2020年疫情期间天津市东丽区高三学业水平等级考试物理模拟试卷（带答案）

2020 年天津市东丽区高三学业水平等级考试模拟试卷 物 理 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时 60 分钟。第Ⅰ卷 1 至 2 页，第Ⅱ卷 3 至 4 页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条码。答卷时， 考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 祝各位考生考试顺利！ 第Ⅰ卷 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再 选涂其他答案标号。 2．本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、单项选择题（每小题 5 分，共 25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1．一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的 2 倍，则： A．气体分子的平均动能增大 B．气体的密度变为原来的 2 倍 C．气体的体积变为原来的 2 倍 D．气体的分子总数变为原来的 2 倍 2．下列说法正确的是： A．玻尔通过对氢原子模型的研究，提出了原子的核式结构学说 B．根据放射性元素的半衰期可以确定某个特定的原子核何时发生衰变 C．太阳释放出的能量来源于太阳内部原子核的裂变 D．原子核内部相邻核子之间距离非常近，但是核子之间的核力远大于它们之间的万有引力和库仑力 3．如图所示，轻绳一端连接放置在水平地面上的物体 Q，另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球 P 连接，P、Q 始终处于静止状态，则： A．Q 可能受到两个力的作用 B．Q 可能受到三个力的作用 C．Q 受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左 D．Q 受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方 4．火星是我们认为最有可能有生命活动的地方，我国将发射火星探测器。如图所示，探测器在太空直飞 火星，在 P 点进行制动，使火星探测器沿着大椭圆轨道Ⅰ运动，再经过 P 点时再次制动，使得探测器沿着 近火星圆轨道Ⅱ做圆周运动而达到近距离探测的目的。则下列说法正确的是： A．完成两次制动之后，探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ上的运行周期 B．探测器分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过 P 点时的加速度相同 C．探测器分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过 P 点时的速度相同 D．探测器在轨道Ⅱ上运行速度大于火星的第一宇宙速度 5．图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中 R1=55 Ω，R2=110 Ω，电表为理想电流表和电压表， 若流过负载 R1 的正弦交变电流如图乙所示，已知原、副线圈匝数比为 2:1，下列说法正确的是： A．电流表的示数为 2 A B．电压表的示数为 156 V C．变压器的输入功率 330 W D．原线圈中交变电压的频率为 100 HzAi / 22 22− st /10 2−×1 2 3 二、不定项选择题（每小题 5 分，共 15 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选 对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分。） 6．如右图所示一束光通过三棱镜折射后分成 a、b、c 三束单色光，下列判断正确的是： A．三束光在水中传播速度间的关系是 vaΔxc D．若 b 光束照射到某金属表面上有光电子发出，则 a 光束照射到同种金属表面上不一定发生光电效应 7．质量为 2 kg 的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为 0.2，最大静摩擦力和滑动 摩擦力大小视为相等。从 t＝0 时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力 F 的作用，F 随时间 t 的变化规律如图所示。重力加速度 g=10 m/s2，则： A．物体在 t＝12 s 末速度大小为 12 m/s B．物体在 t＝0 到 t＝9 s 这段时间内的位移大小为 54 m C．在 t＝6 s 到 t＝9 s 这段时间内拉力 F 做功为 0 D．在 t＝8 s 末拉力的功率为 24 W 8．一列简谐横波沿 x 轴传播，图甲为在 t=1s 时刻的波形图象，P、Q 为介质中 x=2m 和 x=3m 处的两质点， 图乙为某质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是： 甲 乙A．该简谐横波一定沿 x 轴正向传播，速度大小为 1m/s B．图乙不可能是质点 P 的振动图象 C．t=2s 时刻，质点 P 的速度一定最大，且一定沿 y 轴负方向 D．t=3s 时刻，质点 Q 的速度一定最大，且一定沿 y 轴负方向 第Ⅱ卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共 4 题，共 60 分。 9．（12 分） （1）用如图 1 实验装置验证质量分别为 m1、m2 的用轻绳连接的重物组成的系统机械能守恒，m1 从高处由 静止开始下落，m2 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律， 图 2 给出的是实验中获取的一条纸带：A、B、C、D、E、F 为所取计数点，每相邻两计数点间还有 4 个点 （图中未标出），计数点间的距离如图 2 所示，已知打点计时器所用电源的频率为 f，当地的重力加速度为 g ①在打 B~E 点过程中，系统重力势能的减少量 ΔEp=________________________________， 图甲 图乙 图 1 图 2系统动能的增量 ΔEk=________________________________。（用题中和图中给出的字母表示） ②经计算发现，ΔEp 总是略大于 ΔEk，其主要原因是_______________________________。（写出一条即可） （2）有一根细而均匀的导电材料样品（如图 1 a 所示），截面为同心圆环（如图 1 b 所示），此样品长 L 约 为 3cm，电阻约为 100Ω，已知这种材料的电阻率为 ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量。现提供以下 实验器材： A．20 等分刻度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表 A1（量程 50mA，内阻 r1=100Ω） D．电流表 A2（量程 100mA，内阻 r2 大约为 40Ω） E．电流表 A3（量程 3A，内阻 r3 大约为 0.1Ω） F．滑动变阻器 R（0~10Ω，额定电流 2A） G．直流电源 E（12V，内阻不计） H．待测导电材料样品 Rx I．开关一只，导线若干 请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径 d 的实验方案，回答下列问题： ①用游标卡尺测得该样品的长度如图 2 甲所示，其示数 L =_______________mm； 用螺旋测微器测得该样品的外径如图 2 乙所示，其示数 D =_______________mm。 ②请选择合适的仪器，在答题卡相应位置画出最佳实验电路图，并标明所选器材的字母代号。 ③用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径 d =_______________。 a 图 1 b 图 2 甲 乙（如若选用电流表 A1、A2、A3，则其读数分别用 I1、I2、I3 表示） 10．（14 分）如图所示，质量为 m 的跨接杆 ab 可以无摩擦地沿水平的导轨滑行，两轨间宽为 L，导轨与电 阻 R 连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为 B。杆从 x 轴原点 O 以大小为 v0 的水平初速度向右 滑行，直到静止。已知杆在整个运动过程中速度 v 和位移 x 的函数关系是： 。（杆及导轨的电阻均不计。） （1）试求杆所受的安培力 F 随其位移 x 变化的函数式。 （2）若杆在运动过程中水平方向只受安培力作用，请求出杆开始运动到停止运动过程中通过 R 的电量 q。 （3）若杆在运动过程中水平方向只受安培力作用，请求出杆开始运动到停止运动过程中 R 产生的热量 Q。 11．（16 分）如图所示，在光滑水平面左侧固定一竖直光滑圆轨道。圆心为 O，半径 R＝2 m，圆轨道最低 点 A 与一木板上表面相切。木板质量 M＝4 kg，板长为 2 m，小滑块质量为 m＝1 kg，从圆轨道的 B 处无 初速度滑下，OB 与竖直方向夹角为 53°，小滑块相对木板静止时距离木板左端 0.4 m，g＝10 m/s2，求： （1）滑块经过圆轨道最低点时对轨道的压力； （2）滑块在木板上相对木板运动的时间。 2 2 0 xv v B L mR = −12.（18 分）如图所示，在直角坐标系 xOy 平面内，x 轴与射线 ON 之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，它 们之间的夹角 θ＝60°，质量为 ma、电荷量为＋q 的 a 粒子，以速率 va 垂直 x 轴从 A 点进入磁场，经 C 点 垂直 ON 射出磁场；质量为 mb、电荷量为＋q 的 b 粒子，以速率 vb 沿 x 轴正方向从 A 点进入磁场，其轨迹 恰好与射线 ON 相切于 C 点，若 b 粒子从 A 点第一次运动到 C 点经历的时间等于 a 粒子从 A 点运动到 C 点经历的时间，不计粒子的重力，求： （1）a、b 粒子质量之比； （2）a、b 粒子速率之比。2020 年天津市东丽区高三学业水平等级考试模拟试卷 物 理 参考答案 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每小题 5 分，共 25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1 2 3 4 5 B D D B C 二、不定项选择题（每小题 5 分，共 15 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选 对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分） 6 7 8 AB AD BC 第Ⅱ卷 9．（12 分） （1）① ， ② 克服摩擦阻力做功，系统机械能减少。 （2）① 33.35， 2.327~2.329 ② ③ 퐷2 ― 10．（14 分） （1）安培力 其中 ∵杆的速度 v 和位移 x 的函数关系为： ∴ )()( 43221 xxxgmm ∆+∆+∆−         ∆+∆−∆+∆+ 100 )( 100 )()(2 1 22 21 22 54 21 fxxfxxmm A1 A2 R Rx E F BIL= BLvI R = 2 2 0 xv v B L mR = − 2 2 2 2 2 2 0( )B L B L xF v v B LR R mR = = −（2）根据动量定理： ∴ （3）根据能量守恒定律，杆的动能完全转化为电阻 R 的热量： 11．（16 分） （1）滑块下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgR(1－cos53°)＝1 2mv2A 在 A 点由牛顿第二定律得：FA－mg＝mv R，(1 分) 解得 FA＝18 N 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小：F′＝FA＝18 N，方向竖直向下 （2）滑块与木板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mvA＝(m＋M)v 滑块相对木板滑动的距离：x＝2 m－0.4 m＝1.6 m 对滑块与木板组成的系统，由能量守恒定律得：μmgx＝1 2mv2A－1 2(M＋m)v2 代入数据解得：μ＝0.4 对滑块，由动量定理得：－μmgt＝mv－mvA 代入数据解得：t＝0.8 s 12．（18 分） （1）画出两粒子运动的轨迹，如图所示： 带电粒子在磁场中运动周期 T＝2πm Bq 根据几何知识知 a 粒子转过的角度为 60°，运动时间为 ta＝1 6Ta＝πma 3qB 00BIL t mv− ∆ = − 0mvq I t BL = ∆ = 2 0 1 2Q mv= b 转过角度为 240°，运动时间为 tb＝2 3Tb＝4πmb 3qB 根据 ta＝tb，联立解得，ma mb＝4 （2）设 a 轨道半径为 ra，根据几何知识知 b 的轨道半径 rb＝ratan30° 洛伦兹力充当向心力，Bqv＝mv2 r 联立以上各式解得va vb＝ 3 4