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）
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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
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（ ）
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
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=______。
10．（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h3.2m。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？
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
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
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。
