天津市2020年高中物理学业水平等级性考试模拟试题七 10页

天津市2020年高中物理学业水平等级性考试模拟试题（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（　　）‎ 9‎ A．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）（ ）‎ 9‎ A．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 9‎ 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。‎ 9‎ ‎（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 9‎ ‎。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；‎ 9‎ ‎12．（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。‎ 9‎ 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，‎ 9‎ 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 9‎ 若磁场变强，则有 所以：。‎ 9‎