THUSSAT北京清华华大学中学生标准学术能力诊断性测试详细解析7.docx
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THUSSAT北京清华华大学中学生标准学术能力诊断性测试详细解析7
中学生标准学术能力诊断性测试2019年7月测试物理试卷解析
本试卷共100分,考试时间90分钟。
一、选择题:
本题共10个小题,每小题3分,共30分。
在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目的要求。
1.关于物理学家对物理学发展做出的突出贡献,以下说法中正确的是:
A.伽利略利用猜想加实验的方法正确描述了自由落体运动规律
B.牛顿发现了万有引力定律并用实验首次测定了万有引力常量
C.法拉第经过多年的研究首次发现了电流的磁效应
B.金属板MN之间的P点电势升高
C.带电颗粒Q向下运动
D.电压表V示数的变化量ΔU的绝对值小于电压表V示数的
1
1
2
变化量ΔU的绝对值
2
D.卢瑟福利用α粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子
答案:
A
解析:
伽利略利用猜想加实验的方法正确描述了自由落体运动规律,选项A正确;牛顿发现了万有引力定律,但是万有引力常量是由卡文迪许测出的,选项B错误;是奥斯特首次发现了电流的磁效应,选项C错误;中子是由查得威克发现的,不是由卢瑟福发现的,选项D错误。
B.金属板MN之间的P点电势升高
C.带电颗粒Q向下运动
D.电压表V示数的变化量ΔU的绝对值小于电压表V示数的
1
1
2
变化量ΔU的绝对值
2
2.以下对有关物理概念的理解中正确的是:
7.如右图所示,一质量为m的小球用质量不计的细线悬挂在O点,小
球在水平拉力F的作用下,从细线竖直的最低点开始匀速率拉升至细
线与竖直成θ角,在此过程中小球所受的空气阻力大小保持不变,则
以下判断中正确的是:
A.物体的速度变化大其加速度就大
B.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态
C.骑自行车沿水平圆形轨道转弯时的向心力就是自行车手转动车把的力
D.滑动摩擦力也可以对物体做正功
A.拉力F的功率一定保持不变
B.拉力F的功率一定逐渐增大
答案:
D
解析:
加速度的大小等于是速度的变化率,而物体的速度变化大并不一定其加速度就大,还有时间的限制,选项A错误;受静摩擦力作用的物体不一定处于静止状态,如汽车在水平路面上行驶,它受到摩擦力的作用,但是是运动的,选项B错误;骑自行车沿水平圆形轨道转弯时的向心力应该是指向其弯道圆心的,不是人加在自行车手转动车把的力,选项C错误;滑动摩擦力也可以对物体做正功是正确的。
3.以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是:
C.拉力F做的功等于小球机械能的增量
A.只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象
B.当给放射性材料加热时其衰变进程将加快
D.拉力F做的功等于小球克服空气阻力和重力做功与增加的重力
势能的总和
C.处于第三能级的氢原子跃迁到第二能级时发出的光的频率最高
D.原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子
8.2019年1月3日,嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。
由于月
球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球,导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月
球与嫦娥四号建立联系,为此,我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”,
答案:
D
解析:
产生光电效应现象的条件是入射光的频率要足够大,而不是光的强度足够大,故选项A错误;放射性材料的半衰期与温度无关,不会因为温度的变化而变化,故选项B错误;跃迁时能级差越大,则发出的光的频率最高,而氢原子处于第三能级的氢原子跃迁到第二能级时能级差并水是最大,故选项C错误;原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子,选项D正确。
4.投掷飞镖是同学们非常喜欢的一项健身运动,某同学在一次投掷飞镖的过程中,水平投出的飞镖恰好击中飞镖靶盘中心正下方的一点,如右图所示。
保持投掷的高度不变且水平投掷,为了能够击中靶心,以下判断中不正确的是:
如下图所示,若忽略除地球和月球外其它天体的影响,运行在地月引力平衡点L点(地月第二拉
2
格朗日点)的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L点为中心的自转和与月球一起绕地球的公
2
A.只要适当水平往前移动一下投掷的位置就有可能击中靶心
B.只要适当增大水平投出的速度就有可能击中靶心
C.只要是能够击中靶心,击中靶盘时的速度一定比原来大
D.若同时调整投掷的水平距离和速度,击中靶盘时的速度与竖直方向的夹角可以和原来相同
答案:
C
解析:
现在飞镖恰好击中飞镖靶盘中心正下方的一点,即飞镖下落的距离大一些,如果让其下落的高度小一些,就可以命中目标;即让
y=
,可见减小L可以减小y,增大水平速度v,也可以减小y,所以选项AB都可以;当人向前走一段距离,水平速度很小就可以击中靶心时,其击中靶盘时的速度不一定比原来大,故选项C的说法不正确,符合题意;设击中靶盘时的速度与竖直方向的夹角为ϴ,则tanϴ=
,所以如果同时调整投掷的水平距离L和速度v,击中靶盘时的速度与竖直方向的夹角可以和原来相同,选项D说法正确,不符合题意。
转两个运动,以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。
以下关于月球和中继星
“鹊桥”运动的认识中正确的是:
5.一带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一完全相同的带电小球B用绝缘撑杆固定在O点正下方的M点,两带电小球都可看做点电荷,开始时小球A恰好静止在位置N,如右图所示,由于固定在M处的B球缓慢漏电,导致小球A的位置非常缓慢地降低至位置P,在此过程中以下判断正确的是:
A.在小球A由N到P的过程中,细线对小球A的拉力逐渐减小
B.在小球A由N到P的过程中,小球B对小球A的库仑力逐渐增大
C.在小球A由N到P的过程中,小球A所处位置的电势逐渐升高
D.在小球A由N到P的过程中,小球B与小球A之间的电势能逐渐变大
答案:
D
解析:
现对球A受力分析,受重力、库仑力和绳子的拉力,而重力是不变的,库仑力是减小的,因为球B漏电,对球A沿水平方向和竖直方向建立坐标系,库仑力减小,其在竖直方向的分力也减小,而向下的重力不变,故绳子的拉力在竖直方向的分量会增大,而绳子与竖直方向的夹角还在减小,故绳子上的拉力增大,选项A错误;由于漏电,库仑力是逐渐减小的,故选项B错误;小球A由N到P的过程中,电场力一定是做负功的,故球A的电势能一定是增加的,但如果球B是带负电的,则P点的电势是减小的,因为沿着电场线的方向,电势逐渐减小,故选项D正确,C错误。
6.在如右图所示的电路中,R1、R2和R3都是定值电阻,R是滑线变阻器,V1和V2是两只量程恰好始终满足条件的理想电压表,P是两相距很近的平行金属板MN之间的一个点,开始时在P点放置一个带电颗粒Q恰好能够保持静止,当滑线变阻器的滑动端自图示位置向左缓慢滑动时,以下说法中错误的是
1
2
1
2
3
A.电阻R2消耗的电功率减小
B.金属板MN之间的P点电势升高
C.带电颗粒Q向下运动
D.电压表V1示数的变化量ΔU1的绝对值小于电压表V2示数的变化量ΔU2的绝对值
答案:
C
解析:
当变阻器的滑片向左移动时,其电阻值减小,它与R3串联的总电阻也减小,然后再与R2并联后的总电阻也减小,即电路中的总电阻减小,故电路中的总电流增大,但是由于并联电路的总电阻减小,故R2的两端电压也减小,即通过电阻R2的电流减小,电阻R2消耗的电功率减小,选项A说法正确;
由于总电流增大,根据并联电路分流的规律可知,通过R3的电流增大,即电压表V1的示数增大,平行金属板两端的电压就是电压表V1的大小,其值增大,场强增大,故P点的电势升高,选项B说法正确;
带电颗粒Q原来是静止的,电场力与重力相平衡,后来极板间的电压升高了,故场强增大,则电场力大于重力,故颗粒Q要向上运动,选项C的说法错误;
在动态电路中,电压表V1示数的变化量ΔU1的绝对值等于R3×ΔI,其中ΔI是电路中电流的变化量,如果我们把电源、R1、R2、R3看成的一个在大电源,它们对电阻R供电,则其电压表示数的变化量应该等于R内×ΔI,而R内就是此时等效电源的总电阻,可以看出,其大小一定会大于R3,故V2示数的变化一定会大于V1示数的变化量,所以选项D的说法也是正确的。
1
1
2
7.如右图所示,一质量为m的小球用质量不计的细线悬挂在O点,小球在水平拉力F的作用下,从细线竖直的最低点开始匀速率拉升至细线与竖直成θ角,在此过程中小球所受的空气阻力大小保持不变,则以下判断中正确的是:
A.拉力F的功率一定保持不变
B.拉力F的功率一定逐渐增大
C.拉力F做的功等于小球机械能的增量
D.拉力F做的功等于小球克服空气阻力和重力做功与增加的重力势能的总和
答案:
B
解析:
由于小球做匀速率的圆周运动,其动能不变,根据动能定理可得,拉力F做的功等于其重力势能的增加量,做圆周运动时,物体上升的一定越来越快,即重力势能增加量比较快,也就是拉力F做功的功率增大,选项A错误,B正确;由于小球上升的过程中,受到空气阻力的作用,故拉力、重力和空气阻力做的总功为0,即WF+WG+WF=0,所以选项C错误,它没有考虑到空气阻力做的功;而对于选项D,重力做的功也就是重力势能的增加量,故不能重复相加,选项D错误。
8.2019年1月3日,嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。
由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球,导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与嫦娥四号建立联系,为此,我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”,如下图所示,若忽略除地球和月球外其它天体的影响,运行在地月引力平衡点L2点(地月第二拉格朗日点)的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动,以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。
以下关于月球和中继星“鹊桥”运动的认识中正确的是:
A.月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的
B.“鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期
C.“鹊桥”自转的周期一定等于其绕地球公转的周期
D.“鹊桥”绕L2点自转的向心力一定是地球和月球对其万有引力的合力
答案:
A
解析:
由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球,说明月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的,选项A正确;由于“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动,则“鹊桥”的公转周期一定等于月球的公转周期,选项B错误;“鹊桥”自转的周期是绕L2点的运动周期,它不一定等于其绕地球公转的周期,选项C错误;“鹊桥”绕L2点自转的向心力一定是指向L2点的,而地球和月球对其万有引力的合力一定不沿这个方向,故选项D错误。
9.用规格完全相同的导线制作的半径之比
的两个闭合导线环P和Q,两导线环同圆心、同平面放置,其中导线环Q所包围的区域有与Q的面积完全相同的匀强磁场(其它区域无磁场),匀强磁场的方向垂直于导线环平面,如图甲所示,匀强磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示,规定磁场方向垂直于圆环平面向里为正。
则以下判断中正确的是:
A.P、Q两环中的感应电动势大小之比
B.P、Q两环中的感应电流的大小之比
C.0—t1时间内与t1—t2时间内感应电流方向相反
D.t1—t2时间内与t3—t4时间内环中感应电流的大小都是逐渐增大的
二、选择题:
本题共4个小题,每个小题4分,共16分。
在每个小题给出的四个选项中,有多个选
项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.以下对物理现象、物理概念和物理规律的认识中正确的是:
A.电势降落的方向就是电场强度的方向
答案:
B
解析:
根据法拉第电磁感应定律可得,P、Q两环中的感应电动势大小是相等的,故其大小之比为1:
1,选项A错误;由于两个圆环的长度之比为2:
1,其电阻之比为2:
1,故P、Q两环中的感应电流的大小之比
,选项B正确;0—t1时间内B在减小,故感应电流的磁场方向垂直纸面向里,t1—t2时间内原磁场是向外的,且在增强,故感应电流的磁场与原磁场的方向相反,也是垂直纸面向里的,所以两段时间内感应电流方向相同,选项C错误;由图像可知,t1—t2时间内与t3—t4时间内磁场的变化率都是逐渐减小的,这可以通过图线的斜率大小来反映,故在环中产生的感应电流的大小也都是逐渐减小的,选项D错误。
10.如右图所示,有质子(
)、氘核(
)、氚核(
)和氦核(
)四种带电粒子,先后从加速电压是U1的加速电场中的P点由静止释放,被加速后从B板的小孔射出沿CD间的中线进入偏转电压为U2的偏转电场,都能够从偏转电场的另一端射出。
如果不计重力的影响,以下判断中正确的是:
A.质子(
)的偏转位移y最大
B.氦核(
)的偏向角θ最小
C.氦核(
)射出偏转电场时的动能最大
D.氚核(
)的射出偏转电场时的速度最大
答案:
C
解析:
根据带电粒子在加速和偏转电场作用下运动的规律可知,偏转位移y=
,其中L为偏转电场的极板长度,d为偏转电场的极板间距,看出y与粒子的质量和电荷量均无关,故三种粒子的偏转位移均相等,选项A错误;又因为偏向角tanθ=
,所以三种粒子的偏向角也相等,选项B错误;射出时的动能Ek=
,所以电荷量q越大的粒子,射出时的动能最大,而氦核的电荷量最大,故其动能最大,选项C正确;射出时的速度为v2=
,可见哪个粒子的比荷最大,其速度就最大,可见氚核(
)的比荷为
为最小,故其射出电场时的速度最小,选项D错误。
二、选择题:
本题共4个小题,每个小题4分,共16分。
在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.以下对物理现象、物理概念和物理规律的认识中正确的是:
A.电势降落的方向就是电场强度的方向
B.只要闭合电路在磁场中运动就一定有感应电流产生
C.如果线圈相对磁场运动而产生了感应电流,则该线圈受到的安培力必定阻碍线圈相对磁场的运动
D.线圈中产生的自感电动势会阻碍线圈中的电流发生变化
答案:
CD
解析:
沿电场线的方向电势一定是降低的,但电势降低的方向不一定是电场强度的方向,因为电势降低最快的方向才是电场的方向,故选项A错误;闭合电路的在磁场中要切割磁感线运动才能产生感应电流,故选项B错误;由于线圈的运动产生了感应电流,而该电流还要受到磁场的作用,即这个安培力的方向总是阻碍线圈的运动,故选项C正确;根据楞次定律也可以判断说明线圈中产生的自感电动势会阻碍线圈中的电流发生变化,选项D正确。
12.质量完全相同的两个物体A和B与水平面之间的动摩擦因数完全相同,在水平拉力的作用下从同一位置同时开始沿同一方向运动,运动的v—t图象如右图所示,其中物体A的图线与横轴之间的夹角为45°,以下对两个物体运动的判断中正确的是:
A.物体A的加速度是aA=tan45°=1m/s2
B.物体B所受的水平拉力一定是逐渐增大的
C.t0时刻两物体相遇
D.0—t0时间内,物体A受到的水平拉力做的功一定比物体B所受的水平拉力做的功多
答案:
BD
解析:
由于速度与时间轴的数值大小不确定,故斜率的大小没办法计算出来,比如竖直轴是10m/s,而水平轴是5s,则加速度的大小就是2m/s2,故选项A错误;由B图线可以看出,其加速度是逐渐增大的,因为图线的斜率在逐渐增大,所以B受到的水平拉力F=F+ma,其值也是增大的,选项B正确;t0时刻是二者速度相等的时刻,此时二个物体的位移大小并不相等,故此时不相遇,选项C错误;由动能定理可得,二物体的动能变化量相等,故合外力做的功也相等,而A通过的位移大于B,因为A图线与时间轴围成的面积大,故A的摩擦力做的负功多,所以A受到的拉力做的正功也需要多才可以,所以选项D正确。
13.如图甲所示,MN是匝数比为n1:
n2=2:
1的变压器原线圈的两端,其输入的电压随时间的变化图线如图乙所示,副线圈中所接电压表和电流表都是理想电表且始终不超过量程,小灯泡两端的电压始终小于其额定电压,以下判断中正确的是
A.电压表的示数是110V
B.通过R0的电流频率为50Hz
C.当滑线变阻器R的滑动端向上滑动时,电流表示数增大
D.当滑线变阻器R的滑动端向上滑动时,小灯泡变亮
答案:
AD
解析:
由图乙可知,输入电压的有效值为311V/
=220V,而变压器的匝数比为n1:
n2=2:
1,故副线圈上的电压有效值为110V,所以电压表的示数为110V,选项A正确;输入交流电的频率为F=
=25Hz,故选项B错误;当滑线变阻器R的滑动端向上滑动时,R的电阻变大,R与灯泡并联的总电阻也变大,电路中的电流减小,而由于并联电路的电阻变大,所以并联电路分得的电压也会增大,故灯泡会变亮,选项D正确;通过灯泡的电流变大,总电流变小,故通过R的电流变小,即通过电流表的示数变小,选项C错误。
14.如右图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距为L,导轨长度足够长,导轨左端连接有阻值为R的电阻,整个导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m阻值为R/2的导体棒MN垂直于导轨放置在导轨上并始终与导轨良好接触,接触点为M和N,零时刻沿导轨方向给导体棒一个大小为v0的初速度,经过一段时间导体棒发生位移x0,则以下判断中正确的是:
B.实验过程中需要始终保持M远大于m
(1)对于该实验应该注意的问题或者会出现的情况,以下说法中正确的是:
A.该实验需要平衡摩擦力
C.实验过程中需要始终保持牵引小车的细绳平行于带滑轮的长木板
D.实验得到的a—F图线在F比较大时会出现弯曲
A.零时刻导体棒MN的加速度a=
(2)如图乙所示是实验过程中得到的纸带,A、B、C、D、E、F、G是选取的计数点,相邻的两个计
数点之间还有四个点没有画出,打点计时器使用的电源频率F=50Hz,则物体运动的加速度a=
_m/s(结果保留两位有效数字)。
2
B.零时刻导体棒MN两端的电压UMN=
16.(8分)如图甲所示,是某一电路中的一部分,由
于其中的一个电阻发生了断路,导致整个电路不
能正常工作,小明和小亮两位同学利用多用电表
进行了以下实验操作,请根据他们的测量情况,
回答相应的问题。
2
L
2
C.导体棒MN运动位移x0时的速度v=v0-
D.导体棒MN运动的最大位移xm=
答案:
AC
解析:
零时刻MN产生的电动势E=BLv0,电路中的电流I=
,故安培力的大小为F安=BIL=
,故此时的加速度为a=
,选项A正确;零时刻导体棒MN两端的电压其实就是电阻R的两端电压,即UMN=IR=
,选项B错误;设MN向前运动到x0中间任意小时间间隔为Δt,在这小段时间内可以认为安培力不变,故由动量定理可得:
-F安′×Δt=m×Δv,即-
×Δt=m×Δv,故-
=m×Δv,等式两边求和得:
-
=mv-mv0,解之得v=v0-
,选项C正确;将上式的末速度看成0,则-
=-mv0,故MN运动的最大距离xm=
,选项D错误。
三、实验题:
本题共2小题,共12分。
15.(4分)某同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度a与合外力F之间关系”的实验,图中的拉力传感器随时可以将小车所受细绳的拉力F显示在与之连接的平板电脑上并进行记录,其中小车的质量为M,沙和沙桶的质量为m,小车的运动情况通过打点计时器在纸带上打点记录。
(1)对于该实验应该注意的问题或者会出现的情况,以下说法中正确的是:
A.该实验需要平衡摩擦力
B.实验过程中需要始终保持M远大于m
C.实验过程中需要始终保持牵引小车的细绳平行于带滑轮的长木板
D.实验得到的a—F图线在F比较大时会出现弯曲
(2)如图乙所示是实验过程中得到的纸带,A、B、C、D、E、F、G是选取的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出,打点计时器使用的电源频率F=50Hz,则物体运动的加速度a=______m/s2(结果保留两位有效数字)。
答案:
(1)AC;
(2)0.5
解析:
(1)小车在平面上行驶时,会受到摩擦力的作用,若想让拉力传感器的示数就是小车受到的合外力,则必须平衡摩擦力,故选项A正确;由于绳子上拉力的大小直接通过拉力传感器获取,不用通过沙桶的重力得到,所以不必要保持M远大于m,选项B错误;实验过程中需要始终保持牵引小车的细绳平行于带滑轮的长木板,选项C正确;由于拉力的大小就是小车受到的合外力,故a—F图线在F比较大时不会出现弯曲,选项D错误。
(2)计数点间的时间间隔为T=0.02s×5=0.1s,则加速度的大小为a=
=0.5m/s2。
16.(8分)如图甲所示,是某一电路中的一部分,由于其中的一个电阻发生了断路,导致整个电路不能正常工作,小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作,请根据他们的测量情况,回答相应的问题。
(1)小明首先在PQ间接上一直流电源,P接电源正极,多用电表的选择开关置于“直流电压2.5V”档位,红表笔接P,黑表笔接Q,稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示,则PQ之间的电压是_________V;
(2)小明又将红表笔接P,黑表笔接M,若电压表示数与PQ之间的电压完全相同,则可以确定必定是________发生了断路。
(3)小亮同学在该部分电路不接电源的情况下,将多用电表选择开关置于欧姆表倍率“×10”的档位,调零后红表笔接P,黑表笔接M,电表指针在表盘的位置如图丙所示,由于多用电表最上面的刻度线被污染的很模糊无法直接读取数据,他进一步观察发现,此时指针偏转的角度恰好位于表盘0Ω—15Ω之间的正中位置,其中15Ω的位置是多用电表指针半偏时所指的位置,则此时多用电表所测的阻值是________Ω,小亮据此确定电阻R2没有断路,你认为他的判断是________的(填写“正确”或者“错误”)。
答案:
(1)2.00;
(2)R2;(3)50;错误。
解析:
(1)PQ之间的电压可以直接通过电表读出,我们读电表上的“250”量程即可,读出为200,则如果直流电压表的量程是“2.5V”档位,则其电压的大小为2.00V;
(2)由题意可知,P点的表笔没有变,而红表笔由Q移到了M点,其读数不变,说明M点与Q点的电势相等,即电阻R2出现了断路或者R3出现了短路,故该空填“R2”;
(3)由于欧姆表的倍率是“×10”,则当欧姆调零时,
设此时的电流为I,欧姆表内电源的电动势为E,内阻为R0,则存在:
E=R0×I;
当欧姆表的指针指“15”位置时,表示外接电阻为150Ω,此时电路中的电流为
,则存在:
E=(R0+150Ω)×
;
当欧姆表的指针接在PM间时,指针指0Ω—15Ω之间的正中位置,说明此时电路中的电流为
,则存在:
E=(R0+RPM)×
;联立以上三式,可以解出RMN=50Ω;
由于当R2断路时,MN间的电阻也可以为50Ω,说明据此认为R2没有断路的判断是不科学的,故是错误的。
四、计算题:
本题共3大
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