重力加速度大小； （2）根据万有引力与重力相等由月球表面重力加速度和半径及引力常量求得月球质量表达式； （3）根据万有引力提供圆周运动向心力求得月球车发射后获得的动能，再根据势能表达式求得到达对接位置时具有的势能，对月球球车做的功就等于月球车机械能的变化。12.【答案】解：（1）设在此过程中 MN 的平均电流为 ，有： 1=MN 上受到平均安培力为：=由动量定理，有：=0解得： ；1=（2）开关 S 接 2 后，MN 开

27、始向右加速运动，速度达到最大值 vm时，MN 上的感应电动为：E= Blvm最终电容器所带电荷量为： 2=电容器最初带电为：Q=Q 1+Q2，代入数据解得： ；=+（3）不可行，过程中任一时刻电流为：I= ，从式中可以看出电流不恒定，取一很短时间t ，流过 MN 电量为：，=( )只有当 E=0 时才有： ，=而本题过程中始终不满足 E=0，该同学方法不可行。答：（1）这个过程中通过 MN 的电量 q 为 ；第 14 页，共 14 页（2）直流电源的电动势 E 为 BLvm+ ；（3）这个方法不可行，因为 MN 运动过程电动势不是始终为零。【解析】（1）对 MN 应用动量定理可以求出通过 MN 的电荷量。 （2）应用 E=BLv 与电容器的电容公式求出直流电源的电动势。 （3）根据欧姆定律与电流定义式求出电荷量的表达式，然后根据表达式分析答题。