2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（五）

2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（五）

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．下列说法正确的是（    ）

A．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中一种必与入射光频率相同

B．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验，证实了在原子核内部存在中子

C．—个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生8次衰变

D．某种金属能否发生光电效应取决于照射光的强度

2．2019年7月1日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100千伏“新疆淮东一安徽皖南”特高压直流工程正式投运，它是目前世界上电压等级最高、送电距离最远的特高压直流输电工程。在输送功率不变的情况下，和试投运电压±550千伏相比的优点是（　　）

A．可节省输电线的材料

B．可根据需要调节交流电的频率

C．输电速度是试投运时速度的2倍

D．因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的25%

3． 彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a、b为两束频率不同的单色光．对于这两束光，以下说法中正确的是（    ）

A．单色光a比单色光b的频率高

B．由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角

C．在水中a光的传播速度小于b光的传播速度

D．如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应

4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与(t+0.2)秒两个时刻，在x轴上(–3m，3m)区间的波形完全相同，如图所示。并且图中M，N两质点在t秒时位移均为，下列说法中正确的是（　　）

A．该波的最大波速为20m/s

B．(t+0.1)秒时刻，x=－2m处的质点位移一定是a

C．从t秒时刻起，x=2m处的质点比x=2.5m的质点先回到平衡位置

D．从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰

5．质量为2kg的物体在粗糙的水平地面上运动，当运动的速度为l0m/s时，给物体施加一个水平恒力，在此恒力的作用下物体做直线运动，其速度随时间的变化如图所示，则下列说法中错误的是（g取l0m/s2）（    ）

A．恒力的大小为6N

B．前4s内摩擦产生的热量为48J

C．前6s内合外力的冲量大小为24NS

D．物体与地面间的动摩擦因数为0.2

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．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体并没有对外做功，气体内能不变

B．B中气体可自发地全部退回到A中

C．气体温度不变，体积增大，压强减小

D．气体体积膨胀，对外做功，内能减小

7．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、F分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、万有引力。下列关系式正确的有（　　）

A． B． C． D．

8．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能EP随位移x变化的关系如图所示，其中0~x2段是对称的曲线，x2~段是直线，则下列说法正确的是（　　）

A．处电场强度为零

B．、、处电势、、的关系为

C．粒子在~段速度v随x均匀减小

D．~段是匀强电场

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）A、B两位同学做“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验。

①下列做法正确的是___________。

A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦阻力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在小车上

C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源

D．通过增减小车上的钩码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

②实验装置如图甲所示，打出了一条纸带如图乙所示，计时器所用交流电源的频率为50Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度为___________m/s2（结果保留两位有效数字）

③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，小车上均不放钩码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图丙中A、B两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为、，甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，___________。（选填“大于”“小于”或“等于”）

（2）某实验小组为了测一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的实验电路。其中R1、R2为电阻箱，电流计G的量程为0~100mA，内阻未知

①第一次，闭合S1，断开S2，调节电阻箱R1，测出多组电阻箱的阻值R及对应的电流计的示数I，作出R－图像，如图乙所示，则电源的电动势为__V，由此图不可以求出电源的内阻，原因是_______。

②第二次将电阻箱R1的阻值调为R0=30Ω，再闭合开关S1、S2，多次调节电阻箱R2，记录每次电阻箱的阻值R'及对应的电流计的示数I，作出图像如图丙所示。由两次操作测得的数据求得电池的内阻为_________Ω，电流计的内阻为_________Ω（保留整数）。

10．（14分）如图所示，一传送带与水平面的夹角 θ＝30°，且以 v1＝2 m/s 的速度沿顺时针方向传动．一小物块以 v2=4 m/s速度从底端滑上传送带，已知物块与传送带间的动摩擦因数 ，传送带长L=2m．

（1）小物块沿传送带向上滑行的时间

（2）小物块离开传送带时的速度大小

（3）小物块向上滑行的过程中在传送带上留下的痕迹

11．（16分）如图所示，两根足够长的固定的平行粗糙金属导轨位于倾角的斜面上，导轨上、下端所接的电阻阻值，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度.质量为，电阻的金属棒ab在较高处由静止释放，金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，当金属棒ab下滑高度，速度恰好达到最大值.取求：

（1）在金属棒ab速度达到最大时电阻上消耗的功率

（2）在金属棒ab从静止达到速度最大的过程中，导轨下端电阻中产生的焦耳热．

12．（18分）如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核11H和一个氘核21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。11H的质量为m，电荷量为q不计重力。求：

（1）11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离

（2）磁场的磁感应强度大小

（3）12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离

参考答案

9、【答案】

（1）AD    0.15    大于   

（2）1.5    电流计G的内阻未知    3    30   

10、【解析】

(1) 小物块在开始时受到的摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律可知：

代入数据解得：a1＝8m/s2

减速到传送带速度时所需时间为：

此过程通过的位移为：

此后传送带的速度大于物块的速度，受到的摩擦力沿斜面向上，则有：

代入数据解得：a2＝2m/s2

减速到零所需时间为：

故有：t=t1+t2=1.25s

此过程通过的位移为：

(2) 物体下滑的位移为：x=x1+x2=1.75m

根据速度位移公式可知：

解得：

(3)上滑过程中，物体速度大于传送带速度时，相对位移

当物体速度小于传送带速度时，传送带的位移为：m

所以划痕的长度为

11、【解析】

(1)速度最大时，金属棒ab产生的电动势为：

通过R1的电流

(2)达到最大速度时，金属棒受到的安培力

此时，金属棒的加速度为0，有：

金属棒下滑h的过程，根据能量守恒，有：

此过程R2中产生的焦耳热

代入数据可得：

12、【解析】

（1）在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示。设在电场中的加速度大小为a1，初速度大小为v1，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为s1。由运动学公式有

  ； 

由题给条件，进入磁场时速度的方向与x轴正方向夹角。进入磁场时速度y分量的大小为

联立以上各式得

（2）在电场中运动时，由牛顿第二定律有

设进入磁场时速度的大小为，由速度合成法则有

设磁感应强度大小为B，在磁场中运动的圆轨道半径为R1，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有

由几何关系得

联立以上各式得

（3）设在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为v2，在电场中的加速度大小为a2，由题给条件得

由牛顿第二定律有

设第一次射入磁场时的速度大小为，速度的方向与x轴正方向夹角为，入射点到原点的距离为s2，在电场中运动的时间为t2。由运动学公式有

联立以上各式得

设在磁场中做圆周运动的半径为R2，由⑦⑯式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式得

所以出射点在原点左侧。设进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为，由几何关系有

联立得，第一次离开磁场时得位置到原点O的距离为