2020年天津市学业水平等级考适应性测试一模物理试题

2020年天津市学业水平等级考适应性测试一模物理试题

2020 年天津市学业水平等级考适应性测试 物理 第 I 卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡 皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、单项选择题（每小题 5 分，共 25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选 项是正确的） 1.对于一定质量的理想气体，在温度保持不变的情况下，若气体体积增大，则（ ） A. 气体分子的平均动能增大 B. 单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加 C. 气体的压强一定减小 D. 气体对外做功，内能一定减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度是气体分子平均动能的标志，温度不变，故气体分子的平均动能不变，故 A 错误. BC．根据理想气体状态方程可知，温度不变，体积增大则气体压强一定减小，单位时间内气 体分子碰撞器壁的次数减少，故 B 错误，C 正确. D．一定质量的理想气体内能只与温度有关，温度不变内能不变，故 D 错误 故选 C. 2.电子是组成原子的基本粒子之一。下列对电子的说法中正确的是（ ） A. 密立根发现电子，汤姆孙最早测量出电子电荷量为 191.6 10 C B. 氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加 C. 金属中的电子吸收光子逸出成为光电子，光电子最大初动能等于入射光子的能量 D. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 射线强 【答案】D 【解析】 【详解】A．汤姆孙发现电子，汤姆孙最早测量出电子电荷量为 191.1 10 C ，密立根最终测 得电子电荷量为 191.6 10 C ，故 A 错误; B．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时,向外辐射光子,原子能量减少,故 B 错误; C．光电子最大初动能等于入射光能减去逸出功，故 C 错误; D．天然放射现象中的β 射线实际是高速电子流,穿透能力比 α 射线强，故 D 正确. 故选 D. 3.如图所示，石拱桥的正中央有一质量为 m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角均为α， 重力加速度为 g．不计石块接触面间的摩擦，则该石块其中一个侧面受到的弹力大小为 A. 2cos mg  B. 2sin mg  C. 2tan mg  D. tan 2 mg  【答案】B 【解析】 【详解】对石块受力分析，如图所示： 根据共点力平衡条件，将弹力 F1、F2 合成，结合几何关系，有 F1=F2=F，则有：mg=2×Fcos （90°–α），所以解得： 2sin mgF  ，故 B 正确，ACD 错误． 4.2019 年 5 月 17 日，我国成功发射第 45 颗北斗导航卫星，该星属于地球静止轨道卫星（同 步卫星）。该卫星入轨后（ ） A. 可以飞过天津市正上方 B. 周期大于地球自转周期 C. 加速度等于重力加速度 D. 速度小于第一宇宙速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为北斗导航卫星是地球同步卫星，只能在赤道上方，故 A 错误. B．同步卫星的周期等于地球自转周期，故 B 错误. C．由： 2 MmG mgR  因为同步卫星轨道半径大于地球半径，故加速度小于重力加速度，故 C 错误. D．第一宇宙速度是最小的发射速度，最大的环绕速度，由： 2 2 Mm vG mR R  可知同步卫星的速度小于第一宇宙速度，故 D 正确. 故选 D. 5. 如图所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈 转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线 b 所示．以下关于这两个正弦交流电的说法中正 确的是( ) A. 线圈先后两次转速之比为 1∶2 B. 交流电 a 的电压瞬时值 u=10sin0.4πt（V） C. 交流电 b 的电压最大值为 20 3 V D. 在图中 t=0 时刻穿过线圈的磁通量为零 【答案】C 【解析】 试题分析：由图可知，周期 Ta=0.4S，Tb=0.6s，则线圈先后两次转速之比 na：nb=Tb：Ta=3：2．故 A 错误．由图电压最大值 Um=10V，周期 Ta=0.4S， ，交流电压的瞬时值表 达式为 u=Umsinωt=10sin5πtV．故 B 错误．由电动势的最大值 Em=NBSω，则两个电压最大之值 比 Uma：Umb=ωa：ωb=3：2，则交流电 b 电压的最大值为 ．故 C 正确．t=0 时刻 U=0，根 据法拉第定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大．故 D 错误．故选 C 考点：考查交流电的有效值、峰值、磁通量 点评：本题难度较小，要根据电动势最大值表达式研究电压最大值之间的关系．至于电压与 磁能量的关系，根据法拉第电磁感应定律分析 二、不定项选择题（每小题 5 分，共 15 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 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分） 6.如图所示，由红、紫两种色光组成的复色光束 PO，沿半径方向由空气射入玻璃半圆柱后， 被分成沿图示方向射出的两光束 OA 和 OB，则下列判断正确的是（ ） A. OA 是单色光 B. OA 是复色光 C. OB 是单色光 D. OB 为复色 光 【答案】AD 【解析】 【详解】由图可知 OB 为反射光,所以 OB 应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一光发生 的全反射，而红光与紫光相比较，紫光的临界角要小,故紫光发生了全反射，所以 OA 是红光， 为单色光；故选 AD 7.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中， v t 图像如图所 示．以下判断正确的是（ ） A. 前 3s 内货物处于超重状态 B. 最后 2s 内货物只受重力作用 C. 前 3s 内与最后 2s 内货物的平均速度相同 D. 第 3s 末至第 5s 末的过程中，货物的机械能守恒 【答案】AC 【解析】 【详解】前 3s 内货物速度增大，加速度向上，处于超重状态，A 正确；最后 2s 内货物的加速 度为 2 26 0 / 3 /2a m s m s g   ，受重力和拉力作用，B 错误；前 3s 内的平均速度 1 6  / 3 /2v m s m s  ，后 2s 内的平均速度 2 6  / 3 /2v m s m s  ，两段时间内的平均速度相 同．故 C 正确；3 到 5s 内物体做匀速直线运动，动能不变，高度增大，重力势能增加，所以 机械能不守恒，D 错误． 【此处有视频，请去附件查看】 8.一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t= 2 T 时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的 两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是 A. 质点 Q 的振动图像与图(b)相同 B. 在 t=0 时刻，质点 P 的速率比质点 Q 的大 C. 在 t=0 时刻，质点 P 的加速度的大小比质点 Q 的大 D. 平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示 【答案】CD 【解析】 【详解】A.简谐机械波沿 x 轴正方向传播，在 2 Tt  时刻，质点 Q 的振动方向向上，而在振动 图象上在 2 Tt  时刻质点的振动方向向下，所以图(b)不是质点 Q 的振动图象，故 A 错误； B.在 t=0 时刻，质点 P 位于波谷，速度为零，质点 Q 位于平衡位置，则质点 P 的速率比质点 Q 的小，故 B 错误； C.在 t=0 时刻，质点 P 的位移比质点 Q 的大，由公式 kxa m   ，则质点 P 的加速度的大小比 质点 Q 的大，故 C 正确； D.在 2 Tt  时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置 在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示，故 D 正确． 第 II 卷 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共 4 题，共 60 分。 9.某同学为验证小球做自由落体运动时机械能守恒组装了图示装置，并采用作出图像的方法得 到结论。图中 O 点为释放小球的初始位置，A、B、C、D 各点固定有速度传感器，小球的初 始位置和各传感器在同一竖直线上。 (1)已知当地的重力加速度为 g，则要完成实验，需要测量的物理量是________。 A.小球的质量 m B.小球下落到每一个速度传感器时的速度 v C.各速度传感器与 O 点之间的竖直距离 h D.小球自 O 点下落到每一个速度传感器所用的时间 t (2)他应作出________图像，由图像算出其斜率 k，当 k 接近________时，可以认为小球在下落 过程中机械能守恒。 (3)写出对减小本实验误差有益的一条建议____________________。 【答案】 (1). BC (2). 2v h (3). 2g (4). 相邻速度传感器间的距离适当大些； 选用质量大、体积小的球做实验 【解析】 【详解】(1)[1]小球做自由落体运动时，由机械能守恒定律得： 21 2mgh mv 即： 21 2gh v 故需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度 v 和高度 h；不需要测量小球的质量 m 和下 落时间时间 t.故选 BC. (2)[2][3]由(1)可得： 2 2v gh 则应该做出 2v h 图象；当图像的斜率 k 接近 2g 时可以认为小球在下落过程中机械能守恒. (3)[4]为了减小测量的相对误差，建议相邻速度传感器间的距离适当大些；为减小空气阻力的 影响,建议选用质量大、体积小的球做实验等. 10.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下： (1)如图所示的螺旋测微器，在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之 间，再旋动________（选填“A”、“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时 防止螺旋测微器的损坏。 (2)某同学采用图所示电路测量待测电阻丝 xR 的阻值。请根据实物图画出其电路图________。 (3)为了测量 xR ，第一步利用②中图示的电路，调节滑动变阻器测得 5 组电压 1U 和电流 1I 的 值，作出的 1 1U I 关系图像如图所示。 第二步，将电压表改接在 a、b 两端，测得 5 组电压 2U 和电流 2I 的值，数据见下表： 2 / VU 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 2 / mAI 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 由此，可求得电阻丝的 xR  ________ ，再根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 【答案】 (1). C (2). (3). 23.5 【解析】 【详解】(1)[1]为保护螺旋测微器，将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调钮 C，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。 (2)[2]根据图示实物图做出的电路图如图所示： (3)[3]由 1 1U I 关系图可知： 1 0 3 1 1.96 4940 10x A UR R R I          当电压表改接在 a、b 两端时有： 2 0 3 2 2.04 25.580 10A UR R I         则电阻丝阻值：  49 25.5 23.5xR      11.如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知 线圈的面积 S=0.3m2、电阻 R=0.6Ω，磁场的磁感应强度 B=0.2T.现同时向两侧拉动线圈，线圈 的两边在Δt=0.5s 时间内合到一起．求线圈在上述过程中 （1）感应电动势的平均值 E； （2）感应电流的平均值 I，并在图中标出电流方向； （3）通过导线横截面的电荷量 q． 【答案】（1）E=0.12V；（2）I=0.2A（电流方向见图） ；（3）q=0.1C 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律有： 感应电动势的平均值 E t   磁通量的变化 B S   解得： B SE t   代入数据得：E=0.12V； （2）由闭合电路欧姆定律可得： 平均电流 EI R  代入数据得 I=0.2A 由楞次定律可得，感应电流方向如图： （3）由电流的定义式 qI t   可得：电荷量 q=I∆t 代入数据得 q=0.1C． 12.某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所 示的物理模型．竖直平面内有一倾角θ＝37°的直轨道 AB，其下方右侧放置一水平传送带，直 轨道末端 B 与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过．转轮半径 R＝0.4m、转轴间距 L＝2m 的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度 H＝2.2m．现将一小物块放 在距离传送带高 h 处静止释放，假设小物块从直轨道 B 端运动到达传送带上 C 点时，速度大 小不变，方向变为水平向右．已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ＝ 0.5．（sin37°=0.6；g＝10m/s2） （1）若 h＝2.4m，求小物块到达 B 端时速度的大小； （2）改变小物块释放的高度 h，小物块从传送带的 D 点水平向右抛出，求小物块落地点到 D 点的水平距离 x 与 h 的关系式及 h 需要满足的条件． 【答案】（1） 4m/sBv = ；（2） =2 3x h - h≥3.6m 【解析】 【详解】（1）物块由 A 到 B 的过程中，由牛顿第二定律可得： 1mgsin mgcos ma    由运动学公式可得： 12 sinB hv a  = 联立，代入数据可解得： 4 /Bv m s （2）从 A 到 D 的过程中，由动能定理可得： 21 mv 0sin 2 D hmgh mgcos mgL   - - = - 从 D 点抛出后，由平抛运动规律可得： 212 2H R gt  Dx v t 联式可解得： 2 h-3x = 为使能在 D 点水平抛出则满足条件为： 2vmg m D R £ 代入数据可解得： 3.6mh ³ 13.【加试题】有一种质谱仪由静电分析器和磁分析器组成，其简化原理如图所示．左侧静电 分析器中有方向指向圆心 O、与 O 点等距离各点的场强大小相同的径向电场，右侧的磁分析 器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行，两者间 距近似为零．离子源发出两种速度均为 v0、电荷量均为 q、质量分别为 m 和 0.5m 的正离子束， 从 M 点垂直该点电场方向进入静电分析器．在静电分析器中，质量为 m 的离子沿半径为 r0 的 四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从 N 点水平射出，而质量为 0.5m 的离子恰好从 ON 连线 的中点 P 与水平方向成θ角射出，从静电分析器射出的这两束离子垂直磁场方向射入磁分析器 中，最后打在放置于磁分析器左边界的探测板上，其中质量为 m 的离子打在 O 点正下方的 Q 点．已知 OP=0.5r0，OQ=r0，N、P 两点间的电势差 2 NP mvU q  , 4cosθ 5  ，不计重力和离 子间相互作用． （1）求静电分析器中半径为 r0 处的电场强度 E0 和磁分析器中的磁感应强度 B 的大小； （2）求质量为 0.5m 的离子到达探测板上的位置与 O 点的距离 l（用 r0 表示）； （3）若磁感应强度在（B—△B）到（B＋△B）之间波动，要在探测板上完全分辨出质量为 m 和 0.5m 的两東离子，求 ΔB B 的最大值 【答案】（1） 2 0 0 0 mvE qr  ， 0 0 B mv qr  ；（2） 01.5r ；（3）12% 【解析】 【详解】（1）径向电场力提供向心力： 2 c c c vE q m r  2 c c c mvE qr  c c mvB qr  （2）由动能定理： 2 21 10.5 0.52 2 c NPmv mv qU    2 4 5NP c c qUv v vm    或 0.5 1 52 c mvr rqB   2 cos 0.5 cl r r  解得 1.5 cl r （3）恰好能分辨的条件： 0 0 02 2 cos 21 1 r r r B B B B     解得 0 017 4 12B B    