2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题：（一） 10页

2020 年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（一） 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．如图所示，一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙 土，忽略环境温度的变化，在此过程中（ ） A．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多 B．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大 C．气缸内大量分子的平均动能增大 D．气体的内能增大 2．频率为 的入射光照射某金属时发生光电效应现象。已知该金属的逸出功为 W，普朗克常量为 h，电子 电荷量大小为 e，下列说法正确的是（ ） A．该金属的截止频率为 h W B．该金属的遏止电压为 h W e   C．增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数不变 D．增大入射光的频率，光电子的最大初动能不变 3．如图所示，线圈 ABCD 匝数 n＝10，面积 S＝0.4 m2，边界 MN(与线圈的 AB 边重合)右侧存在磁感应强度 B＝ 2  T 的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕 AB 边以ω＝10π rad/s 的角速度匀速转动.则以下说法正确的 是（ ） A．线圈产生的是正弦交流电 B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为 40 V C．线圈转动 1 60 s 时瞬时感应电动势为 40 3 V D．线圈产生的感应电动势的有效值为 40 V 4．2019 年 1 月 3 日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面 15km 高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面 100m 处悬停，再缓慢降落到月面。己知万有引力 常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为 1.7×103km，由上述条件不能．．估算出（ ） A．月球质量 B．月球表面的重力加速度 C．探测器在 15km 高处绕月运动的周期 D．探测器悬停时发动机产生的推力 5．两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷固定在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随 x 变化的关系 如图所示，其中 C 为 ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ） A．q1、q2 为等量异种电荷 B．N、C 两点间场强方向沿 x 轴负方向 C．N、D 两点间的电场强度大小沿 x 轴正方向先减小后增大 D．将一正点电荷从 N 点移到 D 点，电势能先增大后减小 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．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是（ ） A．卢瑟福在 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是 射线 C．据图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 要放出核能 D．据图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 要吸收能量 7．如图中坐标原点处的质点 O 为一简谐波的波源，当 t = 0 s 时，质点 O 从平衡位置开始振动，波沿 x 轴向 两侧传播，P 质点的平衡位置在 1m～2m 之间，Q 质点的平衡位置在 2m～3m 之间。t1=2s 时刻波形第一次 如图所示，此时质点 P、Q 到平衡位置的距离相等，则（ ） A．波源 O 的初始振动方向是从平衡位置沿 y 轴向上 B．从 t2=2.5s 开始计时，质点 P 比 Q 先回到平衡位置 C．当 t2=2.5s 时，P、Q 两质点的速度方向相同 D．当 t2=2.5s 时，P、Q 两质点的加速度方向相同 8．如图所示，质量为 m 的托盘 P（包括框架）悬挂在轻质弹簧的下端处于静止状态，托盘的上表面水平。 t=0 时刻，将质量也为 m 的物块 Q 轻轻放到托盘上，t1 时刻 P、Q 速度第一次达到最大，t2 时刻，P、Q 第一 次下降到最低点，下列说法正确的是（ ） A．Q 刚放上 P 瞬间它们的加速度大小为 2 g B．0~t1 时间内弹簧弹力的冲量大于 2mgt1 C．0~t1 时间内 P 对 Q 的支持力不断增大 D．0~t2 时间内 P、Q 的重力势能和弹簧弹性势能的总和不断减小 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）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中： ①甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的 F﹣x 图象，其中 F 为弹簧弹力，x 为弹簧长度．请 通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长 x0＝_____cm，弹簧的弹性系数 k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成 一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度 x＝_____cm． ②乙同学使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____． A．a 的原长比 b 的长 B．a 的劲度系数比 b 的大 C．a 的劲度系数比 b 的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比． （2）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻： ①实验室除提供开关 S 和导线外，有以下器材可供选择： 电压表：V（量程 3V，内阻 Rv=10kΩ） 电流表：G（量程 3mA，内阻 Rg=100Ω） 电流表：A（量程 3A，内阻约为 0.5Ω） 滑动变阻器：R1（阻值范围 0-10Ω，额定电流 2A） R2（阻值范围 0-1000Ω，额定电流 1A） 定值电阻：R3=0.5Ω 该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表 A 的原因是___________； ②该同学将电流表 G 与定值电阻 R3 并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是 _______A； ③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______（填写器材的符号）； ④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表 G 读数为横坐标，以电压表 V 读数为纵坐标绘出了如图 所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 E=_______V（结果保留三位有效数字），电源的内阻 r=_______Ω （结果保留两位有效数字）。 10．（14 分）如图所示是一种升降电梯的模型示意图，A 为轿厢，B 为平衡重物，A、B 的质量分别为 1Kg 和 0.5Kg。A、B 由跨过轻质滑轮的足够长轻绳系住．在电动机牵引下使轿厢由静止开始向上运动，电动机 输出功率 10W 保持不变，轿厢上升 1m 后恰好达到最大速度．不计空气阻力和摩擦阻力，g=10m/s2．在轿 厢向上运动过程中，求： （1）轿厢的最大速度 vm： （2）轿厢向上的加速度为 a=2m／s2 时，重物 B 下端绳的拉力大小； （3）轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间． 11．（16 分）如图所示，两光滑平行金属导轨置于水平面内，两导轨间距为 L，左端连有阻值为 R 的电阻， 一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为 B 、方向竖直向下的有界匀强磁场区域。已知 金属杆质量为 m ，电阻也为 R ，以速度 0v 向右进入磁场区域，做减速运动，到达磁场区域右边界时速度恰 好为零。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计。求： （1）金属杆运动全过程中，在电阻 R 上产生的热量 RQ （2）金属杆运动全过程中，通过电阻 R 的电荷量 q （3）磁场左右边界间的距离 d 12．（18 分）太阳喷发大量高能带电粒子，这些粒子形成的“太阳风”接近地球时，假如没有地球磁场， “太 阳风”就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成分可能不是 现在的样子，生命将无法存在。地磁场的作用使得带电粒子不能径直到达地面，而是被“运到”地球的南北两 极，南极光和北极光就是带电粒子进入大气层的踪迹。假设“太阳风”主要成分为质子，速度约为 0.1C （C= ）。近似认为地磁场在赤道上空为匀强环形磁场，平均强度为 ，示意图如图 所示。已知地球半径为 ，质子电荷量 ，质量 。如果“太阳 风”在赤道平面内射向地球，太阳喷发高能带电粒子，这些粒子形成的太阳风接近地球时，假如： （1）太阳风中质子的速度的方向任意，则地磁场厚度 d 为多少时才能保证所有粒子都不能到达地表？并画 出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（结果保留两位有效数字） （2）太阳风中质子垂直地表指向地心方向入射，地磁场的厚度至少为多少才能使粒子不能到达地表？并画 出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（结果保留两位有效数字）（ 时， ） （3）太阳风中粒子的入射方向和入射点与地心连线的夹角为 如图，0< <90°，磁场厚度满足第（1）问中 的要求为定值 d。电子质量为 me，电荷量为-e，则电子不能到达地表的最大速度和角度 的关系，并画出与 之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（图中磁场方向垂直纸面） 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 A B D D C ABC BD AC 9、【答案】 （1）8 25 20 B （2）量程与被测电流值相比较太大 0.603 R1 1.48 0.84（0.70-0.90 之间都给分） 10、【解析】 （1）轿厢的最大速度 mv ，当 ( )F M m g  时，速度最大， 根据 mP Fv 可得 2 /( )m Pv m sM m g   （2）轿厢的加速度为 22 /a m s ，平衡重物 B 下端绳的拉力大小 对 A： AF Mg Ma  对 B： B AF mg F ma   解得 8BF N （3）轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用时间 根据动能定理可得   21 2 mPt Mgh mgh M m v    ，解得 t=0.8s 11、【解析】 （1）由能量守恒，回路中总生热 2 02 1 mvQ  根据串联电路特点，电阻上生热 QQR 2 1 解得 2 04 1 mvQ  （2）金属杆运动过程中，应用动量定理 00ILBt mv   由 tIq  解得 0mvq BL  （3） E t   2 EI R  而 BLd  解得 0 2 2 2mv Rx B L  12、【解析】 （1） 轨迹如图中曲线（1）所示 由几何关系，地磁场的厚度至少为 d=2R 故 d=13km （2）轨迹如图中曲线（2）所示 显然 R<