2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（七）（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（七） 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．中国散裂中子源（CSNS）已通过验收，它是探测物质微观结构和运动的重要科研装置。有关中子的研 究，下列说法正确的是（ ） A． 衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子 B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C．卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D． Th 核发生一次 α 衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4 2．如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度 和 下的速率分布情况，下列说法正确的是 （ ） A． B．随着温度升高，每一个气体分子的速率都增大 C．随着温度升高，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加 D．若从 到 气体的体积减小，气体一定从外界吸收热量 3．一理想变压器原、副线圈匝数比为 3：1，原线圈与小灯泡 D 串联后，接入一电压有效值恒定的正弦交 流电源；副线圈电路中连接可变电阻 R 和电流表，电流表内阻不计，如图所示。若改变 R 的阻值，使电流 表的示数变为原来的两倍。则（　　） β aT bT a bT T> aT bTA．小灯泡 D 的亮度变暗 B．副线圈的电压变小 C．R 的阻值大于原来的一半 D．变压器的输入功率变为原来的两倍 4．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体 S1 和 S2 构成，两星在相互之间 的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 C 做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为 T，S1 到 C 点 的距离为 r1，S1 和 S2 的距离为 r，已知引力常量为 G．因此可求出 S2 的质量为（ ） A． B． C． D． 5．如图甲所示，水平面上一质量为 m 的物体在水平力 F 作用下开始加速运动，力 F 的功率 P 保持恒定， 运动过程中物体所受的阻力 f 大小不变，物体速度最终达到最大值 ，此过程中物体速度的倒数 与加速 度 a 的关系图象如图乙所示。仅在已知功率 P 的情况下，根据图象所给信息可知以下说法错误的是（　　） A． B． C．图象的斜率为 D．f=0.1P 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．波长为 和 的两束可见光分别入射到同一个双缝上，可在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为 的 光的条纹间距小于波长为 的条纹间距。则（下列表述中，下标“1”和“2”分别代表波长为 和 的光所对 应的物理量）（ ） ( )2 2 1 2 4π r r r GT − 2 2 1 2 4π r GT 2 3 1 2 4π r GT 2 2 1 2 4π r r GT maxv 1 v 2 max 1 s0m /v = 30m P= f P 1 λ 2 λ 1 λ 2 λ 1 λ 2 λA．这两束光的波长 > B．这两束光从玻璃射向真空时，其临界角 C．若这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压 D．若这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到 n=2 能级时产生，则相应激发态的电离能 7．两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为 2.50Hz，图示时刻平衡位置 x＝3m 处的质点正在向上振动。则下列说法正确的是（ ） A．实线波沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 x 轴负方向传播 B．两列波在相遇区域发生干涉现象 C．两列波的波速均为 25m/s D．从图示时刻起再过 0.025s，平衡位置 x＝1.875m 处的质点将位于 y＝30cm 处 8．如图所示，竖直平面内有水平方向的匀强电场 E，A 点与 B 点的连线垂直电场线，两个完全相同的带等 量正电荷的粒子，以相同大小的初速度 v0 分别从 A 和 B 点沿不同方向开始运动，之后都能到达电场中的 N 点，粒子的重力不计，下列说法正确的是（　　） A．两粒子到达 N 点所用的时间可能相等 B．两粒子到达 N 点时的速度大小一定相等 C．两粒子在 N 点时的动能可能小于各自初始点的动能 D．两粒子整个运动过程机械能的增加量一定相等 1 λ 2 λ 1 2C C< 1 2c cU U> 1 2E E∆ > ∆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）图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹． ①以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________． a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b．每次小球释放的初始位置可以任意选择 c．每次小球应从同一高度由静止释放 d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 ②实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点 O 为坐标原点，测量它们的水平坐标 x 和竖直坐标 y，图乙中 y-x2 图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________． ③图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛的起点，在轨迹上任取两点 A、B，测得 A、B 两点纵坐标 y1＝5.0cm，y2＝45.0cm，A、B 两点水平间距 Δx＝40.0cm.则平抛小球的初速度 v0 为_______ m/s。（2）电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此 外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的 I-t 图像。如图甲所示连接电路。直流电源电动势 8V，内阻可忽略，电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关 S 与 1 端相连，电源向电容器充电，这个 过程可在短时间内完成。然后把开关 S 掷向 2 端，电容器通过电阻 R 放电，传感器将电流信息传入计算机， 屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 图像，一位同学得到的 I-t 图像如图乙所示。 ①在图乙 I-t 图中用阴影标记了一个竖立的狭长矩形（在图的 1s 附近），这个阴影面积的物理意义是 _______________。 ②根据 I-t 图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为 __________________。 ③如果不改变电路其他参数，只增大电阻 R，充电时 I-t 曲线与横轴所围成的面积将___________(填“增大、 不变、变小”)；充电时间将_______________(填“变长、不变、变短”)。 10．（14 分）如图所示，水平光滑导轨足够长，导轨间距为 ，导轨间分布有竖直方向的匀强磁场，磁感应 强度为 ，导轨左端接有阻值为 的电阻，电阻两端接一理想电压表。一金属棒垂直放在导轨上，其在轨 间部分的电阻也为 。现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止开始水平牵引金属棒，开始时，物块距地 L B R R面的高度为 ，物块落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为 。已知物块与金属棒的质量相等，不计 导轨电阻和滑轮质量与摩擦，导轨始终与金属棒垂直且紧密接触。求： （1）金属棒的最大速度 ； （2）物块的质量 ； （3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，电阻 上产生的热量 。 11．（16 分）如图所示，一倾角 、长度 的固定斜面，其底端与长木板 B 上表面等高，B 静 止在粗糙水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与木板 B 的上表面接触处圆滑。一可视为质点 的小滑块 A 从斜面顶端处由静止开始下滑，最终 A 刚好未从木板 B 上滑下。已知 A、B 的质量相等，A 与 斜 面 的 动 摩 擦 因 数 ， A 与 B 上 表 面 间 的 动 摩 擦 因 数 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 ， 。求： （1）当 A 刚滑上 B 的上表面时的速度 的大小； （2）木板 B 的长度 L； h U v m R Q 037α = 4S m= 1 0.5µ = 2 0.4, Bµ = 2 3 0.1, 10 /g m sµ = = 0 0sin37 0.6,cos37 0.8= = 0v12．（18 分）实验宣中常用粒子加速器来获得高速粒子，某两级串列加速器外形设计酷似“U"型，其结构如 图所示，其中 ab、cd 为底面为正方形的长方体加速管，加速管长为 L，底面边长为 且两加速管底面在同 一平面内。两加速管中心轴线间的距离为 ，加速管内有和轴线平行的匀强电场。端面 b、d 的下方 区域存在垂直两加管轴线平面的匀强磁场，磁感强度大小为 B。现将速度很小的一价带负电粒子均匀地从 a 端面输入，在 ab 管中被加速后，垂直进入匀强磁场，到达 d 处时，可被设在 d 处的特殊装置将其电子剥离 (粒子速度不变，特殊装置大小可忽略)，成为三价正粒子，沿轴线进入的粒子恰能沿两加速管轴线加速，已 知 b、d 两端电势相等，a、c 两端电势相等，元电荷为 e，该粒子质量为 m，不计粒子重力及粒子间相互作 用力。 （1）试求 a、b 两端面之间的电势差； （2）仅改变加速管电压，则粒子在加速器中经历的最短时间是多少； （3）实际工作时，磁场可能会与设计值 B 有一定偏差 ，而会以 至 间的某一确定值工作， 若要求至少有 90%的粒子能成功加速，试求偏差 的最大值。 0r 019rD = B∆ B B− ∆ B B+ ∆ B∆参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 A C B D C BC AD BD 9、【答案】 （1）ac c 2.0 （2）通电 0.2 秒充入电容（流过电阻 R）的电荷量 （1.4~1.8） 10-3 不变 变长 10、【解析】 （1）设金属棒的最大速度 ，根据法拉第电磁感应定律可得： 根据欧姆定律可得： 联立解得金属棒的最大速度： （2）根据欧姆定律可得： 对棒分析，根据平衡条件可得： 安 而： 安 联立解得物块的质量： （3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，由能量守恒可得： 总 电阻 上产生的热量： 总 11、【解析】 （1）设 A 物块从斜面下滑过程中加速度大小为 ，由牛顿第二定律和运动学公式得： ， ， 或 ， × v =E BLv 2 EI R = U IR= 2Uv BL = UI R = mg F= F =BIL BULm gR = 21 ( )2mgh m m v Q= + + R 1= 2Q Q 32 2 BULh U R BLgR = − 1a 1 1sin cosmg mg maα µ α− = 2 0 12v a S= 2 1 0 1sin cos 2mgS mgS mvα µ α− =得 ； （2）A 物块滑上 B 后，A 与 B 上表面间的摩擦力 ，B 与地面间的最大静摩擦力 ，故 A 先做匀减速运动，B 先做匀加速运动；当 A、B 共速后保持相对静止共同减速 直至静止。木板 B 的长度为 A、B 共速时二者的位移差。设 A、B 共速时的速度为 v， ， ， ， ， ， ， 或 ， ， ， ， 得 。 12、【解析】 （1）粒子在加速管中的运动有： 在磁场中运动有： ， 得到： （2）改变电势差后： ， 粒子在加速管离运动的时间： 在磁场中运动的时间： ， ， 若使 t 最小，应使 最大，此时： 联立上述可得： （3）按磁场设计值工作时，粒子在磁场中轨迹半径 ，要求至少 的粒子能实现加速 若磁场 变弱，则有 0 4 /v m s= 2 2f mgµ= 3 3 2 32 ,f mg f fµ= > 2 2mg maµ = 2 3 32mg mg maµ µ− = 0 2v v a t= − 3v a t= 2 2 0 2 22v v a x− = − 2 3 32v a v= 2 2 2 2 0 1 1 2 2mgx mv mvµ− = − ( ) 2 2 3 3 12 2mg mg x mvµ µ− = 2 0mgt mv mvµ− = − ( )2 3 2mg mg t mvµ µ− = 2 3 4 3L x x m= − = 21 2eU mv= 2 evB m r v= 2 Dr = 2 2 8 eU m D B= ' 2 1 1 2 meU v= ' 2 2 2 1 1 1 2 23 m meU v v= − 1 1 1 2 2 2L Lt v v v = + + 2 1 2Tt = 2 mT qB π= 1 2t t t= + 1v ' 0 2 D rr += 0 4 15 L mt eBr π = +    2r D= 90% 'B ' 0 2 0.1Dr r −