福建省泉州市达标名校2019年高考一月适应性考试物理试题含解析

福建省泉州市达标名校2019年高考一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．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量．让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔s无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．则下列判断正确的是()
A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
C．在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚
D．a、b、C三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚
2．一匀强电场的方向竖直向下t=0时刻，一带正电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图像是
A．B．C．D．
3．肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力F，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。

其中导弹飞行姿势可能正确的是（）
A．B．C．D．
4．利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。

信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（）
A．频率为100Hz.
B．电压有效值为50V
C．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作
D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J
5．如图所示，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l，在两导线中通有方向垂直于纸面向里的电流．在纸面内与两导线距离均为l的a点，每根通电直线产生的磁场磁感应强度大小均为B．若在a点平行于P、Q放入一段长为L的通电直导线，其电流大小为I，方向垂直纸面向外，则关于它受到的安培力说法正确的是
A．大小等于BIL，方向水平向左
B．大小等于BIL，方向水平向右
C．大小等于3BIL，方向竖直向下
D．大小等于3BIL，方向竖直向上
6．如图所示，斜面置于粗糙水平地面上，在斜面的顶角处，固定一个小的定滑轮，质量分别为m1、m2的物块，用细线相连跨过定滑轮，m1搁置在斜面上．下述正确的是（）
A．如果m1、m2均静止，则地面对斜面没有摩擦力
B．如果m1沿斜面向下匀速运动，则地面对斜面有向右的摩擦力
C．如果m1沿斜面向上加速运动，则地面对斜面有向左的摩擦力
D．如果m1沿斜面向下加速运动，则地面对斜面有向右的摩擦力
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．如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4 m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强
度B＝2
T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10π rad/s的角速度匀速转动.则以下说法正
确的是()
A．线圈产生的是正弦交流电
B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 V
C．线圈转动1
60
s时瞬时感应电动势为403V
D．线圈产生的感应电动势的有效值为40 V
8．如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，O1、O2分别为两细环的圆心，且O1O2 =2r，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q(Q>0)。

一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处，现给粒子一向左的初速度，使其沿轴线运动，穿过两环后运动至左侧远处。

在粒子运动的过程中
A．从O1到O2，粒子一直做减速运动
B．粒子经过O1点时电势能最小
C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最大
D．粒子从右向左运动的整个过程中，电势能先减小后增加
9．如图（甲）所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下。

质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v－t图像如图（乙）所示，其余电阻不计、则（）
A．t=0时刻，外力F水平向右，大小为0.7N
B．3s内，流过R的电荷量为3.6C
C．从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压为1.6V
D．在0~3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式是F=0.1+0.1t（N）
10．下列说法正确的是
A．声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快
B．受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度
D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢
E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象
11．荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划．登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法正确的是
A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ
B．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
12．如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是
A．B．C．D．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度。

实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。

实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。

(1)使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示，则小球直径为_________cm。

(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式h=________。

(3)根据实验数据作出h
t
t
图象如上图丙所示，若图中直线斜率的绝对值为k，根据图象得出重力加速度g
大小为________。

14．某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：
A、用游标卡尺测量并记录小球直径d
B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l
C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ
D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt
E、改变小球释放位置重复C、D多次
F、分析数据，验证机械能守恒定律
请回答下列问题：
(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=________mm
(2)实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度
θ10°20°30°40°50°60°
cosθ0.98 0.94 0.87 0.77 0.64 0.50
Δt/ms18.0 9.0 6.0 4.6 3.7 3.1
v/ms-10.54 1.09 ①_____ 2.13 2.65 3.16
v 2/m2s-20.30 1.19 ②_______ 4.54 7.02 9.99
(3)某同学为了作出v 2- cosθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v 2- cosθ图像（______）
(4)实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=____m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s2。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．某空间存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，如图所示．一质量为m，带电量为+q的粒子，从P点以水平速度v0射入电场中，然后从M点沿半径射入磁场，从N点射出磁场．已知，带电粒子从M点射入磁场时，速度与竖直方向成30°角，弧MN是圆周长的1/3，粒子重力不计．求：
（1）电场强度E的大小．
（2）圆形磁场区域的半径R．
（3）带电粒子从P点到N点，所经历的时间t．
16．热气球为了便于调节运动状态，需要携带压舱物，某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下
降，热气球的总质量为M，当热气球离地某一高度时，释放质量为1
4
M的压舱物，结果热气球到达地面
时的速度恰好为零，整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度为g ，求:
（1）释放压舱物时气球离地的高度h; （2）热气球与压舱物到达地面的时间差.
17．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m ，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0. 1kg 的金属杆ab ，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=1T 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g 取10m/s 2。

现让金属杆从AB 水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求： （1）金属杆的最大速度
（2）达到最大速度后，某时刻若金属杆ab 到导轨顶端 MP 的距离为h ，为使ab 棒中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B 应怎样随时间t 变化？推导这种情况下B 与t 的关系式。

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．A 【解析】 【详解】 A. 根据qU=
2
12mv 得,v= 2qU
m
氕、氘、氚，故A 正确；
B. 根据动能定理可知E k =qU ，故动能相同，故B 错误；
C. 时间为t=2T m
qB π=，故在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氚氘氕，故C 错误；
D. 进入偏转磁场有qvB=2
v m R
，
解得：R=
12mv mU qB B q
=，氕比荷最大，轨道半径最小，c 对应的是氕，氚比荷最小，则轨道半径最大，a 对应的是氚，故D 错误 故选A 【点睛】
根据qU=212mv 求出粒子进入偏转磁场的速度，知道三种粒子进入磁场的速度大小关系，再根据qvB=2
v m
R
求出R 与什么因素有关，从而得出a 、b 、c 三条“质谱线”的排列顺序． 2．D 【解析】 【分析】
本题考查带电粒子在电场中的运动问题。

【详解】
ABCD.粒子带正电，运动轨迹如图所示，
水平方向，粒子不受力，v x =v 0，沿电场方向：
F qE =电
则加速度
F qE
a m m
=
=
电 经时间t ，粒子沿电场方向的速度
y qEt
v at m
==
电场力做功的功率
2
y qEt qE t
P F v qE kt t m m
====∝g 电（）
故D 正确ABC 错误。

故选D 。

3．B
【详解】
A ．A 图中导弹向后喷气，产生沿虚线向右的作用力，重力竖直向下，则合力方向向右下方，不可能沿虚线方向，故导弹不可能沿虚线方向做直线运动，故A 不符合题意；
B ．B 图中导弹向后喷气，产生斜向右上方的作用力，重力竖直向下，则合力方向有可能沿虚线方向，故导弹可能沿虚线方向做直线运动，故B 符合题意；
C ．C 图中导弹向后喷气，产生斜向右下方的作用力，重力竖直向下，则合力方向不可能沿虚线方向，故导弹不可能沿虚线方向做直线运动，故C 不符合题意；
D ．D 图中导弹做曲线运动，导弹向后喷气，产生斜向右上方的作用力，重力竖直向下，此时则合力方向不可能沿虚线凹侧，故导弹不可能沿虚线方向做曲线运动，故D 不符合题意。

故选B 。

4．B 【解析】 【详解】
A ．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s ，故频率为
1
f T
=
=50Hz 故A 错误；
B ．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量
2
2
0.010.02U U R R
⨯=⨯有 其中的
U =
= 故电压有效值为U 有=50V ，故B 正确；
C ．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V ，而R 两端电压的瞬时值最大为100V ，故电容不能正常工作，故C 错误；
D ．电阻R 产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min 内产生的热量为
241.510J U Q t R
=
=⨯有
故D 错误。

故选B 。

5．D
a 点所在通电直导线的受力分析如图所示：
由题意得：P Q F F BIL ==，30θ=o ，安培力合力为3
2cos3023P F F BIL BIL ==⨯=o ，方向竖直
向上，故D 正确，ABC 错误． 6．A 【解析】 【分析】 【详解】
如果m 1、m 2均静止或m 1沿斜面向下匀速运动，以m 1、m 2和斜面组成的整体为研究对象，整体的为合力都为零，其受力情况如图1，由平衡条件得知，地面对斜面没有摩擦力．故A 正确，B 错误．
如果m 1沿斜面向上加速运动，将m 1的加速度分解为水平和竖直两个方向如图2，根据牛顿第二定律可知，整体有水平向右分加速度，则地面对斜面有向右的摩檫力．故C 错误．与C 项同理可知，如果m 1沿斜面向下加速运动，其加速度沿斜面向下，整体有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对斜面有向左的摩檫力．故D 错误． 故选A.
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．BD
【解析】
【详解】
A ．线圈在有界磁场中将产生正弦半波脉动电流，故A 错误；
B ．电动势最大值E=nBSω=80V ，故B 正确；
C ．线圈转动160
s 、转过角度6π，瞬时感应电动势为e= nBSωsin 6π=40V ，C 项错误； D ．在一个周期时间内，只有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有22?()
2T U R RT R =，可得电动势有效值U=
2
m U =40V ，故D 正确； 8．AC
【解析】
【详解】 A ．+Q 圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为0，只有水平分量相加，所以+Q 圆环在水平线上的场强方向与水平线平行，同理Q -圆环在水平线上的场强方向与水平线平行；根据场强的叠加，带负电粒子从1O 到2O 过程中，受到的电场力合力方向始终水平向右，与粒子运动方向相反，所以粒子做减速运动，A 正确；
BC ．+Q 圆环在水平线上1O 处场强为0，在向右无穷远处场强为0，同理Q -圆环在水平线上的场强分布也如此，根据场强的叠加说明在1O 右侧和2O 左侧必定存在场强为0的位置，所以粒子从右侧远处运动到1O 过程中，合场强先水平向左减小，带负电粒子所受电场力水平向右减小，电场力做正功，电势能减小，粒子做加速运动，在1O 右侧某位置合场强为0，粒子速度达到最大，动能最大；继续向左运动，合场强水平向右且增大，粒子所受电场力水平向左，电场力做负功，电势能增大，粒子做减速运动至1O ，B 错误，C 正确；
D ．粒子穿过2O 后，对比上述分析可知，粒子所受电场力先水平向右，后水平向左，所以电势能先减小，后增大，综合BC 选项分析，D 错误。

故选AC 。

9．CD
【解析】
【详解】
A ．根据v －t 图象可以知道金属杆做匀减速直线运动，加速度为
2062m/s 3
v a t ∆-===-∆ 当t=0时刻，设向右为正方向，根据牛顿第二定律有
F BIL ma -=
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
0BLv E I r R r R
==++ 联立以上各式代入数据可得0.1N F =-，负号表示方向水平向左，故A 错误；
B ．根据
E t
∆Φ=
∆ q E I t R r ==∆+ 联立可得
B S q R r R r
∆Φ∆==++ 又因为v －t 图象与坐标轴围成的面积表示通过的位移，所以有
163m 9m 2
S ∆=⨯⨯= 故代入数据可解得
q=0.9C
故B 错误；
C ．设杆运动了5m 时速度为v 1，则有
221012v v as -=
此时金属杆产生的感应电动势
11E BLv =
回路中产生的电流
11E I R r
=+ 电阻R 两端的电压
1U I R =
联立以上几式结合A 选项分析可得 1.6V U =，故C 正确；
D ．由A 选项分析可知t=0时刻外力F 的方向与v 0反向，由牛顿第二定律有
()F BIL ma -+=
设在t 时刻金属杆的速度为v ，杆的电动势为E ，回路电流为I ，则有
0v v at =+
E BLv =
E I R r
=+ 联立以上几式可得
()0.10.1F t =-+N
负号表示方向水平向左，即大小关系为
0.10.1F t =+N
故D 正确。

故选CD 。

10．BDE
【解析】
【详解】
A ．声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A 错误；
B ．在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B 正确；
C ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故C 错误；
D ．字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D 正确；
E ．障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E 正确。

故选BDE 。

11．AD
【解析】
【详解】
A ．根据开普勒第三定律3
2a k T
=，可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期T Ⅲ＞T Ⅱ＞T Ⅰ。

故A 正确。

BC ．飞船在P 点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P 点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ的机械能。

故BC 错误。

D ．据万有引力提供圆周运动向心力22Mm G mR R ω=，火星的密度为：343
M R ρπ=。

联立解得火星的密度： 2
34G
ωρπ= 故D 正确。

12．AC
【解析】
【详解】
ab 棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd 受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC 正确，BD 错误．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．1.170 212
gt vt -
+ 2k 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]主尺读数为1.1cm ，游标尺读数为0.05×14mm=0.70mm=0.070cm ，所以最终读数为
1.1cm+0.070cm=1.170cm ；
(2)[2]小球经过光电门2的速度为v ，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间 'v t g
= 所以从开始释放到经过光电门1的时间
'''v t t t t g
=-=- 所以经过光电门1的速度v
v gt v gt '="=-
根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离
'2122
v v h t vt gt +==- (3)[3]由公式212
h gt =得 12
h v gt t =- 若h t t
-图线斜率的绝对值为k ，则 12
k g = 所以重力加速度大小
2g k =
14．9.80 1.63 2.66 1.0
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm ，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm ，所以最终读数为：9mm+0.80mm=9.80mm ；
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门时的速度为：
339.8010m/s 1.63m/s 6.010d v t --⨯===∆⨯ [3]则有：
2222.66m /s v =
(3)[4]先根据记录表中的数据进行了描点，作出2 cos θv -图像如图：
(4)[5]由2 cos θv -图像可得图像斜率的绝对值为：
100201.00.5
k -==- 要验证机械能守恒定律，必须满足： 21(cos θ)2mg l l mv -=
化简整理可得：
222cos θv gl gl =-
则有：
220gl k ==
解得：
1.0m
l=
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）
2
3
2
mv
qh
．（2
）0
23mv
．（3）
23
33
h m
v qB
π
+
【解析】
（1）在电场中，粒子经过M点时的速度大小v=0
sin30
v
o
=2v0
竖直分速度v y=v0cot30°=3v0
由
2
2
y
v
h
a
=，a=
qE
m
得
E=
2
3
2
mv
qh
（2）粒子进入磁场后由洛伦兹力充当向心力做匀速圆周运动，设轨迹半径为r．由牛顿第二定律得：qvB=m
2
v
r
，0
2mv
mv
r
qB qB
==
根据几何关系得：R=rtan30°=0
23
3
mv
qB
（3）在电场中，由h=
1
2
y
v
t得t1=
23
3
h
v
；
在磁场中，运动时间2
112
663
m m
t T
qB qB
ππ
==⨯=
故带电粒子从P点到N点，所经历的时间t=t1+t2
23
3
h m
qB
π
+．
16．（1）
2
3
2
v
g
（2）
2v
g
【解析】
【详解】
(1)由题意知F浮=Mg
释放压舱物后：1144浮⎛
⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭F M M g M M a 即热气球向下做匀减运动的加速度大小为：
13
a g = 由于热气球到地面时的速度刚好为零，则
22
322==v v h a g
(2)设压舱物落地所用时间为t 1，根据运动学公式有：21112
=+
h vt gt 解得： 1v t g
= 设热气球匀减速到地面所用时间为t 2 ，则212=
h vt 解得：
23=v t g
因此两者到达地面所用时间差为：
212-=v t t g
17．（1）4m/s ；（2）254h B t t h '=
++ 【解析】
【详解】
（1）设金属杆的最大速度为v m ，此时安培力与重力平衡，即：
BIL=mg……①；
又由：
m E BLv =……②；
E I R r
=+……③； 代入数据，联立①②③解得：
4m/s m v =……④；
（2）要使ab 棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，在该时刻，穿过线圈平面的磁通量：
1BLh φ=，
设t 时刻的磁感应强度为B '，此时磁通量为： 221()2
m B L h v t gt φ++'=，
由12φφ=得： 254h B t t h
'=++。