2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题(四)(word 包含答案)

2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（四）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．近代物理取得了非常辉煌的成就，下列关于近代物理的说法正确的是（ ）A ．用同频率的光照射不同的的金属表面时均有光电子逸出，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k 越大，则这种金属的逸出功W 就越大B ．137Cs 是核泄漏时对人体产生有害辐射的的重要污染物，其核反应方程式1371375556Cs Ba+X 其中X 为电子C ．一个氢原子处在n =4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子D ．每个核子只与邻近核子产生核力作用，比结合能越大的原子核越不稳定2．图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R 1=55 Ω，R 2=110 Ω，A 、V 为理想电流表和电压表，若流过负载R 1的正弦交变电流如图乙所示，已知原、副线圈匝数比为2:1，下列表述正确的是（ ）A ．电流表的示数为2 AB ．原线圈中交变电压的频率为100 HzC ．电压表的示数为156 VD ．变压器的输入功率330 W3．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s ，它发出的是两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为ab 两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a 光的颜色（见图乙）．则以下说法中正确的是（ ）A．a光频率比b光频率大B．水对a光的折射率比b光大C．在真空中，a光的传播速度比b光大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹间距a光的比b光的宽4．如图所示，为某静电除尘装置的原理图，废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相作用和电荷量变化，则以下说法正确的是（）A．A点电势高于B点电势B．尘埃在迁移过程中做匀变速运动C．尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度D．尘埃在迁移过程中电势能始终在增大5．如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。

若已知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为1r，速度大小为1v，在远日点与太阳中心距离为2r，速度大小为2v，根据所学物理知识判断下列说法正确的是（）A．哈雷彗星的公转周期约为76年B．哈雷彗星在近日点速度1v小于远日点速度2vC ．哈雷彗星在近日点加速度1a 的大小与远日点加速度2a 的大小之比21122221a v r a v r D ．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒二、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．下列说法正确的是（ ）A ．一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的B ．第二类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律C ．对于一定质量的理想气体，若气体的体积减小而温度降低，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能不变D ．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了炭粒分子运动的无规则性 7．一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.2s 波形图如图中虚线所示，波传播的速度为5m/s ，下列说法正确的是（ ）A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．t ＝0时刻质点a 沿y 轴正方向运动C ．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25HzD ．x ＝2m 处的质点的位移表达式为y ＝0.4sin (2.5πt ＋π) (m)8．荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动，如图所示，某同学正在荡秋千，A 和B 分别为运动过程中的最低点和最高点，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）A ．在B 位置时，该同学速度为零，处于平衡状态 B ．在A 位置时，该同学处于超重状态C．在A位置时，该同学对秋千踏板的压力大于秋千踏板对该同学的支持力，处于超重状态D．由B到A过程中，该同学向心加速度逐渐增大第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）用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。

①为了减小实验误差，下列做法正确的是_________；A．两球的质量和半径都一样大B．多次将A球从不同的高度释放C．保证斜槽末端的切线水平D．减小斜槽对小球A的摩擦②图乙是B球的落点痕迹，刻度尺的“0”刻线与O点重合，可以测出碰撞后B球的水平射程为________cm；③本次实验必须进行测量的是__________。

A．水平槽上未放B球时，A球的落点位置到O点的水平距离B．A球与B球碰撞后，A球和B球的落点位置到O点的水平距离C．A球与B球下落的时间D．A球和B球的质量（或两球质量之比）（2）用伏安法测定一个待测电阻R x的阻值（阻值约为200Ω），实验室提供如下器材：电池组E：电动势3V，内阻不计电流表A1：量程0—10mA，内阻约为40Ω－60Ω电流表A2：量程0—500μA，内阻为1kΩ滑动变阻器R1：阻值范围0—20Ω，额定电流2A电阻箱R2：阻值范围0—9999Ω，额定电流1A电键S、导线若干要求实验中应尽可能准确的测量R x的阻值，请回答下面问题：①上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表进行测量，请在方框中画出测量R x阻值的电路图，并在图中表明器材代号________；②实验中将电阻箱R2的阻值调到4000Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是_______μA，测得待测电阻R x的阻值是__________．10．（14分）如图所示，在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B，其中A与C的质量相等均为m，曲面劈B的质量M=3m，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑．现让小物块C以水平速度v0向右运动，与A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B.求：（1）碰撞过程中系统损失的机械能；（2）碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度．11．（16分）如图（甲）所示，将一间距L=1m的足够长U形导轨固定，倾角为37θ︒=，导轨上端连接一阻值为R=10.0Ω的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。

质量为m=1kg、电阻为r=2.0Ω的μ=，金属棒ab从静止金属棒ab垂直紧贴在导轨上且不会滑出导轨，导轨与金属棒之间的动摩擦因数0.5开始下滑，下滑的x t -图像如图（乙）所示，图像中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触，重力加速度g 取210m/s ，sin370.6︒=，cos370.8︒=。

求：（1）匀强磁场的磁感应强度B 的大小；（2）从开始到 2.5s t =过程中ab 上产生的热量。

12．（18分）离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R 的圆柱腔分为两个工作区。

I 为电离区，将氙气电离获得1价正离子II 为加速区，长度为L ，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。

I 区产生的正离子以接近0的初速度进入II 区，被加速后以速度v M 从右侧喷出。

I 区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，在离轴线R/2处的C 点持续射出一定速度范围的电子。

假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）。

电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成α角（0<α<90◦）。

推进器工作时，向I 区注入稀薄的氙气。

电子使氙气电离的最小速度为v 0，电子在I 区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。

已知离子质量为M ；电子质量为m ，电量为e 。

（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）。

（1）求II 区的加速电压及离子的加速度大小；（2）为取得好的电离效果，请判断I 区中的磁场方向（按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）； （3）ɑ为90◦时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v 的范围； （4）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率v M 与α的关系。

参考答案9、【答案】（1）C 64.45 ABD（2） 6.4 mA 240μA 195Ω10、【解析】（1）小物块C 与A 发生碰撞粘在一起，由动量守恒定律得：mv 0=2mv 解得012v v =碰撞过程中系统损失的机械能为22011(2)22E mv m v =-损 解得2014E mv =损． （2）当AC 上升到最大高速时，ABC 系统的速度相等；根据动量守恒定律：01(3)mv m m m v =++解得1014v v =由能量关系：2200111122()4()2224mgh m v m v =⋅-⨯⨯ 解得2340v h g= 11、【解析】(1)从图像可得金属棒先做加速运动，再做匀速运动，匀速运动的速度3.0 1.5m/s 1.5m/s 2.5 1.5x v t ∆-===∆- 匀速运动时受沿斜面向上的安培力A F 作用，根据平衡条件有A sin cos mg mg F θμθ=+代入数据解得A 2N F = 又A BLvF BIL B L R r==+ 解得4T B =(2) 2.5s t =时金属棒ab 做匀速直线运动，速度大小 1.5m/s v =，位移大小 3.0m x =，设从开始到 2.5s t =过程中电路中产生的热量Q ，根据能量守恒定律得21sin cos 2mgx mv mgx Q θμθ=++代入数据解得 4.875J Q = 电阻r 上产生的热量0.8125J r rQ Q R r==+ 12、【解析】（1）由动能定理： Ue=21Mv 2M 解得 U=eMV M22由运动学公式v 2=2aL 解得a=L21v 2M （2）由右手定则磁场方向应垂直于纸面向外 （3）当α=900时，电子最大的圆直径为23R ，即半径r=43R 据r v m qvB 2=得v=mRBe43所以034eBv v m≤≤（4）做出临界轨迹圆与壁相切于B,圆心为A 连接B 、A 、O ，由几何知识知三者必然共线， ,m AB AC r ==,m AO R r =-2ROC =由余弦定理34(2sin )m Rr α=-，据rv m qvB 2=故34(2sin )M eRBv m α=-。