2021年1月福建省普通高等学校招生适应性测试物理试题一、单项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16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。1.一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则A.该交变电流频率是0.4HzB.该交变电流有效值是0.8AC.t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小D.该交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin5πt2.在图示的双缝涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600nm的光实验时，P处将呈现A.第2条亮条纹B.第3条亮条纹C.第2条暗条纹D.第3条暗条纹3.人造地球卫星的轨道可近似为圆轨道。下列说法正确的是A.周期是24小时的卫星都是地球同步卫星B.地球同步卫星的角速度大小比地球自转的角速度小
C.近地卫星的向心加速度大小比地球两极处的重力加速度大D.近地卫星运行的速率比地球表面赤道上的物体随地球自转的速率大4.已知某种核电池的电能由Pu衰变释放的能量提供，该衰变方程形式上可表示为Pu→。某次由静止Pu衰变释放的能量为E，射出的α粒子动能是Eα，假定Pu衰变释放的能量全部转化为新核和α粒子的动能。则A.A=234，Z=92，B.A=234，Z=92，C.A=236，Z=94，D.A=236，Z=94，二、多项选择题:本题共4小题，每小题6分，共24分每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.如图，同一竖直平面内A、B、C、D四点距O点的距离均为r，0为水平连线AB的中点，C、D为AB连线中垂线上的两点。A、B两点分别固定有带电荷量均为Q（Q＞0）的点电荷。在C点由静止释放一质量为m的带正电小球，小球竖直下落通过D点。重力加速度大小为g，静电力常量为k。则A.C、D两点的场强大小均为B.小球运动到D点时的动能为2mgrC.小球从C点到D点的过程中，先加速后减速D.小球从C点到D点的过程中，电势能先增大后减小
6.由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图（a）所示。其中，螺线管匝数为N，横截面积为S1；电容器两极板间距为d，极板面积为S2，板间介质为空气（可视为真空）。螺线管处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的B-t图像如图（b）所示。一电荷量为q的颗粒在t1～t2时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为g，静电力常量为k。则A.颗粒带负电B.颗粒质量为C.t1～t2时间内，a点电势高b点电势D.电容器极板带电量大小为7.图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴00′在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有A.增大石子的质量，同时减小配重的质量B.减小投石机到靶的距离，同时增大θ角
C.增大投石机到靶的距离，同时减小θ角D.减小投石机到靶的距离，同时增大配重的质量8.如图（a），轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。一物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连。物块从开始下落到最低点的过程中，位移-时间（x-t）图像如图（b）所示，其中为物块刚接触薄板的时刻，t2为物块运动到最低点的时刻。弹簧形变在弹性限度内空气阻力不计。则A.t2时刻物块的加速度大小比重力加速度小B.t1～时间内，有一时刻物块所受合外力的功率为零C.t1～t2时间内，物块所受合外力冲量的方向先竖直向下后竖直向上D.图（b）中OA段曲线为抛物线的一部分，AB段曲线为正弦曲线的一部分三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。9.（4分）一圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上。一质量为m，横截面积为S的活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，活塞可沿汽缸内壁无摩擦滑动。当活塞静止时，活塞与汽缸底部距离为h，如图（a）所示。已知大气强为p0，重力加速度为g。现把汽缸从图（a）状态缓慢转到图（b）状，在此过程中气体温度不变，则图（b）状态下气体体积为____________。从图（b）状态开始给汽缸加热，使活塞缓慢向外移动距离l，如图（c）所示。若此过程中气体内能增量为△U，则气体吸收的热量应为____________。10.（4分）
分析航天探测器中的电子束运动轨迹可知星球表面的磁场情况。在星球表面某处，探测器中的电子束垂直射入磁场。在磁场中的部分轨迹为图中的实线，它与虚线矩形区域ABCD的边界交于a、b两点。a点的轨迹切线与AD垂直，b点的轨迹切线与BC的夹角为60°。已知电子的质量为m，电荷量为e，电子从a点向b点运动，速度大小为v0，矩形区域的宽度为d，此区域内的磁场可视为匀强磁场。据此可知，星球表面该处磁场的磁感应强度大小为___________，电子从a点运动到b点所用的c时间为__________。11.（5分）伽利略斜面实验被誉为物理学史上最美实验之一。研究小组尝试使用等时性良好的“节拍法”来重现伽利略的斜面实验，研究物体沿斜面运动的规律。实验所用节拍频率是每秒2拍，实验装置如图（a）所示。在光滑倾斜的轨道上装有若可沿轨道移动的框架，框架上悬挂轻薄小金属片，滑块下滑撞击金属片会发出“叮”的声音（金属片对滑块运动的影响可忽略）。实验步骤如下：①从某位置（记为A0）静止释放滑块，同时开始计拍调节框架的位置，使相邻金属片发出的“叮”声恰好间隔1个拍，并标记框架在轨道上的位置A1、A2、A3……；②测量A1、A2、A3……到A0的距离s1、s2、s3……如图（b）所示。③将测量数据记录于下表，并将节拍数n转换成对应时间t的平方。n123456s/cm9.538.586.2153.2240.3346.4
t2/s20.251.00C4.006.259.00（1）表格中“C”处的数据应为___________；（2）由表中数据分析可得，s与t2成___________关系（填“线性”或“非线性”）；（3）滑块的加速度大小为___________m/s2（结果保留2位小数）。12.（7分）为了测试某精密元件在204μA特定电流值时的工作性能，一实验小组利用微安表监测该元件在电路中的电流，电路如图（a）所示。所用器材:微安表（量程为250μA，内阻约为1000Ω），稳压电源E（电动势为2.0V），定值电阻R0（阻值为4000.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω，额定电流为0.3A），电阻箱R2（阻值范围0～9999.9Ω），开关S。将电阻箱R2置于图（b）所示的阻值，滑动变阻器R1置于最大值；闭合开关S，移动R1的滑片，使微安表读数为204μA。（1）图（b）中R2的阻值为___________Ω；（2）在图（c）中标出微安表读数为204μA时的指针位置。为了提高监测精度，该小组尝试用标准电池EN（电动势为1.0186V）和灵敏电流计（量程范围300μA）替代微安表，设计了图（d）所示电路。要将元件的工作电流调到204μA，需先将R2的阻值设置为某个特定值，再闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1，使灵敏电流计指针指在零点，此时元件中的电流即为204μA。（3）电阻箱R2的阻值应设置为_____________Ω。
13.（10分）如图，光滑平行金属导轨间距为l，与水平面夹角为θ，两导轨底端接有阻值为R的电阻。该装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。质量为m的金属棒ab垂直导轨放置，在恒力作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h。恒力大小为F、方向沿导轨平面且与金属棒ab垂直。金属棒ab与导轨始终接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g，求此上升过程：（1）金属棒运动速度大小；（2）安培力对金属棒所做的功。14.（12分）如图，上表面光滑且水平的小车静止在水平地面上，A、B为固定在小车上的挡板，C、D为竖直放置的轻质薄板。A、C和D、B之间分别用两个相同的轻质弹簧连接，薄板C、D间夹住一个长方体金属块（视为质点）。金属块与小车上表面有一定的距离并与小车保持静止，此
时金属块所受到的摩擦力为最大静摩擦力。已知金属块的质量m=10kg，弹簧劲度系数k=1000N/m，金属块和薄板C、D间动摩擦因数μ=0.8。设金属块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）此时弹簧的压缩量；（2）当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小a=15m/s2时，A、C和D、B间弹簧形变量及金属块受到的摩擦力大小。15.（18分）如图，光滑绝缘水平桌面位于以ab、cd为边界的匀强电场中，电场方向垂直边界向右。两小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。两小球质量均为m，A带电荷量为q（q>0），B不带电。初始时小球A距ab边界的距离为L，两小球间的距离也为L。已知电场区域两个边界ab、cd间的距离为10L，电场强度大小为E。现释放小球A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。求：（1）两小球发生第一次碰撞后，B获得的动量大小；（2）两小球发生第一次碰撞后至第二次碰撞前，A、B间的最大距离；（3）当小球B离开电场区域时，A在电场中的位置。物理试题参考答案
一、单项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。1.C2.A3.D4.B二、多项选择题:本题共4小题，每小题6分，共24分。5.BD6.AD7.AC8.BCD三、非选择题:共60分。9.10.11.（1）2.25（2）线性（3）0.76～0.7812.（1）4250.0（2）如图（3）4993.113.（1）设金属棒以速度v沿导轨匀速上升，由法拉第电磁感应定律，棒中的电动势为E=Blv①设金属棒中的电流为I，根据欧姆定律，有②金属棒所受的安培力为③因为金属棒沿导轨匀速上升，由牛顿运动定律得
④联立①②③④式得⑤（2）设金属棒以速度v沿导轨匀速上升h过程中，安培力所做的功为W，由动能定理得⑥由⑥式得⑦14.（1）由于两个轻质弹簧相同，两弹簧压缩量相同。设弹簧的压缩量为x0，弹簧形变产生的弹力大小为F，由胡克定律得F=kx0①设金属块所受摩擦力大小为f，此时金属块所受摩擦力等于最大静摩擦力，依题意得f=2μF②由物体平衡条件得f=mg③由①②③式并代入题给数据得x0=0.0625m④（2）假设A、C和D、B间的弹簧压缩量分别为x1和x2，有x1+x2=2x0⑤由牛顿第二定律得由④⑤⑥式并代入题给数据得x1=0.1375m，x2=-0.0125m⑦由x2＜0可知，此时薄板D已与金属块分离，D、B间弹簧已恢复原长，无弹力。金属块水平方向加速运动所需的合力全部由A、C间弹簧的弹力提供。设A、C和D、B间弹簧实际压缩量分别为x1′、x2′，则x2′=0⑧由牛顿运动定律可得
kx1′=ma⑨由⑨式可得x1′=0.15m⑩由于此时最大静摩擦力，故金属块受到的摩擦力大小为⑪15.（1）设小球A的加速度为a，与小球B第一次碰前速度为v0，根据牛顿运动定律和运动学公式，有qE=ma①②设碰撞后A、B的速度大小分别为、由量守恒和能量守恒，有③④联立①②③④式，得，⑤小球B获得的动量大小为⑥（2）设A、B两个小球发生第一次碰撞后经时间t′两者速度相同，时两小球相距最大距离为△sm，根据运动学公式，有⑦⑧由①⑤⑦⑧式得△sm=L⑨（3）设A、B两小球第一次碰撞后，经时间t1发生第二次碰撞，有
⑩由⑤⑩式得⑪设A、B两小球第二次碰撞前后的速度分别为，，，，有，⑫由动量守恒和能量守恒，有⑬⑭由⑫⑬⑭式可得，⑮在t1时间内，A、B小球的位移均为⑯可知A与B第二次碰撞位置距电场cd边界的距离为⑰假设经时间t2发生第三次碰撞，由运动学规律，得⑱得，由于⑲故两小球不会发生第三次碰撞。设两小球第二次碰后B经时间t3离开电场，则⑳在t3时间内，A的位移为
由①②⑮⑰⑳式得即B离开电场时，A距cd边界的距离为
