2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（十）（Word版含答案）

2020 年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（十） 本试卷分选择题和非选择题两部分，满分 100 分 第Ⅰ卷（选择题） 注意事项： 每小题选出答案后，填入答题纸的表格中，答在试卷上无效。 本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、选题题（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．下列各种关于近代物理学的现象中，与原子核内部变化有关的是（ ） A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象 B．a 粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象 C．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象 D．含铀的矿物质自发向外放出 β 射线（高速电子流）的现象 2．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　） A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 B．在完全失重的状态下，气体的压强为零 C．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大 D．当分子热运动变剧烈时，压强一定增大 3．采用一稳压交流电源给如图所示电路供电，R1、R2、R3 是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的匝数 比为 2：1，开关断开时电路消耗的总功率为 P，则开关闭合时电路消耗的总功率为（　　） A．P B． C． D． 4．我国计划于 2020 年发射“火星探测器”，若探测器绕火星的运动、地球和火星绕太阳的公转视为匀速圆周 运动，相关数据见表格，则下列判断正确的是（ ） 行星 行星半径/m 行星质量/kg 行星公转轨道半径 行星公转周期 地球 6.4×106 6.0×1024 R 地=1.5×1011m T 地 3 2 P 5 3 P 9 5 P火星 3.4×106 6.4×1023 R 火=2.3×1011m T 火 A．T 地>T 火 B．火星的“第一宇宙速度”小于地球的第一宇宙速度 C．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 D．探测器绕火星运动的周期的平方与其轨道半径的立方之比与 相等 5．如图所示，虚线为位于 O 位置的点电荷形成电场中的等势面，已知三个等势面的电势差关系为 ，图中的实线为一带负电的粒子进入该电场后的运动轨迹，与等势面相交于图中的 a、b、 c、d 四点，已知该粒子仅受电场力的作用，则下列说法正确的是（　　） A．该粒子只有在 a、d 两点的动能与电势能之和相等 B．场源电荷是正电荷 C．粒子电势能先增加后减小 D． 二、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，有选错或不答的得 0 分） 6．平行板玻璃砖横截面如图，上下表面足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面， 从下表面射出时分为 a、b 两束光，则（　　） A．以相同的入射角从水中斜射入空气，a 光的折射角大 B．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大 C．在玻璃中传播时，a 光的传播速度较大 2 2 T T 火 地 1 2 2 3 ϕ ϕ ϕ ϕ− = − 1 2 3 ϕ ϕ ϕ> >D．增大入射光在上表面的入射角，可能只有一种光从下表面射出 7．一列简谐横波沿着 x 轴正方向传播，波中 A、B 两质点在平衡位置间的距离为 0.5m，且小于一个波长， 如图甲所示，A、B 两质点振动图像如图乙所示，由此可知（　　） A．波中质点在一个周期内通过的路程为 8cm B．该简谐波的波速为 0.5 m/s C．t=1.5 s 时 A、B 两质点的位移相同 D．t=1.5 s 时 A、B 两质点的振动速度相同 8．如图所示，质量为 m 的物体 A 静止在质量为 M 的斜面 B 上，斜面 B 的倾角 θ＝30°。现用水平力 F 推物 体 A，在 F 由零逐渐增加至 mg 再逐渐减为零的过程中，A 和 B 始终保持静止。对此过程下列说法正确 的是（ ） A．地面对 B 的支持力不会随着力 F 的变化而变化 B．A 所受摩擦力方向始终沿斜面向上 C．A 所受摩擦力的最小值为 ，最大值为 mg D．A 对 B 的压力的最小值为 mg，最大值为 mg 3 2 4 mg 3 2 3 2 3 3 4第Ⅱ卷（非选择题） 注意事项： 请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸相应的范围内。 解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的， 答案中必须明确写出数值和单位。 本卷共 4 题，共 60 分。 9．（12 分） （1）①在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_____。 A．须选用密度和直径都较小的摆球 B．须选用轻且不易伸长的细线 C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D．计时起、终点都应在摆球的最高点且不少于 30 次全振动的时间 ②某同学在野外做“用单摆测定重力加速度”的实验时，由于没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的石 块代替摆球，如上图所示。操作时，他用刻度尺测量摆线 OM 的长度 L 作为摆长，测出 n 次全振动的总时 间由到周期 T，求出重力加速度 ，这样得到的重力加速度的测量值比真实值_____（填“大”或 “小”）。为了克服摆长无法准确测量的困难，该同学将摆线长度缩短为 ，重复上面的实验，得出周期 ， 由此他得到了较精确的重力加速度值 g= 。 （2）有一个简易的多用电表，内部电路如图所示。它有 a、b、c、d 四个接线柱，表盘上有两条刻度线， 其中表示电阻的刻度线刻度是均匀的，表头 G 的满偏电流 Ig=25mA，内阻 Rg=10Ω。使用 a、c 两个接线柱， 多用电表的功能是量程为 0~100V 的电压表。 ①表盘上电阻刻度线上的相邻两刻度表示的电阻值之差越往左侧越_____（填“大”或“小”）。 22( )g LT π= L′ T′②如果使用 a、b 两个接线柱，多用电表最多能够测量___________V 的电压，与接线柱 c 相连的电阻 R=__________Ω。 ③将 a、d 两个接线柱短接，调节滑动变阻器的滑动触头，使表头指针指向表盘右侧“0”刻度。取一个电阻箱， 将 a、d 两个接线柱与电阻箱相连，调节电阻箱，使表头指针指向表盘的正中央，此时电阻箱的电阻为 120Ω，则这只多用电表欧姆挡的内阻为___________Ω；这只多用电表内电源的电动势为___________V。 ④按照红、黑表笔的一般使用规则，测电阻时红表笔应该与接线柱_______（填“a”或“d”）相连。 10．（14 分）如图所示，某货场需将质量为 m=20kg 的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物 与地面发生撞击，现利用光滑倾斜轨道 MN、竖直面内圆弧形轨道 NP，使货物由倾斜轨道顶端距底端高度 h=4m 处无初速度滑下，两轨道相切于 N 点，倾斜轨道与水平面夹角为 θ=60°，弧形轨道半径 R=4m，末端 切线水平。地面上紧靠轨道放着一块木板，质量为 M=30kg，长度为 L=10m，木板上表面与轨道末端 P 相切， 若地面光滑，货物恰好未滑出木板，木板获得的最大速度为 v=4m/s，不考虑货物与各轨道相接处能量损失、 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取 g=10m/s2，求： （1）货物到达倾斜道末端 N 点时所用的时间 t； （2）在圆弧轨道上 NP 滑动过程中，摩擦力对货物做的功 Wf； （3）为避免木板在地面上滑行的距离过大，在地面上涂了防滑涂料，使木板与地面间的动摩擦因数 μ0=0.2， 判断货物是否会滑出木板。 11．（16 分）虚线 PQ 上方存在垂直纸面向外的匀强磁场， PQ 下方存在竖直向上的匀强磁场，两处磁场磁 感应强度大小均为 B0.足够长的不等间距金属导轨竖直放置，导轨电阻不计。两根金属棒水平地靠在金属导 轨上，其中金属棒 AB 光滑且质量为 m, 长为 L，电阻为 R;金属棒 CD 质量为 2m、长为 2L、电阻为 2R,与导轨之间的动摩擦因数为 μ。若 AB 棒在拉力 F 的作用下沿导轨由静止向上做加速度为 a 的匀加速直线运动， 同时由静止释放 CD 棒，如图所示。已知运动过程中棒与导轨接触良好，重力加速度为 g。求： （1）AB 棒哪端电势高，两端的电压 UAB 的大小随时间变化的规律； （2）作用在金属棒 AB 上的拉力 F 需要满足的条件； （3）CD 棒下滑达到最大速度所需时间。 12．（18 分）题 9 图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强 磁场.其中 和 是 间距为 的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔 和 ， ，P 为靶点， （ 为大于 1 的整数）.极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为 .质量为 、 带电量为 的正离子从 点由静止开始加速，经 进入磁场区域.当离子打到极板上 区域（含 点） 或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受 的重力。求： （1）离子经过电场仅加速一次后能打到 P 点所需的磁感应强度大小； （2）能使离子打到 P 点的磁感应强度的所有可能值； （3）打到 P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。 MN M N′ ′ h O O′ O N =ON=d′ ′ O P=kd′ k U m q O O′ O N′ ′ N′参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 D A C B C BC ABD AD 9、【答案】 （1）BC 小 （2）大 0.25 3990Ω 120Ω 3V a 10、【解析】 （1）货物在倾斜轨道上滑动 可得 s （2）木块最终未滑出木板，则 由动能定理 可得 Wf=-200J （3）参考答案① 木块滑上木板后，因为 所以，木板相对地面未滑动 可得：S=16.7m＞L，所以滑出木板 11、【解析】 (1)由右手定则可判断棒 AB 的 B 端电势高 由闭合电路欧姆定律得： 由法拉第电磁感应定律得： ( )2 2 2 4 L L g T T π ′ ′ − = − sinmg maθ = 21 sin 2 h atθ = t = 4 15 0 ( )mv M m v= + 2 0 1(1 cos ) 2fmgh mgR W mvθ+ − + = 2 2 0 1 1 ( )2 2mgL mv M m vµ = − + 0 ( )mg M m gµ µ< + 2 0 1 2mgS mvµ = 2 EI R R = + 0E B Lv=由速度公式得： AB 棒两端的电压 联立整理得： (2)对 AB 棒：由牛顿第二定律得： 整理得： (3)由右手定则可判断棒 AB 中的电流方向为从 A 流向 B，由左手定则，棒 CD 所受安培力垂直纸面向外，棒 速度达到最大时满足 由(1)可得： 12、【解析】 （1）离子经电场加速，由动能定理： ，可得 磁场中做匀速圆周运动， 刚好打在 P 点，轨迹为半圆，由几何关系可知 联立解得 （2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小，圆周运动半径较小，不能直接打在 P 点，而 做圆周运动到达 右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到 O 点重新加速，直到打在 P 点。设共加速了 n 次，有： 且 解得： ， 21 2qU mv= 2qUv m = 2vqvB m r = 2 kdr = 2 2qUmB qkd = N′ 21 2 nnqU mv= 2 n n n vqv B m r = 2n kdr = 2 2nqUmB qkd = v at= 2ABU I R= ⋅ 0 2 3ABU B Lat= 0F B IL mg ma− − = 2 2 0 3 B L atF mg ma R = + + 0 (2 ) 2B I L mgµ = 2 2 0 3mgRt B L aµ=要求离子第一次加速后不能打在板上，有 ，且 ， 解得： 故加速次数 n 为正整数最大取 即 （3）加速次数最多的离子速度最大，取 ，离子在磁场中做 n-1 个完整的匀速圆周运动和半个圆周 打到 P 点。 由匀速圆周运动 电场中一共加速 n 次，可等效成连续的匀加速直线运动.由运动学公式 可得： 1 2 dr > 2 1 1 2qU mv= 2 1 1 1 vqv B m r = 2n k< 2 1n k= − 2 2nqUmB qkd = 2( 1,2,3, , 1)n k= − 2 1n k= − 2 2r mT v qB π π= = 2 2 (2 3)=( 1) 2 2 2 ( 1) T k mkdt n T qum k π−− + = −磁 2 21( 1) 2k h at− = 电 qUa mh = 22( 1)= k mt h qU − 电