2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题：（八） 9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（八） 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．下列说法中正确的是（　　） A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了薄膜干涉现象 B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光 D．红色和蓝色的激光在同种介质中传播时波长可能相同 2．如图所示，一定量的理想气体，由状态 a 等压变化到状态 b，再从 b 等容变化到状态 c，a、c 两状态温 度相等。下列说法正确的是（　　） A．从状态 b 到状态 c 的过程中气体吸热 B．从状态 a 到状态 b 的过程中气体对外做正功 C．气体在状态 b 的温度小于在状态 a 的温度 D．气体在状态 a 的内能大于在状态 c 的内能 3．1970 年 4 月 24 日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘、和 平利用太空、造福人类的序幕，自 2016 年起，每年 4 月 24 日定为“中国航天日”。已知“东方红一号”的运行 轨道为椭圆轨道，其近地点 M 和远地点 N 的高度分别为 439km 和 2384km。则（　 　） A．“东方红一号”的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．“东方红一号”在近地点的角速度小于远地点的角速度 C．“东方红一号”运行周期大于 24h D．“东方红一号”从 M 运动到 N 的过程中机械能增加 4．如图所示，在 xy 平面内有一沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波速为 1m/s，振幅为 4cm，频率为 2.5Hz. 在 t=0 时刻，P 点位于其平衡位置上方最大位移处，则距 P 为 0.2m 的 Q 点（ ） A．在 0.1 秒时的位移是 4cm B．在 0.1 秒时的速度最小 C．在 0.1 秒时的速度向下 D．在 0 到 0.1 秒时间内的路程是 4cm 5．如图，木块放在光滑的水平面上、一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均作用力大小为 f，射入木 块的深度为 d，此过程中木块移动了 s，则（ ） A．子弹损失的动能为 fs B．木块增加的动能为 f(s+d) C．子弹、木块系统总机械能的损失为 fd D．子弹动能的减少量等于木块动能的增加量 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．根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（　　） A．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为 ，则动能等于 的另一个氢原 子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态 B．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固 C．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．铀核 衰变为铅核 的过程中，中子数减少 21 个 7．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为 4∶1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想 电表，除 R 以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向 a，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压， 12.09eV 12.09eV 238 92( U) 206 82( Pb) 则下列说法中正确的是（　　） A．当开关与 a 连接时，电压表的示数为 55V B．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，副线圈输出电压的频率变为原来 2 倍 C．开关由 a 扳到 b 时，副线圈电流表示数变为原来的 2 倍 D．当开关与 a 连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大 8．如图所示，xOy 坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为 m。电荷量为+q 的带电粒子，以 的速度沿 AB 方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于 y 轴击中 C 点。已知 A、B、C 三个点的坐标分别 为（ ，0）、（0，2L）、（0，L）。若不计重力与空气阻力，则下列说法中正确的是（　 ） A．带电粒子由 A 到 C 过程中最小速度一定为 B．带电粒子由 A 到 C 过程中电势能先减小后增大 C．匀强电场的大小为 D．若匀强电场的大小和方向可调节，粒子恰好能沿 AB 方向到达 B 点，则此状态下电场强度大小为 0v 3L− 0 21 7 v 2 0mvE qL = 2 07 14 mv qL 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）用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从 A 点自由下落，下落过程中经过 光电门 B 时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间 t，测出 AB 之间的距离 h．实验 前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束． ①为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____． A．A 点与地面间的距离 H B．小铁球的质量 m C．小铁球从 A 到 B 的下落时间 tAB D．小铁球的直径 d ②小铁球通过光电门时的瞬时速度 v=_____，若下落过程中机械能守恒，则 与 h 的关系式为 =_____． （2）某实验小组欲将电流表 G1 的量程由 3mA 改装为 0.6A。实验器材如下： A．待测电流表 G1（内阻约为 10Ω）； B．标准电流表 G2（满偏电流为 6mA ）； C．滑动变阻器 R（最大阻值为 3kΩ ）； D．电阻箱 R'’阻值范围为 0~999.9 Ω）； E．电池组、导线、开关。 2 1 t 2 1 t a.实验小组根据图甲所示的电路测电流表 G1 的内阻，请完成以下实验内容： ①将滑动变阻器 R 调至最大，闭合 S1； ②调节滑动变阻器 R，使电流表 G1 满偏； ③再闭合 S2，保持滑动变阻器 R 不变，调节电阻箱 R′，电流表 G1 指针的位置如图乙所示，此时电阻箱 R′ 的示数为 4.5Ω 。可知电流表 G1 内阻的测量值为_______，与真实值相比______（选填“偏大”、“相等”或“偏 小”）； b 为了更加准确地测量电流表 G1 的内阻，实验小组利用上述实验器材重新设计实验，请完成以下实验内容： ①完善图丙的实物图连接________； ②实验小组根据图丙进行实验，采集到电流表 G1、G2 的示数分别为 3.0mA 、5.0mA ，电阻箱的读数为 15.0Ω ，则电流表 G1 内阻为________Ω ； ③实验小组将电流表 G1 改装成量程为 0.6A 的电流表，要_____（选填“串联”或“并联”） 一个阻值 Rx=____________Ω 的电阻（结果保留一位有效数字）。 10．（14 分）一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个 光滑圆弧轨道 AB 的底端等高对接，如 图所示．已知小车质量 M=3.0kg，长 L=2.06m，圆弧轨道半径 R=0.8m．现将一质量 m=1.0kg 的小滑块，由 轨道顶端 A 点无初速释放，滑块滑到 B 端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数 ．（取 g=10m/s2）试求： （1）滑块到达 B 端时，轨道对它支持力的大小； （2）小车运动 1．5s 时，车右端距轨道 B 端的距离； （3）滑块与车面间由于摩擦而产生的内能． 11．（16 分）如图所示，在平面直角坐标系 xoy 的第二象限内有平行于 y 轴的匀强电场，电场强度大小为 E，方向沿 y 轴负方向。在第一、四象限内有一个半径为 R 的圆，圆心坐标为（R，0），圆内有方向垂直于 xoy 平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子（不计重力），以速度为 v0 从第二象限的 P 点，沿平行于 x 轴正方向 射入电场，通过坐标原点 O 进入第四象限，速度方向与 x 轴正方向成 ，最后从 Q 点平行于 y 轴离开磁 场，已知 P 点的横坐标为 。求： （1）带电粒子的比荷 ； （2）圆内磁场的磁感应强度 B 的大小； （3）带电粒子从 P 点进入电场到从 Q 点射出磁场的总时间。 12．（18 分）如图所示，在同一水平面上的两根光滑绝缘轨道，左侧间距为 2l，右侧间距为 l，有界匀强磁 场仅存在于两轨道间，磁场的左右边界（图中虚线）均与轨道垂直。矩形金属线框 abcd 平放在轨道上，ab 边长为 l，bc 边长为 2l。开始时，bc 边与磁场左边界的距离为 2l，现给金属线框施加一个水平向右的恒定 拉力，金属线框由静止开始沿着两根绝缘轨道向右运动，且 bc 边始终与轨道垂直，从 bc 边进入磁场直到 ad 边进入磁场前，线框做匀速运动，从 bc 边进入右侧窄磁场区域直到 ad 边完全离开磁场之前，线框又做匀 速运动。线框从开始运动到完全离开磁场前的整个过程中产生的热量为 Q。问： （1）线框 ad 边刚离开磁场时的速度大小是 bc 边刚进入磁场时的几倍？ （2）磁场左右边界间的距离是多少？ （3）线框从开始运动到完全离开磁场前的最大动能是多少？ 30° 2− h q m 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 C B A D C BC ACD AD 9、【答案】 （1）D （2）9.0 偏小 10.0 并联 0.05 10、【解析】 （1）滑块从 A 端下滑到 B 端，由动能定理得 在 B 点由牛顿第二定律得 解得轨道对滑块的支持力 N （2）滑块滑上小车后，由牛顿第二定律 对滑块： ，得 m/s2 对小车： ，得 m/s2 设经时间 t 后两者达到共同速度，则有 解得 s 由于 s<1．5s，故 1s 后小车和滑块一起匀速运动，速度 v="1" m/s 因此，1．5s 时小车右端距轨道 B 端的距离为 m （3）滑块相对小车滑动的距离为 m 所以产生的内能 J d t 2 2gh d 11、【解析】 （1）由水平方向匀速直线运动得 2h=v0t1 竖直向下的分速度 由竖直方向匀加速直线运动知 vy=at1，加速度为 根据以上式解得 （2）粒子进入磁场的速度为 v，有 粒子运动轨迹如图所示 由几何关系得，粒子在磁场中作匀速圆周运动的轨道半径为 r=R 由洛伦兹力提供向心力可知 解得 （3）粒子在磁场中运动的时间为 粒子在磁场中运动的周期为 ，粒子在电场中运动的时间为 粒子运动的总时 代入数据得： 12、【解析】 （1）设磁感强度为 B，设线框总电阻为 R，线框受的拉力为 F，bc 边刚进磁场时的速度为 v1，则感应电动 0 ta 30nyv v °= qEa m = 2 03 6 vq m Eh = 0cos30 v v ° = 2mvqvB r = 0 4EhB v R = 2 12 60 0 3t T ° °= 2 rT v π= 1 0 2ht v = 1 2t t t= + 0 6 3π 3 h Rt v += 势为：E1=2Blv1 感应电流为： 线框所受安培力为：F1=2BI1l 线框做匀速运动，其受力平衡，即：F1=F，联立各式得： 设 ad 边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为 v2，同理可得： 所以：v2=4v1； （2）bc 边进入磁场前，线框做匀加速运动，设加速度为 a，bc 边到达磁场左边界时，线框的速度为 从 ad 边进入磁场到 bc 边刚好进入右侧窄磁场区域的过程中线框的加速度仍为 a，由题意可知 bc 边刚进入 右侧窄磁场区域时的速度为：v2=4v1， 从线框全部进入磁场开始，直到 bc 边进入右侧窄磁场前，线框做匀加速运动，设位移为 s1，则： 将 ， 代入得：s1=30l 磁场左右边界间的距离为：s=l+s1+l=32l； （3）整个过程中，只有拉力 F 和安培力对线框做功，线框离开磁场之前，动能最大，设最大动能为 Ek，由 动能定理有：WF+W 安=Ek-0 由：WF=F（2l+s+l）=35Fl W 安=-F×3l 及 Q=-W 安 可知： 线框的最大动能为： 。 1 1 EI R = 1 2 24 FRv B l ＝ 2 2 2 FRv B l ＝ 1 2 2 2v a l al×＝ ＝ 2 14 8v v al= = 2 2 2 1 1 2 v vs a −＝ 1 2v al＝ 2 8v al= 35 3FW Q＝ 35 32 3 3kE Q Q Q−＝ ＝