北京市丰台区达标名校2020年高考二月适应性考试物理试题含解析

北京市丰台区达标名校2020年高考二月适应性考试物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征,认识正确的是( )
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
2．如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为10：1，在原线圈接入u=302sin(100πt) V的正弦交变电压。

若闭合开关后灯泡L正常发光，且灯泡L正常发光时的电阻为1.5Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）
A．副线圈中交变电流的频率为5Hz B．电压表的示数为3V
C．电流表的示数为20A D．灯泡L的額定功率为3W
3．甲乙两车在水平地面上的同一位置同时出发，沿一条直线运动，两车均可看做质点，甲乙两车的速度时间图像如图所示，下列说法中正确的是（）
A．t=1s时甲车加速度为零
B．前4s内两车间距一直增大
C．t=4s时两车相遇
所示。

下列说法正确的是（）
A．汽车a在10s末向反方向运动
B．汽车b一直在物体a的前面
C．5s到10s两车的平均速度相等
D．10s末两车相距最近
5．如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，下列说法中正确的是( )
A．水平拉力先增大后减小
B．水平拉力先减小后增大
C．水平拉力的瞬时功率先减小后增大
D．水平拉力的瞬时功率逐渐增大
6．如图所示，内壁光滑的圆管形轨道竖直放置在光滑水平地面上，且恰好处在两固定光滑挡板M、N之间，圆轨道半径为1 m，其质量为1 kg，一质量也为1 kg的小球（视为质点）能在管内运动，管的内径可不计。

当小球运动到轨道最高点时，圆轨道对地面的压力刚好为零，取g＝10 m/s2。

则小球运动到最低点时对轨道的压力大小为
A．70 N B．50 N C．30 N D．10 N
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。

已知气体在状态A时的温度为17℃，热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K，则下列说法正确的是（）
A．气体在状态B时的温度为290K
B．气体在状态C时的温度为580K
C．气体由状态B到状态C的过程中，温度降低，内能减小
D．气体由状态B到状态C的过程中，从外界吸收热量
8．如图所示，用轻绳分别系住两个质量相等的弹性小球A和B。

绳的上端分别固定于O、O'点。

A绳长度（长度为L）是B绳的2倍。

开始时A绳与竖直方向的夹角为60︒，然后让A球由静止向下运动，恰与B球发生对心正碰。

下列说法中正确的是（）
A．碰前瞬间A球的速率为gL
B．碰后瞬间B球的速率为2gL
C．碰前瞬间A球的角速度与碰后瞬间B球的角速度大小之比为1:2
D．碰前瞬间A球对绳的拉力与碰后瞬间B球对绳的拉力大小之比为2:3
9．如p-T图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。

对此气体，下列说法正确的是____。

A．过程①中，气体体积不断增大
B．过程②中，气体向外界吸收热量
C．过程②为绝热过程
D．状态a的体积大于状态d的体积
E.过程③中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加
在加速电场中，经电压U 加速后，经小孔P 沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。

但受加速场实际结构的影响，从小孔P 处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q ，其中质量分别为m 1、m 2（m 2> m 1 ）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（ ）
A ．小孔P 处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cos θ=
1
2
m m B ．小孔P 处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=1
2
m m
C ．两种粒子形成亮线的最大总长度为
2112)2m m U
B qm -（
D ．两种粒子形成亮线的最大总长度为
212
2)2m m U
B qm -（
11．有一定质量的理想气体，其压强p 随热力学温度T 的变化的图象如图所示，理想气体经历了
A B C D →→→的循环过程。

下列分析正确的是（ ）
A ．A
B →过程中气体吸收热量
B ．四个状态中，只有状态B 时理想气体分子的平均动能最大
C ．B C →过程气体对外界做功，并从外界吸收热量
D ．C D →过程中气体吸收热量并对外做功 E.四个状态中，A 状态时气体的体积最小
12．如图所示，半圆形圆弧轨道固定在竖直面内，直径AD 水平，一个质量为m 的物块从A 点以一定的初速度沿圆弧轨道向下运动，物块恰好匀速率沿圆弧轨道运动到最低点C ，运动到B 点时物块与圆心O 的连
A．物块在B点受到轨道支持力的大小等于mgcosθ
B．物块在B点受到轨道摩擦力的大小等于mgsinθ
C．物块在B点时与轨道间的动摩擦因数等于tanθ
D．物块从A点运动到C点的过程中，受到轨道的作用力不断增大
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。

利用该装置可以完成“验证牛顿第二定律”的实验。

(1)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，操作方法是把长木板右端用垫木垫高，在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车，让小车拖着纸带在长木板上运动，通过纸带判断小车是否做匀速运动，若实验中发现打点计时器在纸带上打的点如图所示，通过纸带可判断小车并不是做匀速直线运动，可通过以下措施进行改进（____）
A．若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可
B．若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向左平移适当位置即可C．若是纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可
分，在纸带上每隔四个点选一个点作为计数点，A、B、C、D和E为纸带上五个计数点。

已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，则AC间的距离为_____________cm，可得小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留两位有效数字）
14．如图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB与水平面相切于B点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点，P为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为g．
（1）利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图所示，则遮光条的宽度d=______cm；
（2）实验中除了测定遮光条的宽度外，还需要测量的物理量有_____；
A．小物块质量m
B．遮光条通过光电门的时间t
C．光电门到C点的距离s
D．小物块释放点的高度h
（3）为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据（2）测量的物理量，建立图丙所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是_____．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，水平面上静止放置一个透明实心玻璃球，O点是球心，A是最高点，B是最低点。

两条跟水平面夹角为45°的平行光线斜照在球面上，其中一条向着球心O，其延长线交地面于D点（图中未画出），
︒=。

求：
另一条过最高点A2，tan1523
猜想。

16．如图所示，水平放置的轻质弹簧原长为2L ，一端与质量12kg m =的物块P 接触但不连接，另一端固定在A 点，光滑水平轨道AB 长度为5L.长度为0 2.5m L =的水平传送带分别与B 端和水平光滑轨道CD 平滑连接，物块P 与传送带之间的动摩擦因数0.2μ=，传送带始终以2m /s v =的速率顺时针匀速转动.质量为26kg m =小车放在光滑水平轨道上，位于CD 右侧，小车左端与CD 段平滑连接，小车的水平面长度
10.5m L =，右侧是一段半径0.5m R =的四分之一光滑圆弧，物块P 与小车水平上表面的动摩擦因数
10.1μ=.用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度L ，然后放开，P 开始沿轨道运动，冲上传送带后开始做
减速运动，到达传送带右端时速度恰好与传送带速度大小相等.重力加速度大小2
10m /s g =求： （1）弹簧压缩至长度L 时储存的弹性势能P E （2）物块P 在小车圆弧上上升的最大高度H
（3）要使物块P 既可以冲上圆弧又不会从小车上掉下来，小车水平面长度的取值范围
17．如图所示，直角三角形ABC 为一玻璃三棱镜的横截面其中∠A=30°，直角边BC=a ．在截面所在的平面内，一束单色光从AB 边的中点O 射入棱镜，入射角为i ．如果i=45°，光线经折射再反射后垂直BC 边射出，不考虑光线沿原路返回的情况．(结果可用根式表示)
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．D 【解析】 【分析】 【详解】
A 、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV ，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A 错误；
B 、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据2
33C =可知，能放出3种不同频率的光，故B 错误；
C 、用能量为10.3eV 的光子照射，小于12.09eV ，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV 才能跃迁，故C 错误；
D 、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为
E 大=-1.51+13.6=12.09eV ，因锌的逸出功是3.34ev ，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为E Km =12.09-3.34=8.75eV ，故D 正确； 故选D. 2．B 【解析】 【详解】
A ．根据2f ωπ=可得该交变电流的频率f=50Hz ，变压器不改变频率，所以副线圈中交变电流的频率为50 Hz ，A 项错误；
B ．原线圈所接的交变电压最大值为V ，则有效值为30V ，根据2f ωπ=，代入数值解得U=3V ，即电压表的示数为3V ，B 项正确；
C ．灯泡L 正常发光时，副线圈中的电流为
23
1.5
=
=U I R A=2 A C 项错误；
D ．灯泡L 的额定功率
故选B 。

3．C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由v t -可知，甲车一直做匀加速直线运动，故A 错误；
B ．在2s t =时两车速度相等，且乙车在甲车前，2s 到4s 由于甲车速度大于乙车速度，所以两车间距离减小，故B 错误；
C ．由v t -图像与坐标轴所围面积表示位移可知，4s 内乙车的位移为
=24m 8m x ⨯=乙
由图可知，甲车的加速度为
222
m/s 2m/s 1
a ==
由于甲车前2s 的位移为0，由后2s 的位移
21
(2222)m 8m 2
x =⨯+⨯⨯=甲
故两车相遇，故C 正确；
D ．在2s t =时两车速度相等，距离最大即为
22m 4m x ∆=⨯=
故D 错误。

故选C 。

4．B 【解析】 【详解】
A ．汽车a 的速度一直为正值，则10s 末没有反方向运动，选项A 错误；
B ．因v-t 图像的面积等于位移，由图可知，b 的位移一直大于a ，即汽车b 一直在物体a 的前面，选项B 正确；
C ．由图像可知，5s 到10s 两车的位移不相等，则平均速度不相等，选项C 错误；
D ．由图像可知8-12s 时间内，a 的速度大于b ，两车逐渐靠近，则12s 末两车相距最近，选项D 错误； 故选B 。

5．D 【解析】
AB ．
小球是以恒定速率运动，即做匀速圆周运动，小球受到的重力G 、水平拉力F 、绳子拉力T ，三者的合力必是沿绳子指向O 点，设绳子与竖直方向夹角是θ，F 与G 的合力必与绳子拉力在同一直线上，则有
tan F mg θ= (1)
球由A 点运动到B 点θ 增大，说明水平拉力逐渐增大，故AB 错误；
CD ．由几何关系可知拉力F 的方向与速度v 的夹角也是θ，所以水平力F 的瞬时功率是
cos p Fv θ= (2)
联立两式可得
sin p mgv θ=
从A 到B 的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F 的瞬时功率是一直增大的．故C 错误，D 正确。

故选D 。

6．A 【解析】 【分析】
抓住小球运动到最高点时，圆轨道对地面的压力为零，求出最高点的速度，根据动能定理求出小球在最低点的速度，从而结合牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力，根据牛顿第三定律得出小球对圆轨道的最大压力． 【详解】
当小球运动到最高点时速度最小，此时圆轨道对地面的压力为零，可知小球对圆轨道的弹力等于圆轨道的
重力，根据牛顿第二定律得，mg+N=m 2
1v R ，N=mg ，解得最高点的速度v 1=
2gR 点，根据动能定理得，mg ⋅2R=22
211122
mv mv -，解得v 2=
6gR N′−mg=m 2
2
v R
，
联立解得N′=7mg=70N ，根据牛顿第三定律，小球对轨道的最大压力N′=7mg=70N ，故A 正确，BCD 错误；
7．BC
【解析】
【详解】
A ．气体在状态A 时的温度为17 C ，T A =(273+17）K=290 K ，由理想气体状态方程得
=A A A A A A
p V p V T T 气体在状态 B 时的温度
T B =1160K
A 项错误；
B ．气体由状态B 到状态
C 做等容变化，根据查理定律得
C B B C
p p T T = 解得
T c =580K
B 项正确；
C ．气体由状态B 到状态C 不对外做功，但温度降低，内能减小，C 项正确；
D ．根据热力学第一定律U W Q ∆=+可知气体向外界放出热量，D 项错误。

故选BC 。

8．ACD
【解析】
【详解】
A ．A 球由静止下摆至最低点过程中机械能守恒有
()211cos602
A mgL mv -︒= 解得
A v =
选项A 正确；
B ．两球碰撞过程中系统动量守恒有
A A
B mv mv mv '=+
碰撞前后系统动能相等，即
222111222
A A
B mv mv mv '=+
结合①式解得
B v =
选项B 错误；
C ．碰前瞬间，A 球的角速度为
A A v L
ω= 碰后瞬间，B 球的角速度
2
B
B v L ω=
结合①②式得
12
A B ωω= 选项C 正确；
D ．在最低点对两球应用牛顿第二定律得
2A A v F mg m L
-= 22
B B v F mg m L -=
结合①②式得
23
A B F F = 选项D 正确；
故选ACD.
9．ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A. 过程①中，气体温度不变，压强减小，则气体体积不断增大，选项A 正确；
BC. 过程②中，气体体积不变，温度降低，内能减小，则气体向外界放出热量，此过程不是绝热过程，选项BC 错误；
D. 根据pV C T
=可知在a 、d 两个状态6241a d V V =，可知状态a 的体积大于状态d 的体积，选项D 正确；
E. 过程③中，气体压强不变，体积减小，分子数密度增加，温度降低，分子平均速率减小，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加，选项E 正确。

故选ADE 。

10．AD
【解析】
【详解】
由题意知
21012
qU m v = 20011
v qv B m R = 解得
11R B =
同理
2R =设左右最大发射角均为θ时，粒子2m 光斑的右边缘恰好与粒子1m 光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为2m 半圆轨迹和向左发散θ角轨迹，实线为1m 半圆轨迹和向左发散θ轨迹），则
212cos 2R R θ=
联立解得
cos θ=此时两种粒子光斑总宽度为
2122cos x R R θ∆=-
解得
(
)212m m x B -∆=
故选AD 。

11．ACE
【解析】
【详解】
A.由p T -图象可知，A B →过程压强不变，温度升高，内能增加，由pV C T =可知，气体体积增大，对外做功，由U Q W ∆=+知，气体吸热，故A 正确；
B.B C →恒温过程，气体分子平均动能不变，故B 错误；
C.B C →过程，0U ∆=，压强p 减小，由
pV C T =可知体积V 增加，气体对外做功，因此气体一定吸热，故C 正确；
D.C D →过程，压强p 恒定，T 减小，U 减小，由pV C T
=可知体积V 减小，则外界对气体做功，由U Q W ∆=+可知，气体放热，故D 错误；
E.BD 延长线通过原点，体积相等，即D B V V =，A B →过程B A V V >，B C →过程C B V V >，综上分析可知C B D A V V V V >=>，状态A 气体体积最小，故E 正确。

故选：ACE 。

12．BD
【解析】
【详解】
A ．受力分析如图所示：
物块在B 点时，有：F N -mgcos θ=m 2
v R
，因此物块在点受到轨道的支持力大于mgcos θ。

故A 不符合题意。

B ．在B 点沿切向加速度为零，即在B 点受到轨道摩擦力的大小等于mgsin θ。

故B 符合题意。

C ．在B 点，μF N =mgsin θ，则μ=sin sin cos N mg mg F mg θθθ
<=tan θ。

故C 不符合题意。

D ．由于轨道对物块的作用力F 和重力mg 的合力大小恒定，方向始终指向圆心，根据力的合成及动态分析可知，随着物块向下运动轨道对物块的作用力逐渐增大。

故D 符合题意。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．AC 1.23（1.21~1.25） 0.24（0.23~0.25）
【解析】
【详解】
(1)[1]AB ．若是纸带甲端与小车相连，由图乙可知，小车做加速运动，说明平衡摩擦过度，则应保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可，故A 正确，B 错误；
CD ．若是纸带乙端与小车相连，由图乙可知，小车做减速运动，说明平衡摩擦不够，则应保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可，故C 正确，D 错误。

故选AC ；
(2)[2]由图可知，AC 距离为
(2.23 1.00)cm 1.23cm AC x =-=
由于读数误差，1.21cm~1.25cm ，均正确；
[3]由图可知，AB 距离为
(1.50 1.00)cm 0.50cm AB x =-=
BC 距离为
(2.23 1.50)cm 0.73cm BC x =-=
CD 距离为
(3.20 2.23)cm 0.97cm CD x =-=
DE 距离为
(4.40 3.20)cm 1.20cm DE x =-=
由逐差法可知加速度为
220.24m/s 4DE DC CB BA x x x x a T
+--=≈ 由于误差0.23m/s 2~0.25m/s 2均正确。

14．（1）1.060； （2）BC ； （3）B ．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）主尺的刻度：1 cm ，游标卡尺上的第12个刻度与主尺的刻度对齐，读数是：0.05×12 mm ＝0.60 mm ，总读数：10 mm ＋0.60 mm ＝10.60 mm ＝1.060 cm.
（2）实验的原理：根据遮光条的宽度与物块通过光电门的时间即可求得物块的速度：v=d t B 到C 的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：－μmgs ＝0－12
mv 2 联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式2
2=2d gst
μ 还需要测量的物理量是：光电门到C 点的距离s 与遮光条通过光电门的时间t ，故BC 正确，AD 错误． （3）由动摩擦因数的表达式可知，μ与t 2和s 的乘积成反比，所以
21t 与s 的图线是过原点的直线，应该建立的坐标系为：纵坐标用物理量
2
1t ，横坐标用物理量s ，即B 正确，ACD 错误． 【点睛】
本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．要先确定实验的原理，然后依据实验的原理解答即可；游标卡尺的读数时先读出主尺的刻度，然后看游标尺上的哪一个刻度与主尺的刻度对齐，最后读出总读数；
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)30°；(2)见解析。

【解析】
【分析】
【详解】
(1) 由题意知，在A 点入射角i=45°。

设折射角为r ，由折射定律得 sin sin i n r
= 解得
30r =︒
(2) 设E 点为折射光线的出射点，由几何关系得
2cos303AE R R ︒==
过E 点做水平面的垂线，垂足为F ；过E 点做水平线，与AB 的交点为C ，由几何关系得
2cos302
R EF CB R AE ︒==-= 设光线在E 点的入射角为i 1，折射角为r 1，由几何关系得
11
sin sin r n i = 解得
145r =︒
设从玻璃球折射出的光线与水平面的交点为G ，由几何关系得
()
sin30tan 6045BG BF FG CE FG AE EF ︒︒︒=+=+=+-
解得
BG=R
经过圆心O 的光线沿直线传播，由几何关系得可知 tan 45BD R R ︒==
可知
BG=BD
所以，过A 点的光线从玻璃球射出后，跟水平面的交点在D 点。

16．（1） 14J ；（2）0.1m ；（3）0.75m 1.5m L <…。

【解析】
【详解】
（1）设物块P 离开弹簧时的速度为0v ，在物块与弹簧相互作用过程中，由机械能守恒定律
02p 112
E m v =① 物块在传送带上运动过程中，由动能定理有
22101101122
m gL m v m v μ-=-② 联立①②代入数据可得
14J P E =
（2）当物块运动到小车的最高点时，对于P 与小车构成的系统动量守恒，则
()1121m v m m v =+③
由能量守恒定律有
()22112111111122
m v m m v m gH m gL μ=+++④ 联立③④代入数据可得
0.1m H =
（3）设当小车水平面长度为2L 时，物块到达小车水平右端时与小车有共同速度1v ，则 ()2211211121122m v m m v m gL μ=++⑤ 联立③⑤代入数据可得
2 1.5m L =
设当小车水平长度为3L 时，物块到达小车水平左端时与小车有共同速度1v ，则
()22112111311222
m v m m v m gL μ=++⑥ 联立③⑥代入数据可得
30.75m L =
要使物块P 既可以冲上圆弧乂不会从小车上掉下宋，小车水平长度的取值范围：
0.75m 1.5m L <…
17． (i)
2 (ii) 31a - 【解析】
【分析】
正确画出光路图，根据几何关系找到入射角和折射角求出折射率，再根据全反射的条件求解从O 点折射到AC 边上的光线射出的宽度
【详解】
(i)设光线进入棱镜是的折射角为r ，如图1所示，
由几何关系可知30r =o
根据折射定律可求得sin 2sin i n r
== (ⅱ)设光线进入棱镜在AC 面发生全发射时的临界角为C ，1sin C n
=
解得：45C =o 如图2所示，当0r =o 时，关系进入棱镜在AC 面的入射点计为P ，随着入射角的增大，光线在AC 面的入射点由移，入射角增大，入射角等于C 时发生全发射，此时入射点计为Q ，所以在AC 面上PQ 之间有光线射出．
由几何关系知2a OP = ，作OD 垂直AC ，则sin 604
OD OP a ==o 1cos604
DP OP a ==o
tan 454
OD DQ a ==o
所以AC 边三有光线射出的宽度PQ DQ DP =-=
故本题答案是：(i)
(ii) 【点睛】 对于光路图的题目来说，最主要的是正确画出光路图，在借助几何关系求解．。