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

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. 天然放射现象中的射线实际是高速电子流，穿透能力比射线强

【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，密立根最终测得电子电荷量为，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．天然放射现象中的射线实际是高速电子流,穿透能力比射线强，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.  B.  C.  D.

【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：，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：

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：

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V

D. 在图中t=0时刻穿过线圈磁通量为零

【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，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，受重力和拉力作用，B错误；前3s内的平均速度，后2s内的平均速度，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=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，在时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在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，则质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；

D.在时刻，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).     (3).     (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：

即：

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：

则应该做出图象；当图像的斜率k接近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的阻值。请根据实物图画出其电路图________。

(3)为了测量，第一步利用②中图示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压和电流的值，作出的关系图像如图所示。

第二步，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压和电流的值，数据见下表：

由此，可求得电阻丝的________，再根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。

【答案】    (1). C    (2).     (3).

【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]由关系图可知：

当电压表改接在a、b两端时有：

则电阻丝阻值：

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

磁通量的变化

解得：

代入数据得：E=0.12V；

（2）由闭合电路欧姆定律可得：

平均电流

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）；（2）　　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：

由运动学公式可得：

联立，代入数据可解得：

（2）从A到D的过程中，由动能定理可得：

从D点抛出后，由平抛运动规律可得：

联式可解得：

为使能在D点水平抛出则满足条件为：

代入数据可解得：

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,，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，求的最大值

【答案】（1），；（2）；（3）12%

【解析】

【详解】（1）径向电场力提供向心力：

（2）由动能定理：

或

解得

（3）恰好能分辨的条件：

解得