1、 2019 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（北京卷） 本试卷共 16 页，共 300 分。考试时长 150 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 第一部分（选择题 共 120 分） 本部分共 20 小题，每小题 6 分，共 120 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 13一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则 A此刻a的加速度最小 B此刻b的速度最小 C若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D若波沿x
2、轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 14利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。 下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A甲对应单缝，乙对应双缝 B甲对应双缝，乙对应单缝 C都是单缝，甲对应的缝宽较大 D都是双缝，甲对应的双缝间距较大 15下列说法正确的是 A温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 16如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。 下列说法
3、正确的是 A粒子带正电 B粒子在b点速率大于在a点速率 C若仅减小磁感应强度，则粒子可能从 b 点右侧射出 D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 17如图所示，a、b两点位于以负点电荷Q（Q0）为球心的球面上，c点在球面外，则 Aa点场强的大小比b点大 Bb点场强的大小比c点小 Ca点电势比b点高 Db点电势比c点低 182019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。该 卫星 A入轨后可以位于北京正上方 B入轨后的速度大于第一宇宙速度 C发射速度大于第二宇宙速度 D若发射到近地圆轨道所需能量较少 19光电管是一种利用光照射产生电流的装
4、置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给 出了6次实验的结果。 组 次 入射光子的能 量/eV 相对光强 光电流大小/mA 逸出光电子的最 大动能/eV 第 一 组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 组 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2.9 2.9 由表中数据得出的论断中不正确的是 A两组实验采用了不同频率的入射光 B两组实验所用的金属板材质不同 C若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
5、 20国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如， 由m和s可以导出速度单位m s1。历史上，曾用米原器定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物 或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响， 而采用物理常量来定义则可避免这种困 扰。1967年用铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率=9 192 631 770 Hz定义s；1983 年用真空中的光速c=299 792 458 m s1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用 基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s对应，m对应c）。新SI自2019
6、年5月20日（国际计量日） 正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是 A7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性 B用真空中的光速c（m s1）定义m，因为长度l与速度v存在l=vt，而s已定义 C用基本电荷e（C）定义安培（A），因为电荷量与电流I存在I=q/t，而s已定义 D因为普朗克常量h（Js）的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位 第二部分（非选择题 共 180 分） 本部分共 11 小题，共 180 分。 21（18分） 用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨 道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平
7、挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球 侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹 点。 （1）下列实验条件必须满足的有_。 A斜槽轨道光滑 B斜槽轨道末段水平 C挡板高度等间距变化 D每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 a取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_（选填最上端、最 下端或者球心）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_（选填需要或者不需 要）y轴与重锤线平行。 b若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，
8、在轨迹上取A、B、C 三点， AB和BC的水平间距相等且均为x， 测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2， 则 1 2 y y _ 1 3 （选填大于、等于或者小于）。可求得钢球平抛的初速度大小为_（已知当 地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。 （3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_。 A从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛 运动轨迹 C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白 纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
9、（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们 能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_。 A在水平方向上做匀速直线运动 B在竖直方向上做自由落体运动 C在下落过程中机械能守恒 （5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足 够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。 同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析 原因。 22（16分） 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长 为L，总
10、电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左 的拉力作用下以速度v匀速运动，求： （1）感应电动势的大小E； （2）拉力做功的功率P； （3）ab边产生的焦耳热Q。 23（18分） 电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何 种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。 （1）请在图1中画出上述uq图像。类比直线运动中由vt图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容 器所储存的电能Ep。 （2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的参数 对同一电容器进
11、行两次充电，对应的qt曲线如图3中所示。 a两条曲线不同是_（选填E或R）的改变造成的； b电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的 途径。 （3）设想使用理想的恒流源替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加。 请思考使用恒流源和（2）中电源对电容器的充电过程，填写下表（选填增大、减小或不 变）。 恒流源 （2）中电源 电源两端电压 通过电源的电流 24（20分） 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互 作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。 （1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时
12、速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W。 （2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速 度，k是比例系数。 a设雨滴的密度为，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式； b示意图中画出了半径为r1、r2（r1r2）的雨滴在空气中无初速下落的vt图线，其中_ 对应半径为r1的雨滴（选填、）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的vt 图线。 （3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于 运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f v2（提示：设单位体积 内
13、空气分子数为n，空气分子质量为m0）。 2019 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合参考答案（北京卷） 13C 14A 15A 16C 17D 18D 19B 20D 21（18分） （1）BD （2）a球心 需要 b大于 21 g x yy （3）AB （4）B （5）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力重力，做平抛运动；随着物体初速度 增大，运动范围变大，引力不能再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为 地球卫星。 22（16分） （1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E=BLv （2）线圈中的感应电流 E I R 拉力大小等于安培力大小F=BIL
14、 拉力的功率 2 2 2 B L v PFv R （3）线圈ab边电阻 4 ab R R 时间 L t v ab边产生的焦耳热 2 3 2 4 ab B L v QI R t R 23（18分） （1）uq图线如答图1； 电压为U时，电容器带电Q，图线和横轴围成的面积为所储存的电能Ep p 1 , 2 EQUQCU又 故 2 p 1 2 ECU （2）aR b减小电阻R，可以实现对电容器更快速充电；增大电阻R，可以实现更均匀充电。 （3） 恒流源 （2）中电源 电源两端电压 增大 不变 通过电源的电流 不变 减小 24（20分） （1）根据动能定理 2 1 2 mghWmu 可得 2 1 2
15、Wmghmu （2）a根据牛顿第二定律mgfma 得 2 2 kr v ag m 当加速度为零时，雨滴趋近于最大速度vm 雨滴质量 3 4 3 mr 由a=0，可得，雨滴最大速度 m 4 3 g vr k b 如答图2 （3）根据题设条件：大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。以下只考 虑雨滴下落的定向运动。 简化的圆盘模型如答图3。设空气分子与圆盘碰撞前后相对速度大小不变。在t时间内，与圆盘碰撞的 空气分子质量为 0 mSv tnm 以F表示圆盘对气体分子的作用力，根据动量定理， 有F tmv 得 2 0 Fnm Sv 由牛顿第三定律，可知圆盘所受空气阻力 2 fv 采用不同的碰撞模型，也可得到相同结论。
