2020年天津市物理学业水平等级考适应性测试

第1页（共19页）2020年天津市学业水平等级考适应性测试一．选择题（共5小题）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，汤姆生最早测量出电子电荷量为1.6×l0﹣19CB．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为α，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，求石块侧面所受弹力的大小为（）A．B．C．𝑚𝑔2tan𝛼D．𝑚𝑔tan𝛼24．2019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象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示．以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（）第2页（共19页）A．线圈先后两次转速之比为1：2B．交流电b的最大值为VC．交流电a的电压瞬时值u＝10sin0.4πtVD．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量为零二．多选题（共3小题）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，被分成沿图示方向的两束光OA和OB，则下列判断正确的是（）A．OA为单色光B．OA为复色光C．OB为单色光D．OB为复色光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图象如图所示。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，货物的机械能守恒第3页（共19页）8．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝时刻，该波的波形图如图1所示，P、Q是介质中的两个质点。图2表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是（）A．质点Q的振动图象与图2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的加速度比质点Q的大D．平衡位置在O处的质点的振动图象如图2所示三．实验题（共1小题）9．（1）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，并采用做出图像的方法得出结论。图中O点为释放小球的初始位置，A、B、C、D各点为固定速度传感器，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，还需要测量的物理量是．A．小球的质量mB．小球下落到每一个速度传感器时的速度vC．各速度传感器与O点之间的竖直距离hD．小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间t②他应作出图象，由图象算出其斜率k，当k＝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：．第4页（共19页）（2）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螺旋测微器如图1所示。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某同学采用右图所示电路测量待测电阻丝Rx的阻值。请根据右图画出其电路图。③为测量Rx，第一步利用②所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1﹣I1关系图象如图所示。第5页（共19页）第二部，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0由此，可求得电阻丝的Rx＝Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。四．计算题（共3小题）10．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△t＝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。第6页（共19页）11．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）（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需要满足的条件第7页（共19页）13．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，求的最大值第8页（共19页）2020年天津市学业水平等级考适应性测试参考答案与试题解析一．选择题（共5小题）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【解答】解：AD、温度不发生变化，分子的平均动能不变，内能不发生变化，故AD错误；B、体积增大，气体分子密集程度减小，单位时间内器壁单位面积上分子碰撞次数减小，故B错误。C、根据𝑃𝑉𝑇=𝐶可知，气体压强减小，故C正确；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，汤姆生最早测量出电子电荷量为1.6×l0﹣19CB．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【解答】解：A、汤姆生发现电子，汤姆生最早测量出电子电荷量为1.1×l0﹣19C，密立根最终测得电子电荷量为1.6×l0﹣19C，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，B错误；C、光电子最大初动能等于入射光能减去逸出功，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，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为α，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，求石块侧面所受弹力的大小为（）第9页（共19页）A．B．C．𝑚𝑔2tan𝛼D．𝑚𝑔tan𝛼2【解答】解：对物体受力分析，如图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＝Fmg＝2×Fcos（90°﹣α）所以F＝故选：A。4．2019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【解答】解：万有引力提供向心力：G＝m＝mω2r＝m（）2r＝ma解得：v＝①T＝＝2π②ω＝③a＝④A、同步卫星处于赤道正上方，不会经过天津市，故A错误；B、同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等，运行周期相等，故B错误；第10页（共19页）C、由a＝可知距离远的加速度小，故C错误；D、由v＝可知轨道半径大的线速度小，所有卫星的运行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象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线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1：2B．交流电b的最大值为VC．交流电a的电压瞬时值u＝10sin0.4πtVD．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量为零【解答】解：A、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。B、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V．故B正确。C、由图电压最大值Um＝10V，周期Ta＝0.4S，ω＝＝5πrad/s，交流电压的瞬时值表达式为u＝Umsinωt＝10sin5πtV．故C错误。D、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：B。二．多选题（共3小题）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，第11页（共19页）被分成沿图示方向的两束光OA和OB，则下列判断正确的是（）A．OA为单色光B．OA为复色光C．OB为单色光D．OB为复色光【解答】解：红光和紫光在两种介质的界面上都要发生反射，所以OB应为复色光；红光与紫光相比较，紫光的折射率大，由sinC＝知，紫光的临界角要小，故紫光已经发生了全反射，红光发生折射，故OA应为红光；故AD正确，BC错误；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图象如图所示。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【解答】解：A、前3s内货物做匀加速直线运动，加速度的方向向上，货物处于超重状态。故A正确。B、最后2s内货物运动的加速度大小为a＝12m/s2，方向向下，则除受重力作用外还受向上的拉力，故B错误C、前3s内的平均速度和后2s内的平均速度相等都是0+12=0.5m/s。故C正确。D、第3s末至第5s末，货物的速度不变，所以做匀速直线运动，物体处于平衡状态，但第12页（共19页）高度增加，机械能增加，故D错误。故选：AC。8．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝时刻，该波的波形图如图1所示，P、Q是介质中的两个质点。图2表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是（）A．质点Q的振动图象与图2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的加速度比质点Q的大D．平衡位置