2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（九）（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（九） 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） 1．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气 体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体 封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度 逐渐降低．此过程中（ ） A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功 B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大 C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大 D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量 2．下图是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ） A．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大 B．从同种介质射入真空发生全反射时 a 光临界角大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大 D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 a 光的能级能量差大 3．在某种介质中，一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图如图（a）所示，此时质点 A 在波峰位置， 质点 D 刚要开始振动，质点 C 的振动图像如图（b）所示；t=0 时刻在 D 点有一台机械波信号接收器（图中 未画出），正以 2m/s 的速度沿 x 轴正向匀速运动。下列说法正确的是（　　）A．质点 D 的起振方向沿 y 轴负方向 B．t=0.05s 时质点 B 回到平衡位置 C．信号接收器接收到该机械波的频率小于 2.5Hz D．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变 4．中国计划 2020 年发射火星探测器，科学家近日透露采取“硬着陆”，在火星探测器着陆的最后阶段，着陆 器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时 高度为 h，速度方向是水平的，速度大小为 v0，然后第二次下落．已知火星某卫星的圆形轨道半径为 r，周 期为 T，火星可视为半径为 r0 的均匀球体，不计火星大气阻力．则（ ） A．火星的第一宇宙速度为 B．火星的密度为 C．着陆器第二次下落的时间为 D．着陆器第二次下落的着地速度为 5．如图中的一组平行线为匀强电场的等势线，曲线为正电荷在匀强电场中的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两 点，则下列说法正确的是（ ） A．电荷在相同时间内速度变化量相同 B．b 点的电势高于 a 点的电势 C．b 点的电势能大于在 a 点的电势能 D．该电场的方向水平向左 2 r T π 2 3 GT π 0 2h v 2 3 2 02 2 0 8 hr vT r π +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．中国核学会发布消息称，截至 201 9 年 6 月底，中国大陆在运核电机组 47 台，装机容量 4873 万千瓦， 位居全球第三。铀核（ ）是获得核能的主要原料之一，其中一种核反应方程为 并释放核能，下列说法正确的是（　　） A．该核反应过程中，产物的结合能之和大于铀核（ ）的结合能 B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变 C．X 原子核中的核子数为 140 个，中子数为 86 个 D．因为裂变时释放能量，根据 E=mc2，所以裂变后的总质量数减少 7．如图甲为演示用的交流发电机，矩形金属线圈 abcd 的面积为 S，匝数为 n，线圈总电阻为 r，在磁感应 强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴 以角速度 ω 匀速转动，从某时刻起线圈中产生的感应电动 势随时间的变化关系如图乙所示，外电路电阻为 R。下列说法中正确的是（　　） A．从 t1 到 t3 这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零 B．t4 时刻穿过线圈的磁通量的变化率为 E0 C．从 t3 到 t4 这段时间通过电阻 R 的电荷量为 D．电阻 R 的发热功率为 8．如图所示，甲球从 O 点以水平速度 v1 抛出，落在水平地面上的 A 点；乙球从 O 点以水平速度 v2 抛出， 落在水平地面上的 B 点，乙球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变，反弹后恰好也落在 A 点。已知两球质量均为 m，乙球落在 B 点时速度与水平方向夹角为 ，不计碰撞时间和空气阻力，以水 平地面为重力势能零势面，则下列说法正确的是（　　） 285 92 U 235 1 94 1 92 0 38 0U n X Sr 2 n+ → + + 285 92 U OO′ ( )0E R r ω+ ( ) 2 0 22 RE R r+ 60°A．甲球落在 A 点时速度与水平方向夹角为 B．甲乙抛出时速度之比 v1：v2＝3:1 C．甲乙落地时速度之比为 v 甲：v 乙＝3:1 D．甲乙抛出时机械能之比为 E 甲：E 乙＝3:1 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）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 ①实验中，必要的措施是___________________________________。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 45°D．平衡小车与长木板间的摩擦力 ②他实验时将打点计时器接到频率为 50Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每 相邻两个计数点间还有 4 个点，图中未画出）。s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm， s6=7.64cm，则小车的加速度 a=________ （要求充分利用测量的数据），打点计时器在打 B 点时小车 的速度 vB=________m/s。（结果均保留两位有效数字） （2）同学要测量一电压表的内阻 ，所用的实验器材有： 电源 E（电动势 8V，内阻较小） 待测电压表 V1：（量程为 0~1V 内阻约 2k ） 电压表 V2：（量程为 0~8V） 定值电阻 R 四只，阻值分别为：2.0k ，8.0k ，14.0k ，20.0k 滑动变阻器 R1：（0~500 ） 开关一个，导线若干 ①请设计最佳方案测量待测电表内阻，将电路图画在虚线框内； ②为保证实验中的测量数据变化范围尽量大该同学应选用阻值为_____k 的定值电阻； ③该同学在实验中多次调节滑动变阻器，记下电压表 V1 的示数 U1 和电压表 V2 的示数 U2；以 U2 为纵坐标， U1为横坐标建立，根据测得数据描点作出了一条过原点的直线，测算的直线斜率为k，则待测电阻 =______。 2m / s VR Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω VR10．（14 分）滑板运动是一项惊险刺激的运动。某滑板运动员在一次表演时的部分赛道如图所示，光滑弧形 赛道 AB 和光滑水平赛道 BC 在 B 点平滑连接，滑板 a 和 b 的质量均为 m=5kg，运动员质量为 M=55kg，平 台 AD 高度 h=3.2m。表演开始，运动员先让滑板 a 从 A 点由静止沿赛道 AB 滑下，t1=0.1s 后运动员再站在 滑板 b 上保持固定的姿势与滑板 b 一起从 A 点静止下滑，滑上水平赛道 BC 后，运动员用力从滑板 b 上跳 出，在空中运动 t2=0.4s（水平方向是匀速运动，不考虑竖直方向的运动)后落到同方向运动的滑板 a 上。与 滑板 a 保持相对静止，取 g=10m/s²。求： （1）求滑板 a 运动到 B 点的速度； （2）运动员跳离滑板 b 时滑板 b 的速度。 11．（16 分）如图所示，水平虚线 L1、L2 之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场区域的高度为 h。竖直 平面内有一质量为 m 的直角梯形线框，底边水平，其上下边长之比为 5:1，高为 2h。现使线框 AB 边在磁场 边界 L1 的上方 h 高处由静止自由下落（下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直），当 AB 边 刚进入磁场时加速度恰好为 0，在 DC 边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动.求： （1）求 AB 边刚进入磁场时线框的速度与 CD 边刚进入磁场时的速度各是多少？ （2）从线框开始下落到 DC 边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为多少: （3）DC 边刚进入磁场时，线框加速度 大小为多少？的12．（18 分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为 U0 的加速电场， 其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝 O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场， 最后打在底片上。已知放置底片的区域 MN =L。且 OM =L．某次测量发现 MN 中左侧 2/3 区域 MQ 损坏， 检测不到离子，但右侧 1/3 区域 QN 仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在 MQ 的离子即 可在 QN 检测到。 （1）求原本打在MN中点P的离子质量m； （2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围； （3）为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数。(取lg2 =0. 301， lg3=0. 477，lg5=0. 699)参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 B D C D A AC CD BD 9、【答案】 （1）AB 0.80 0.40 （3） 14.0 10、【解析】 （1）对滑板 a： =8m/s （2）对滑板 b 和远动员： 设运动员离开滑板 b 的速度为 ，由运动关系 =10m/s 设运动员离开滑板 b 后滑板 b 的速度为 ： =-14m/s，方向水平向右。 11、【解析】 （1）设 AB 边刚进入磁场时速度为 v0，线框电阻为 R，则 CD=5L 由机械能守恒定律得：mgh= 则： AB 刚进入磁场时： =mg 设 DC 边刚进入磁场前匀递运动时速夜为 v1，线框切割磁感应线的有效长度为 2L 1 R k − 2 0 1 2mgh mv= 0v 2 1 1( ) ( )2M m gh M m v+ = + 2v 0 1 2 2 2( )v t t v t+ = 2v 3v 1 2 3( )M m v Mv mv+ = + 3v线框匀速运动时有： =mg 解得： （2）从线框开始下落到 CD 边进入磁场前瞬间，根据能量守恒定律得：mg·3h-Q= 联立得：Q= mgh （3）CD 刚进入磁场瞬间，线框切刺磁感应线的有效长度为 3L，F1=BI1 3L 闭合电路欧姆定律得：I1= ， 由牛顿第二定律得：a= 12、【解析】 （1）离子在电场中加速　 　 在磁场中做匀速圆周运动　　 　　 解得 代入 ，解得 （2）由(1)知， 　　离子打在Q 点 ， 离子打在N点r =L， 　则电压的范围　 （3）由(1)可知， 由题意知，第1次调节电压到U1，使原本Q点的离子打在N点 此时,原本半径为r1的打在Q1 的离子打在Q 上　 2 0 1 2qU mv= 2vqvb m r = 021 mUr B q = 0 3 4r L= 2 2 0 9 32 qB Lm U = 2 0 2 16 9 U rU L = 5 6r L= 0100 81 UU = 016 9 UU = 0 0100 16 81 9 U UU≤ ≤ r U∝ 1 0 5 6 UL UL = 1 1 0 5 6 L U r U =解得 第2次调节电压到U2，原本打在Q1的离子打在N点，原本半径为r2的打在Q2的离子打在Q上，则 ， 　解得 同理，第n次调节电压，有 检测完整，有 　解得 最少次数为 3 次。 2 1 5( )6r L= 2 1 0 UL r U = 2 2 0 5 6 L U r U = 3 2 5( )6r L= 15( )6 n nr L+= 2n Lr ≤ lg 2 1 2.86lg( )5 n ≥ − ≈