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2019屆高三上半年期末考試物理試卷帶參考答案和解析(天津市和平區)

下列說法正确的是( )
A. 原子核發生衰變時要遵守電荷守恒和質量守恒的規律
B. 射線、射線、射線都是高速運動的帶電粒子流
C. 氫原子從激發态向基态躍遷隻能輻射特定頻率的光子
D. 發生光電效應時光電子的動能隻與入射光的強度有關

【答案】C
【解析】
試題原子核發生衰變時,電荷守恒,但會有質量虧損,遵循的是愛因斯坦的質能方程而非質量守恒規律,故A錯誤;射線和射線分别是帶正電的氦核流和帶負電的電子流,而射線不帶電,故B錯誤;根據玻爾氫原子模型的相關理論,電子軌道和能量都是量子化的,而在“躍遷”過程中要遵循,故隻能輻射特定頻率的光子,故C正确;由光電效應的方程可知,光電子的動能由入射光頻率決定,故D錯誤。

如圖是 a、b 兩光分别經過同一雙縫幹涉裝置後在屏上形成的幹涉圖樣,則

A. 從同種介質射入真空發生全反射是 b 光臨界角大
B. 在同種均勻介質中,a 光的傳播速度比 b 光的大
C. 照射在同一金屬闆上發生光電效應時,a 光的飽和電流大
D. 若兩光均由氫原子能級躍遷發生,産生 a 光的能級能量差小

【答案】A
【解析】
根據圖象比較幹涉條紋間距大小,再根據△x=λ判斷波長,從而判斷頻率大小,頻率大的折射率大,根據n=c/v判斷傳播速度,根據sinC=1/n判斷發生全反射時臨界角大小,光電效應時飽和電流與入射光的強度有關,a光的頻率大,則能量大.
由圖可知a光的幹涉條紋間距小于b光,根據△x=λ可知,a的波長小于b光,則a光的頻率大于b光,a的折射率大于b光,根據sinC=1/n可知,同種介質射入真空發生全反射時b光臨界角大,故A正确;根據n=c/v可知,在同種介質中傳播時a光的傳播速度比b光的小,故B錯誤;光電效應時飽和電流與入射光的強度有關,所以無法判斷飽和電流的大小,故C錯誤;因a光的頻率大,故若兩光均由氫原子能級躍遷産生,則産生a光的能級差大,故D錯誤。故選A。

如圖所示,某運動員先雙手撐住吊環,然後身體下移,雙臂緩慢張開到如圖所示位置,則在兩手之間的距離增大的過程中,吊環的兩根繩的拉力 FT(兩個拉力大小相等)及它們的合力F的大小變化情況為

A. FT減小,F 減小 B. FT增大,F 增大
C. FT增大,F 不變 D. FT 減小,F 增大

【答案】C
【解析】
三力平衡時,任意兩個力的合力與第三個力等值、反向、共線;将一個力分解為兩個相等的分力,夾角越大,分力越大,夾角越小,分力越小.
對運動員受力分析,受到重力、兩個拉力,如圖:

由于兩個拉力的合力F不變,且夾角變大,故兩個拉力FT不斷變大;根據平衡條件可知,運動員受到的重力與拉力的合力平衡,故它們的合力F的大小不變。故C正确,ABD錯誤。故選C。

宇宙中有兩顆相距無限遠的恒星s1、s2,半徑均為R0.下圖分别是兩顆恒星周圍行星的公轉周期T2與公轉半徑r3的圖像,則

A. 恒星s1的質量大于恒星s2的質量
B. 恒星s1的密度小于恒星s2的密度
C. 恒星s1的第一宇宙速度大于恒星s2的第一宇宙速度
D. 距兩恒星表面高度相同的行星,s1的行星向心加速度較大

【答案】B
【解析】A、由題圖可知,當繞恒星運動的行星的環繞半徑相等時,S1運動的周期比較大,根據公式: ,所以: ,周期越大則質量越小.所以恒星S1的質量小于恒星S2的質量.故A錯誤;B、兩顆恒星的半徑相等,則根據M=ρV,半徑R0相等則它們的體積相等,所以質量大S2的密度大.故B正确.C、根據萬有引力提供向心力,則: ,所以: ,由于恒星S1的質量小于恒星S2的質量,所以恒星S1的第一宇宙速度小于恒星S2的第一宇宙速度.故C錯誤.D、距兩恒星表面高度相同的行星,如圖當它們的軌道半徑相等時,S1的周期大于恒星S2的周期,它們的向心加速度a: ,所以S1的行星向心加速度較小.故D錯誤.故選B.

在滑冰場上,甲、乙兩小孩分别坐在滑冰闆上,原來靜止不動,在相互猛推一下後分别向相反方向運動.假定兩闆與冰面間的動摩擦因數相同.已知甲在冰上滑行的距離比乙遠,這是由于( )
A. 在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力
B. 在推的過程中,甲推乙的時間小于乙推甲的時間
C. 在剛分開時,甲的初速度大于乙的初速度
D. 在分開後,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

【答案】C
【解析】試題分析:A、在推的過程中,甲推乙的力和乙推甲的力是一對作用力和反作用力,根據牛頓第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向相反.故A錯誤.
B、作用力與反作用力具有等時性.故B錯誤.
C、分開後,兩人受到的合力都是摩擦力,根據牛頓第二定律,a=;所以甲乙的加速度大小相等,由運動學公式﹣2μgx=0﹣v2知,剛分開時,甲的初速度大于乙的初速度.故C正确,D錯誤.
故選C.

如圖所示,圖中以點電荷 Q 為圓心的虛線同心圓是該點電荷電場中球形等勢面的橫截面圖.一個帶電的粒子經過該電場,它的運動軌迹如圖中實線所示,P、M、N、O、F 都是軌迹上的點.不計帶電粒子受到的重力,由此可以判斷

A. 此粒子和點電荷 Q 帶同種電荷
B. 此粒子在 M 點的動能小于在 F 點的動能
C. 粒子在 F 點的電勢能小于在 N 點的電勢能
D. 帶電粒子從 P 運動到 N 的過程中,電勢能逐漸增大

【答案】B
【解析】
電荷做曲線運動,受到的合力指向軌迹的内側,根據軌迹彎曲方向判斷出粒子與固定在O點的電荷是異種電荷,它們之間存在引力,根據功能關系分析動能和電勢能的變化情況;根據庫侖定律判斷靜電力的大小,确定加速度的大小.
根據軌迹彎曲方向判斷出,粒子在M、N間運動過程中,電荷一直受靜電引力作用,此粒子和點電荷帶不同的電荷。故A錯誤;粒子從M到N,電場力做正功,故M點的動能小于N點的動能;N點與F點在同一個等勢面上,所以粒子在 F 點的電勢能等于在 N 點的電勢能,粒子在F點的動能等于在N點的動能,所以粒子在M點的動能小于在F點的動能。故B正确,C錯誤;帶電粒子從 P 運動到 N 的過程中,電場力做正功,電勢能逐漸減小,選項D錯誤;故選B.

如圖所示,導體棒 MN 垂直于導軌靜止在水平面上,整個裝置處于勻強磁場中,磁場方向與 MN 垂直并與導軌平面成 θ 角斜向上方,閉合開關,緩慢轉動磁場使 θ 角逐漸增大至 90°,其餘不變,導體棒始終靜止,忽略電磁感應現象的影響,在此過程中

A. 導體棒受安培力方向水平向右
B. 導體棒所受安培力大小不變
C. 導軌對導體棒支持力不變
D. 導體棒受到摩擦力大小不變

【答案】B
【解析】
根據左手定則可知安培力的方向;對導體棒受力分析,根據水平和豎直方向的平衡方程讨論支持力和摩擦力的變化.
根據左手定則可知,導體棒受安培力方向垂直于B指向右下方,選項A錯誤;根據F安=BIL可知,導體棒所受安培力大小不變,選項B正确;對導體棒,水平方向:F安sinθ=f;豎直方向:N=mg+F安cosθ,則當緩慢轉動磁場使 θ 角逐漸增大至 90°時,導體棒受到摩擦力變大;導軌對導體棒支持力減小,選項CD錯誤;故選B.

在如圖電路中,電源電動勢為 E,内阻為r,當變阻器 R3 的滑動頭 P 向 b 端移動時,下列判斷正确的是

A. 電壓表示數變小 B. 電流表示數變大
C. 流過電阻 R1 的電流不變 D. 電阻 R2 的功率變大

【答案】AB
【解析】
先分析變阻器接入電路的電阻的變化,确定外電路總電阻的變化,即可判斷電壓表示數的變化和總電流的變化,根據串聯電路分壓特點判斷并聯部分電壓的變化,判斷出R2中電流的變化,從而判斷出電流表示數的變化.
當變阻器R3的滑動頭P向b端移動時,R3↓,外電路總電阻R總↓,路端電壓減小,總電流I總↑,則電壓表示數變小,通過電阻R1的電流IR1↑。根據串聯電路分壓規律可知,并聯部分的電壓U并↓,通過電阻R2的電流IR2↑.因為I總=IA+IR2,所以電流表示數IA變大。由于電阻R2的電流IR2↑,則電阻R2的功率變小。故AB正确,CD錯誤。故選AB。

蹦床運到受到越來越多人的喜愛,這一運動可從物理學視角對其運動特點進行分析。忽略空氣阻力,下面說法正确的是

A. 運動員下落到剛接觸蹦床時,速度最大
B. 在下落過程中,重力對運動員所做的功等于其重力勢能的減小量
C. 從剛接觸蹦床到運動至最低點的過程中,運動員的加速度先減小後增大
D. 運動到最低點時,床對運動員的作用力大于運動員對床的作用力

【答案】BC
【解析】
運動員下落過程接觸蹦床前是自由落體運動,從接觸蹦床到最低點過程,蹦床形變量逐漸變大,彈力逐漸增加;當彈力小于重力時,合力向下,加速度向下,運動員向下加速;當彈力大于重力時,合力向上,加速度向上,運動員向下減速.
動員下落過程接觸蹦床前是自由落體運動,從接觸蹦床到最低點過程,蹦床形變量逐漸變大,運動員受到的彈力逐漸增加,故合力先向下後向上,故運動員先加速後減速,故當彈力與重力平衡時,速度最大,故A錯誤;據功能關系,重力對運動員所做的功等于其重力勢能的減小,故B正确;從剛接觸蹦床到運動至最低點的過程中,蹦床形變量逐漸變大,運動員受到的彈力逐漸增加,故合力先向下減小後反向增加,故運動員的加速度先減小後增大,故C正确;床對運動員的作用力與運動員對床的作用力是相互作用力,總是等值、反向、共線,故D錯誤;故選BC。

圓形區域内有如圖所示的勻強磁場.一束相同比荷的帶電粒子對準圓心 O射入,分别從 a、b 兩點射出,則從 b 點射出的粒子

A. 速率較小
B. 偏轉角較小
C. 運動半徑較小
D. 在磁場中的運動時間較短

【答案】BD
【解析】
質量和電荷量都相同的帶電粒子,以不同的速率垂直進入勻強磁場中,則運動半徑不同,導緻運動軌迹也不同.因此運動軌迹對應的半徑越大,則粒子的速率也越大.而運動周期它們均一樣,但運動時間卻由圓弧對應的圓心角決定.
由洛倫茲力提供向心力,結合幾何運動徑迹可知,從b點射出的粒子運動半徑較大,由,結合荷質比相同,可得從b點射出的粒子速率較大,故AC錯誤;

由圖可以看出a粒子偏轉角較大,b粒子偏轉角較小,故B正确;由運動周期公式得,,由于荷質比相同,周期與速率無關,粒子運動的時間:t=•T可知運動的時間,僅由軌迹所對的圓心角決定,故b點射出的粒子運動時間較短,故D正确;故選BD。

如圖所示,平行闆電容器的兩個極闆與水平地面成一角度,兩極闆與一直流電源相連.若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器,則在此過程中,該粒子

A. 所受重力與電場力合力為零 B. 機械能保持不變
C. 電勢能和動能的總和保持不變 D. 做勻變速直線運動

【答案】CD
【解析】
帶電粒子在場中受到電場力與重力,根據粒子的運動軌迹,結合運動的分析,可知電場力垂直極闆向上,從而可确定粒子的運動的性質,及根據電場力做功來确定電勢能如何變化.
根據題意可知,粒子做直線運動,則電場力與重力的合力與速度方向同向,粒子做勻加速直線運動,合力不為零,因此A錯誤,D正确;由上述分析可知,電場力做正功,機械能增加,故B錯誤;由于隻有電場力做功,可知粒子的電勢能和動能的總和保持不變,故C正确;故選CD。

如圖,在傾角 θ=45°的斜面底端的正上方某一高處以 v0 =6m/s 的初速度水平抛出一質量為 0.1kg 的物體.空氣阻力不計,該物體落在斜面上時的速度方向恰好與斜面垂直,則小球在空中飛行時間為___s,小球與斜面相碰時重力的瞬時功率為_____W.(取 g=10m/s 2 )

【答案】0.6 6
【解析】
小球垂直撞在斜面上,速度與斜面垂直,将該速度進行分解,根據水平分速度和角度關系求出豎直分速度,再根據vy=gt求出小球在空中的飛行時間.根據P=mgvy求解小球與斜面相碰時重力的瞬時功率.
設飛行的時間為t,因為是垂直撞上斜面,斜面與水平面之間的夾角為45°,所以有:v0=vy,代入數據解得:vy=6m/s,所以時間t為:;重力的瞬時功率為:P=mgvy=0.1×10×6W=6W

質量為 m 的小球 A 以速率 v0 向右運動時跟靜止的小球 B 發生碰撞,碰後 A 球以的速率反向彈回,而 B 球以的速率向右運動,則 B的質量 mB =_________ ;碰撞過程中,B對A做功為_________.

【答案】【答題空1】13m
【解析】
以A、B兩球組成的系統為研究對象,在碰撞過程中,系統動量守恒,由動量守恒定律可以求出B球的質量;由動能定理可以求出B對A所做的功.
以A、B組成的系統為研究對象,以A球的初速度方向為正方向,
由動量守恒定律得:mAv0=mA(-)+mB
解得mB=3m;
以A為研究對象,由動能定理得:
符号表示B對A做負功;

半徑為 r、電阻為R的N匝圓形線圈在邊長為 L的正方形區域 abcd 外,勻強磁場充滿并垂直穿過該正方形區域,如圖甲所示.磁場随時間的變化規律如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分别為 t0 和B0.則圓形線圈中産生的感應電動勢E = ________V,0 至 t0 時間内通過的電荷量 q=_________.

【答案】
【解析】
本題是線圈的面積不變,磁場在變化,磁通量的變化率,再根據法拉第電磁感應定律求出感應電動勢,由歐姆定律求出感應電流,再根據q=It0,從而求解.
磁通量的變化率為:
根據法拉第電磁感應定律得線圈中的感應電動勢為:
再根據閉合電路歐姆定律得感應電流為:
電量為:q=It0=

小明同學采用如圖 1 所示的裝置進行“驗證機械能守恒定律”實驗.圖 1是即将啟動打點計時器時的場景,圖 2 是備選的測量器材

(1)除了圖 1 裝置中的器材之外,還必須從圖 2 中選取實驗器材,其名稱是________ ;
(2)指出圖 1 裝置中不合理的地方 __________(一處);
(3)在實際的測量中,重物減少的重力勢能通常會______ (選填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的動能,這樣産生的誤差屬于 __________(選填“系統誤差”或“偶然誤差”);
(4)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒,在紙帶上選取多個計數點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應計數點的重物速度v,描繪 v 2 ﹣h 圖象,并做如下判斷:若圖象是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒。
請你分析論證該同學的判斷依據是否正确并說明原因___________.

【答案】(1)毫米刻度尺; (2)重錘離打點計時器太遠,為了能在紙帶上打出更多的點,則紙帶應該上提; (3)略大于; 系統誤差; (4)不正确。要想通過v2-h圖象的方法驗證機械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g.
【解析】
(1、2)根據正确解答實驗問題的前提是明确實驗原理,從實驗原理出發進行分析所需實驗器材;(3)在實際的測量中,由于有阻力的作用,使得重物減少的重力勢能通常會略大于增加的動能;(4)如果v2-h圖象為直線,僅表示合力恒定,與機械能是否守恒無關,比如:阻力恒定,合外力一定,加速度一定,v2-h圖象也可能是一條過原點的傾斜的直線。
(1)實驗中紙帶上的點點之間的距離需要測量,故用到毫米刻度尺;
(2)由圖可知,重錘離打點計時器太遠,為了能在紙帶上打出更多的點,則紙帶應該上提;
(3)在實際的測量中,由于有阻力的作用,使得重物減少的重力勢能通常會略大于增加的動能,這樣産生的誤差屬于系統誤差;
(4)該同學的判斷依據不正确。
在重物下落h的過程中,若阻力f恒定,根據mgh-fh=mv2,可得:v2=2(g-)h,則此時v2-h圖象就是過原點的一條直線。所以要想通過v2-h圖象的方法驗證機械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g。

伏安法測電阻,當被測電阻不知估計值時,在連接測量電路時可采用以下試接的方法:電壓表一端連接于電路中C點,另一端分别接電路中a點或b點(圖中用單刀雙擲開關K進行變換),觀察兩電表讀數變化情況,來選擇電流表的接法。設兩表的量程及所接電源都合适。

(1)當K分别接a和接b時,發現電流表讀數比電壓表計數變化明顯,則應采用K接________點的方法(選填“a”或“b”)
(2)用上述接法測出的Rx值比它的真實值_______。(選填“大于”、“等于”或“小于”),用此種方法測量時若已知電流表内阻

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