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2019-2020学年北京市海淀区高二上学期12月学业水平考试适应性练习物理试题 解析版
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这是一份2019-2020学年北京市海淀区高二上学期12月学业水平考试适应性练习物理试题 解析版，共19页。试卷主要包含了填空题，计算论证题解题要求等内容，欢迎下载使用。
第一部分 选择题（共60分）
一、本题共20小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共60分）
1.下列物理量中，属于标量的是( )
A. 位移B. 洛伦兹力C. 电流D. 磁感应强度
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD. 有大小又有方向，遵循平行四边形定则的物理量是矢量，位移、洛伦兹力、磁感应强度为矢量，电流为标量，故C正确ABD错误。
故选C。
2.如图所示，小孩沿水平方向推静止在水平地面上的大木箱，但没有推动，在这个过程中，木箱共受到作用力的个数为( )
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD.因木箱静止，对木箱受力分析可知，水平方向有推力和摩擦力，竖直方向有重力和支持力，一共4个力，故D正确ABC错误
故选D。
3.如图所示，物体受到两个相互垂直的共点力和的作用，其大小分别为5N和12N，这两个力的合力大小为( )
A. 7NB. 13NC. 17ND. 60N
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD.由力的合成用平行四边形法则可知合力大小为
故B正确ACD错误。
故选B。
4.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。若保持其中一个点电荷的电荷量不变，将另一个点电荷的电荷量变为原来的两倍，两个点电荷之间的距离变为原来的两倍，则这两个点电荷之间静电力的大小变为
A. 2FB. FC. D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD.设真空中两个点电荷电荷量分别为q、Q，它们之间的作用力大小为
若保持两点间的距离变为原来的2倍，一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，另一个点电荷的电荷量不变，则两点间的作用力大小
故C正确ABD错误。
故选C。
5.如图所示的电路中，电阻，电源的内阻，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数，则电源的电动势E等于( )
A. 1.0VB. 8.0VC. 9.0VD. 10.0V
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD.当闭合开关后，由闭合电路的欧姆定律可知
故C正确ABD错误。
故选C。
6.如图所示，一通电直导线位于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直。磁场的磁感应强度，导线长度。当导线中的电流时，该导线所受安培力的大小为( )
A. 0.01NB. 0.02NC. 0.03ND. 0.04N
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD.由安培力公式可知
故B正确ACD错误。
故选B。
7.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子两次以不同速率垂直磁场边界从a点射入，两次运动轨迹分别为I、Ⅱ，对应入射速率分别为、，在磁场中受到的洛伦兹力大小分别为、，在磁场中运动的时间分别为、，则下列正确的是( )
A. 粒子带正电B. C. D.
【答案】D
【解析】
详解】A.由左手定则可知粒子带负电，故A错误；
BC. 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可知
解得
由图可知，轨迹Ⅱ的半径比轨迹I大，则轨迹Ⅱ的速度比轨迹I大；
由洛伦兹力公式
可知粒子速度大时所受到的洛伦兹力大，则轨迹Ⅱ粒子所受的洛伦兹力比轨迹I大，故BC错误；
D. 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可知
解得
可知粒子在磁场中运动的周期相同，轨迹圆心角越大运动时间越长，由图可知，轨迹I的圆心角比轨迹Ⅱ大，则轨迹I的运动时间长，故D正确。
故选D。
请阅读下述文字，第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京和张家口联合举办。高山滑雪是比赛项目之一，因其惊险刺激深受观众喜爱。如下图所示，运动员收起滑雪杖，从高处加速下滑的过程中，运动员受到的阻力不可忽略。完成下列题目：
8. 关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A. 滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B. 滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
9. 若图中部分赛道可以看作与水平方向夹角为的斜面，运动员受到的重力为G，则运动员对赛道压力的大小为( )
A. B. C. D. G
10. 运动员收起滑雪杖从高处加速下滑的过程中，其机械能( )
A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小
11. 运动员收起滑雪杖从高处加速下滑的过程中，其受到的合力所做的功为W，则( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】8. C 9. B 10. B 11. C
【解析】
【8题详解】
ABCD. 滑雪板对赛道的作用力和赛道对滑雪板的作用力是相互作用力，其大小相等，方向相反，故C正确ABD错误。
故选C。
【9题详解】
ABCD.对运动员受力分析可知，运动员所受到的支持力
运动员对赛道压力和运动员所受到的支持力是相互作用力，故B正确ACD错误。
故选B。
【10题详解】
ABCD.因运动员受到的阻力不可忽略，且阻力对运动员做负功，则运动员的机械能逐渐减小，故B正确ACD错误。
故选B。
【11题详解】
ABCD.由动能定理可知，动能变化量等于合外力做功，因运动员加速下滑动能增大，则合力做功大于零，故C正确ABD错误。
故选C。
请阅读下述文字，下图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、，a、b、c三点间距离满足。完成下列题目
12. 关于、、的比较，下列说法正确的是
A. B.
C. D.
13. 关于、、的关系，下列说法正确的是
A. B.
C. D.
14. 把负点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是
A. 电场力做正功，电势能增加B. 电场力做正功，电势能减少
C. 电场力做负功，电势能增加D. 电场力做负功，电势能减少
【答案】12. A 13. BD 14. C
【解析】
【12题详解】
ABCD.因电场线越密场强越大，由图可知，场强大小关系为
故A正确BCD错误。
故选A。
【13题详解】
AB.沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，电势大小关系为
故B正确A错误；
CD. 因电场线越密场强越大，则相同距离时电场线越密电势差越大，由图可知，电势大小关系为
故D正确C错误；
故选BD。
【14题详解】
ABCD. 由图，负点电荷所受电场力向左，所以把负点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，电场力做负功，则电势能增加，故C正确ABD错误。
故选C。
请阅读下述文字，地球本身是一个巨大磁体。地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”完成下列题目：
15. 将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据上述材料，请判断图中可能正确的是（黑色一端代表小磁针N极）
A.
B.
C.
D.
16. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕着过地心的轴的环形电流I引起的。在下图中能正确表示安培假设中环形电流方向的是
A.
B.
C.
D.
【答案】15. C 16. B
【解析】
【15题详解】
ABCD.因地理北极是地磁场南极，则小磁针N极应指向地理南极，故C正确ABD错误。
故选C。
【16题详解】
ABCD.由右手螺旋定则可知，环形电流应在赤道，方向由东向西，故B正确ACD错误。
故选B。
请阅读下述文字， 2019年中小学开学初，某区城管局对紧邻学校经营弹弓的店铺给予批评警告。弹弓具有一定的危险性，其结构如下图所示，使用时先将弹九放在弹套内，然后将橡皮筋水平拉开，利用橡皮筋的弹力将弹丸水平弹射出去。不计空气阻力。完成下列题目：
17. 从松手到橡皮筋松弛的过程中，关于橡皮筋中的弹力及弹性势能的说法正确的是
A. 弹力逐渐减小，弹性势能逐渐减小B. 弹力逐渐减小，弹性势能逐渐增大
C. 弹力逐渐增大，弹性势能逐渐减小D. 弹力逐渐增大，弹性势能逐渐增大
18. 下图中能正确反映从松手到橡皮筋松弛的过程中，弹丸水平速度随时间变化关系的是
A.
B.
C.
D.
19. 若在同一位置水平射出弹丸，将橡皮筋拉的更长，弹丸射出时速度更大，则弹丸在空中的飞行时间将
A. 变长B. 变短C. 不变D. 无法确定
20. 弹丸从弹套水平飞出时，距地高度为h，水平速度为，重力加速度为g，则弹丸的水平射程为
A. B. C. D.
【答案】17. A 18. C 19. C 20. A
【解析】
【17题详解】
ABCD.由题可知，橡皮筋逐渐恢复原长则弹力逐渐减小，且弹力对外做正功弹性势能减小，故A正确BCD错误。
故选A。
【18题详解】
ABCD. 从松手到橡皮筋松弛的过程中，橡皮筋逐渐恢复原长则弹力逐渐减小，由牛顿第二定律可知弹丸加速度逐渐减小，又v-t图像中斜率代表加速度，则斜率逐渐减小，故C正确ABD错误。
故选C。
【19题详解】
ABCD.由平抛运动规律可知，运动时间只与离地面的距离有关，因在同一高度抛出则时间相同，故C正确ABD错误。
故选C。
【20题详解】
ABCD. 由平抛运动规律可知，运动时间
水平方向位移
解得
故A正确BCD错误。
故选A。
第二部分 非选择题（共40分）
二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）
21.某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在水平桌面上的直线运动。如左图所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车运动过程中滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，已知30s内恰好有46个小水滴落在桌面上。右图记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
（1）由右图可知，小车在桌面上是_____________运动的（选填“从右向左”或“从左向右”）。
（2）该小组同学根据右图的数据判断出小车做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如右图中点A处的水滴时，小车的速度大小为__________m/s。（结果保留2位有效数字）
【答案】 (1). 从右向左 (2). 0.16
【解析】
【详解】(1).[1]由题可知，小车做减速运动，则相同时间内水滴间隔逐渐增小，故小车从右向左运动。
(2).[2]所取两水滴的时间间隔为
由匀变速运动的规律可知，中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度，则小车的速度大小为
22.如图所示，利用电流传感器可以在计算机上观察电容器充电、放电过程中电流的变化情况。先使开关与1端相连，电源向电容器充电，在充电过程中电容器极板a带__________电（选填“正”或“负”）。充电完毕后，把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传人计算机，描绘出电流随时间变化的关系。下面四个选项中描绘电容器放电过程中电流随时间变化的图像可能正确的是________。
【答案】 (1). 正 (2). A
【解析】
【详解】(1).[1] 因电容器极板a与电池正极相连，故极板a带正电；
(2) [2]放电过程中电荷量逐渐减小，由电容公式
可知当电荷量减少时电压逐渐减小，则电流逐渐减小但不是均匀减小，故A正确BCD错误。
故选A。
23.如图是向心力演示仪的示意图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。现将小球A和B分别放在两边的槽内，如图所示。要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度_______（选填“相同”或“不同”）。皮带套的两个塔轮的半径分别为、。某次实验让，则A、B两球的角速度之比为______________。
【答案】 (1). 不同 (2). 1:2
【解析】
【详解】(1).[1]由控制变量法可知，要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度不同；
(2).[2]因两球的线速度相同，由
可知当时，则 。
三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
24.如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体加速度的大小；
（2）物体在时的速度大小。
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律
（2）时物体的速度大小
25.如图所示，匀强电场的电场强度。将电荷量的点电荷从电场中的A点移动到B点，A、B两点在同一条电场线上，它们间的距离。
（1）求A、B两点间的电势差；
（2）求电荷所受电场力的大小F；
（3）若该点电荷只在电场力作用下，从A点由静止释放，该点电荷将如何运动。
【答案】（1）（2）（3）初速为零的匀加速直线运动。
【解析】
【详解】（1）A、B两点间的电势差
（2）电荷所受电场力
（3）该电荷将由A点沿AB方向做初速为零的匀加速直线运动。
26.带有转盘的圆形餐桌是中国饮食文化的重要构成。每逢佳节，亲朋好友团聚在餐桌周围，共同品尝美味佳肴。如图所示，某位亲属面前的茶托、茶杯和杯中茶水的总质量为0.2kg，距中心转轴的距离为0.5m，该亲属轻转中间的转盘，使茶杯随转盘以0.2m/s的速率匀速转动，转动过程中茶杯和转盘相对静止。
（1）求茶杯的向心加速度大小；
（2）求桌面对茶托的摩擦力大小；
（3）有的同学认为，桌面对茶托的摩擦力与茶托的运动方向相反，你认为他的说法正确吗？请说明理由。
【答案】（1）（2）（3）不正确
【解析】
【详解】（1）茶杯的向心加速度大小
（2）桌面对茶托的摩擦力大小
（3）不正确；茶托所桌面一起做匀速圆周运动时，沿运动方向不受力，仅受指向中心转轴的摩擦力。
27.如图是我国自主建设的北斗导航系统示意图。2019年9月23日5时10分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第四十七、四十八颗北斗导航卫星，向实现全球组网又迈出了坚实的一步。北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成，如图所示，1为赤道；2为近地卫星轨道，在该轨道上运行的卫星，绕行半径可近似为地球半径R；3为赤道上空的地球静止同步卫星轨道，在该轨道上运行的卫星，绕行半径为r；4为轨道平面与赤道平面有一定夹角的倾斜地球同步轨道，在该轨道上卫星运行周期与地球自转周期相同。将各轨道看作圆形轨道
（1）求静置于赤道上的物体与轨道3上的卫星的向心加速度大小之比；
（2）求轨道3上的卫星与轨道4上的卫星的绕行半径之比；
（3）请判断静置于赤道上的物体与轨道2上的卫星谁的绕行线速度更大，并说明理由。
【答案】（1）（2）（3）轨道2上的线速度更大
【解析】
【详解】（1）由
解得
（2）由万有引力公式
得
由于轨道3和轨道4上卫星的运行周期相同，因而轨道半径比为1:1
（3）轨道2上的卫星绕行线速度更大，由
得静置于赤道上物体的线速度小于轨道3上卫星的线速度。又
解得
因此轨道3上卫星线速度小于轨道2上卫星线速度。因此轨道2上的卫星绕行线速度更大。
28.探索物质的微观结构，常用的方法是用高能（速）粒子去“打碎”被测物质，然后再进行“观察”。质子和中子就是这样被发现的，粒子加速器（particle acceleratr）是用人工方法产生高速带电粒子的装置，中科院高能物理研究所宣布中国将于2020年至2025年间建造世界最大的粒子加速器。如图所示的直线加速器是多级加速装置，由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列。其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。这样设计可以使带电粒子每次经过两圆筒间的缝隙处都会受到电场力的作用而加速，相邻两次加速时间间隔相同？圆内部可以认为没有电场；缝隙的宽度很小，粒子穿过缝隙的时间可以忽略不计。现有量为q、质量为m的粒子沿轴线射入圆筒，已知粒子进入序号为1的圆筒左端时的速度大小为，每次经过缝隙处时两筒间加速电压均为U，相邻两次加速时间间隔为T，不计粒子受到的重力。
（1）求粒子每次经过两圆筒间的缝隙处动能的增量；
（2）求标号为n的金属圆筒长度；
（3）在图所示的多级加速器中，由于粒子在加速过程中的径迹为直线，要得到较高动能的粒子，其加速装置要很长很长。利用你所学的知识，请提出一种既能获得较高动能的子，又能缩小加速装置所占空间的方案。
【答案】（1）（2）（3）“转圈圈”式的加速
【解析】
【详解】（1）动能增量
（2）根据动能定理，得
解得标号为n的金属圆筒长度
（3）利用磁场控制粒子运动的轨道，用电场进行加速，实现粒子：“转圈圈”式的加速。
第一部分 选择题（共60分）
一、本题共20小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共60分）
1.下列物理量中，属于标量的是( )
A. 位移B. 洛伦兹力C. 电流D. 磁感应强度
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD. 有大小又有方向，遵循平行四边形定则的物理量是矢量，位移、洛伦兹力、磁感应强度为矢量，电流为标量，故C正确ABD错误。
故选C。
2.如图所示，小孩沿水平方向推静止在水平地面上的大木箱，但没有推动，在这个过程中，木箱共受到作用力的个数为( )
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD.因木箱静止，对木箱受力分析可知，水平方向有推力和摩擦力，竖直方向有重力和支持力，一共4个力，故D正确ABC错误
故选D。
3.如图所示，物体受到两个相互垂直的共点力和的作用，其大小分别为5N和12N，这两个力的合力大小为( )
A. 7NB. 13NC. 17ND. 60N
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD.由力的合成用平行四边形法则可知合力大小为
故B正确ACD错误。
故选B。
4.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。若保持其中一个点电荷的电荷量不变，将另一个点电荷的电荷量变为原来的两倍，两个点电荷之间的距离变为原来的两倍，则这两个点电荷之间静电力的大小变为
A. 2FB. FC. D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD.设真空中两个点电荷电荷量分别为q、Q，它们之间的作用力大小为
若保持两点间的距离变为原来的2倍，一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，另一个点电荷的电荷量不变，则两点间的作用力大小
故C正确ABD错误。
故选C。
5.如图所示的电路中，电阻，电源的内阻，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数，则电源的电动势E等于( )
A. 1.0VB. 8.0VC. 9.0VD. 10.0V
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD.当闭合开关后，由闭合电路的欧姆定律可知
故C正确ABD错误。
故选C。
6.如图所示，一通电直导线位于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直。磁场的磁感应强度，导线长度。当导线中的电流时，该导线所受安培力的大小为( )
A. 0.01NB. 0.02NC. 0.03ND. 0.04N
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD.由安培力公式可知
故B正确ACD错误。
故选B。
7.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子两次以不同速率垂直磁场边界从a点射入，两次运动轨迹分别为I、Ⅱ，对应入射速率分别为、，在磁场中受到的洛伦兹力大小分别为、，在磁场中运动的时间分别为、，则下列正确的是( )
A. 粒子带正电B. C. D.
【答案】D
【解析】
详解】A.由左手定则可知粒子带负电，故A错误；
BC. 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可知
解得
由图可知，轨迹Ⅱ的半径比轨迹I大，则轨迹Ⅱ的速度比轨迹I大；
由洛伦兹力公式
可知粒子速度大时所受到的洛伦兹力大，则轨迹Ⅱ粒子所受的洛伦兹力比轨迹I大，故BC错误；
D. 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可知
解得
可知粒子在磁场中运动的周期相同，轨迹圆心角越大运动时间越长，由图可知，轨迹I的圆心角比轨迹Ⅱ大，则轨迹I的运动时间长，故D正确。
故选D。
请阅读下述文字，第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京和张家口联合举办。高山滑雪是比赛项目之一，因其惊险刺激深受观众喜爱。如下图所示，运动员收起滑雪杖，从高处加速下滑的过程中，运动员受到的阻力不可忽略。完成下列题目：
8. 关于滑雪板与赛道之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A. 滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B. 滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D. 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
9. 若图中部分赛道可以看作与水平方向夹角为的斜面，运动员受到的重力为G，则运动员对赛道压力的大小为( )
A. B. C. D. G
10. 运动员收起滑雪杖从高处加速下滑的过程中，其机械能( )
A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小
11. 运动员收起滑雪杖从高处加速下滑的过程中，其受到的合力所做的功为W，则( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】8. C 9. B 10. B 11. C
【解析】
【8题详解】
ABCD. 滑雪板对赛道的作用力和赛道对滑雪板的作用力是相互作用力，其大小相等，方向相反，故C正确ABD错误。
故选C。
【9题详解】
ABCD.对运动员受力分析可知，运动员所受到的支持力
运动员对赛道压力和运动员所受到的支持力是相互作用力，故B正确ACD错误。
故选B。
【10题详解】
ABCD.因运动员受到的阻力不可忽略，且阻力对运动员做负功，则运动员的机械能逐渐减小，故B正确ACD错误。
故选B。
【11题详解】
ABCD.由动能定理可知，动能变化量等于合外力做功，因运动员加速下滑动能增大，则合力做功大于零，故C正确ABD错误。
故选C。
请阅读下述文字，下图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、，a、b、c三点间距离满足。完成下列题目
12. 关于、、的比较，下列说法正确的是
A. B.
C. D.
13. 关于、、的关系，下列说法正确的是
A. B.
C. D.
14. 把负点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是
A. 电场力做正功，电势能增加B. 电场力做正功，电势能减少
C. 电场力做负功，电势能增加D. 电场力做负功，电势能减少
【答案】12. A 13. BD 14. C
【解析】
【12题详解】
ABCD.因电场线越密场强越大，由图可知，场强大小关系为
故A正确BCD错误。
故选A。
【13题详解】
AB.沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，电势大小关系为
故B正确A错误；
CD. 因电场线越密场强越大，则相同距离时电场线越密电势差越大，由图可知，电势大小关系为
故D正确C错误；
故选BD。
【14题详解】
ABCD. 由图，负点电荷所受电场力向左，所以把负点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，电场力做负功，则电势能增加，故C正确ABD错误。
故选C。
请阅读下述文字，地球本身是一个巨大磁体。地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”完成下列题目：
15. 将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据上述材料，请判断图中可能正确的是（黑色一端代表小磁针N极）
A.
B.
C.
D.
16. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕着过地心的轴的环形电流I引起的。在下图中能正确表示安培假设中环形电流方向的是
A.
B.
C.
D.
【答案】15. C 16. B
【解析】
【15题详解】
ABCD.因地理北极是地磁场南极，则小磁针N极应指向地理南极，故C正确ABD错误。
故选C。
【16题详解】
ABCD.由右手螺旋定则可知，环形电流应在赤道，方向由东向西，故B正确ACD错误。
故选B。
请阅读下述文字， 2019年中小学开学初，某区城管局对紧邻学校经营弹弓的店铺给予批评警告。弹弓具有一定的危险性，其结构如下图所示，使用时先将弹九放在弹套内，然后将橡皮筋水平拉开，利用橡皮筋的弹力将弹丸水平弹射出去。不计空气阻力。完成下列题目：
17. 从松手到橡皮筋松弛的过程中，关于橡皮筋中的弹力及弹性势能的说法正确的是
A. 弹力逐渐减小，弹性势能逐渐减小B. 弹力逐渐减小，弹性势能逐渐增大
C. 弹力逐渐增大，弹性势能逐渐减小D. 弹力逐渐增大，弹性势能逐渐增大
18. 下图中能正确反映从松手到橡皮筋松弛的过程中，弹丸水平速度随时间变化关系的是
A.
B.
C.
D.
19. 若在同一位置水平射出弹丸，将橡皮筋拉的更长，弹丸射出时速度更大，则弹丸在空中的飞行时间将
A. 变长B. 变短C. 不变D. 无法确定
20. 弹丸从弹套水平飞出时，距地高度为h，水平速度为，重力加速度为g，则弹丸的水平射程为
A. B. C. D.
【答案】17. A 18. C 19. C 20. A
【解析】
【17题详解】
ABCD.由题可知，橡皮筋逐渐恢复原长则弹力逐渐减小，且弹力对外做正功弹性势能减小，故A正确BCD错误。
故选A。
【18题详解】
ABCD. 从松手到橡皮筋松弛的过程中，橡皮筋逐渐恢复原长则弹力逐渐减小，由牛顿第二定律可知弹丸加速度逐渐减小，又v-t图像中斜率代表加速度，则斜率逐渐减小，故C正确ABD错误。
故选C。
【19题详解】
ABCD.由平抛运动规律可知，运动时间只与离地面的距离有关，因在同一高度抛出则时间相同，故C正确ABD错误。
故选C。
【20题详解】
ABCD. 由平抛运动规律可知，运动时间
水平方向位移
解得
故A正确BCD错误。
故选A。
第二部分 非选择题（共40分）
二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）
21.某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在水平桌面上的直线运动。如左图所示，将该计时器固定在小车旁，用手轻推一下小车，在小车运动过程中滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，已知30s内恰好有46个小水滴落在桌面上。右图记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
（1）由右图可知，小车在桌面上是_____________运动的（选填“从右向左”或“从左向右”）。
（2）该小组同学根据右图的数据判断出小车做匀变速直线运动。滴水计时器滴下如右图中点A处的水滴时，小车的速度大小为__________m/s。（结果保留2位有效数字）
【答案】 (1). 从右向左 (2). 0.16
【解析】
【详解】(1).[1]由题可知，小车做减速运动，则相同时间内水滴间隔逐渐增小，故小车从右向左运动。
(2).[2]所取两水滴的时间间隔为
由匀变速运动的规律可知，中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度，则小车的速度大小为
22.如图所示，利用电流传感器可以在计算机上观察电容器充电、放电过程中电流的变化情况。先使开关与1端相连，电源向电容器充电，在充电过程中电容器极板a带__________电（选填“正”或“负”）。充电完毕后，把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传人计算机，描绘出电流随时间变化的关系。下面四个选项中描绘电容器放电过程中电流随时间变化的图像可能正确的是________。
【答案】 (1). 正 (2). A
【解析】
【详解】(1).[1] 因电容器极板a与电池正极相连，故极板a带正电；
(2) [2]放电过程中电荷量逐渐减小，由电容公式
可知当电荷量减少时电压逐渐减小，则电流逐渐减小但不是均匀减小，故A正确BCD错误。
故选A。
23.如图是向心力演示仪的示意图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。现将小球A和B分别放在两边的槽内，如图所示。要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度_______（选填“相同”或“不同”）。皮带套的两个塔轮的半径分别为、。某次实验让，则A、B两球的角速度之比为______________。
【答案】 (1). 不同 (2). 1:2
【解析】
【详解】(1).[1]由控制变量法可知，要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度不同；
(2).[2]因两球的线速度相同，由
可知当时，则 。
三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
24.如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体加速度的大小；
（2）物体在时的速度大小。
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律
（2）时物体的速度大小
25.如图所示，匀强电场的电场强度。将电荷量的点电荷从电场中的A点移动到B点，A、B两点在同一条电场线上，它们间的距离。
（1）求A、B两点间的电势差；
（2）求电荷所受电场力的大小F；
（3）若该点电荷只在电场力作用下，从A点由静止释放，该点电荷将如何运动。
【答案】（1）（2）（3）初速为零的匀加速直线运动。
【解析】
【详解】（1）A、B两点间的电势差
（2）电荷所受电场力
（3）该电荷将由A点沿AB方向做初速为零的匀加速直线运动。
26.带有转盘的圆形餐桌是中国饮食文化的重要构成。每逢佳节，亲朋好友团聚在餐桌周围，共同品尝美味佳肴。如图所示，某位亲属面前的茶托、茶杯和杯中茶水的总质量为0.2kg，距中心转轴的距离为0.5m，该亲属轻转中间的转盘，使茶杯随转盘以0.2m/s的速率匀速转动，转动过程中茶杯和转盘相对静止。
（1）求茶杯的向心加速度大小；
（2）求桌面对茶托的摩擦力大小；
（3）有的同学认为，桌面对茶托的摩擦力与茶托的运动方向相反，你认为他的说法正确吗？请说明理由。
【答案】（1）（2）（3）不正确
【解析】
【详解】（1）茶杯的向心加速度大小
（2）桌面对茶托的摩擦力大小
（3）不正确；茶托所桌面一起做匀速圆周运动时，沿运动方向不受力，仅受指向中心转轴的摩擦力。
27.如图是我国自主建设的北斗导航系统示意图。2019年9月23日5时10分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第四十七、四十八颗北斗导航卫星，向实现全球组网又迈出了坚实的一步。北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成，如图所示，1为赤道；2为近地卫星轨道，在该轨道上运行的卫星，绕行半径可近似为地球半径R；3为赤道上空的地球静止同步卫星轨道，在该轨道上运行的卫星，绕行半径为r；4为轨道平面与赤道平面有一定夹角的倾斜地球同步轨道，在该轨道上卫星运行周期与地球自转周期相同。将各轨道看作圆形轨道
（1）求静置于赤道上的物体与轨道3上的卫星的向心加速度大小之比；
（2）求轨道3上的卫星与轨道4上的卫星的绕行半径之比；
（3）请判断静置于赤道上的物体与轨道2上的卫星谁的绕行线速度更大，并说明理由。
【答案】（1）（2）（3）轨道2上的线速度更大
【解析】
【详解】（1）由
解得
（2）由万有引力公式
得
由于轨道3和轨道4上卫星的运行周期相同，因而轨道半径比为1:1
（3）轨道2上的卫星绕行线速度更大，由
得静置于赤道上物体的线速度小于轨道3上卫星的线速度。又
解得
因此轨道3上卫星线速度小于轨道2上卫星线速度。因此轨道2上的卫星绕行线速度更大。
28.探索物质的微观结构，常用的方法是用高能（速）粒子去“打碎”被测物质，然后再进行“观察”。质子和中子就是这样被发现的，粒子加速器（particle acceleratr）是用人工方法产生高速带电粒子的装置，中科院高能物理研究所宣布中国将于2020年至2025年间建造世界最大的粒子加速器。如图所示的直线加速器是多级加速装置，由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列。其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。这样设计可以使带电粒子每次经过两圆筒间的缝隙处都会受到电场力的作用而加速，相邻两次加速时间间隔相同？圆内部可以认为没有电场；缝隙的宽度很小，粒子穿过缝隙的时间可以忽略不计。现有量为q、质量为m的粒子沿轴线射入圆筒，已知粒子进入序号为1的圆筒左端时的速度大小为，每次经过缝隙处时两筒间加速电压均为U，相邻两次加速时间间隔为T，不计粒子受到的重力。
（1）求粒子每次经过两圆筒间的缝隙处动能的增量；
（2）求标号为n的金属圆筒长度；
（3）在图所示的多级加速器中，由于粒子在加速过程中的径迹为直线，要得到较高动能的粒子，其加速装置要很长很长。利用你所学的知识，请提出一种既能获得较高动能的子，又能缩小加速装置所占空间的方案。
【答案】（1）（2）（3）“转圈圈”式的加速
【解析】
【详解】（1）动能增量
（2）根据动能定理，得
解得标号为n的金属圆筒长度
（3）利用磁场控制粒子运动的轨道，用电场进行加速，实现粒子：“转圈圈”式的加速。
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