天津市2020年普通高中学业水平等级性模拟考试 物理试题含答案（七）.pdf

1、2020 年年天天津津市市普普通通高高中中学学业业水水平平等等级级性性考考试试 本本试试卷卷分分选选择择题题和和非非选选择择题题两两部部分分 注意事项： 每小题选出答案后，填入答题纸的表格中 本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一一、选选题题题题（每每小小题题 5 分分，共共 25 分分 1中国散裂中子源（CSNS）已通过验收 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 粒子散射实验结果 D Th 核发生一次 衰变，新核与原来的原子核相比 2如图所示描述了封闭在某容器里的

2、理想气体在温度 （ ） A ab TT 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 a T到 b T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 流电源；副线圈电路中连接可变电阻 年年天天津津市市普普通通高高中中学学业业水水平平等等级级性性考考试试 物物理理模模拟拟试试题题（七七） 本本试试卷卷分分选选择择题题和和非非选选择择题题两两部部分分，满满分分 100 分分 第第卷卷（选选择择题题） 填入答题纸的表格中，答在试卷上无效。 。 分分。每每小小题题给给出出的的四四个个选选项项中中，只只有有一一个个选

3、选项项是是正正确确的的 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 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 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 粒子散射实验结果，发现了质子和中子 新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4 如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度 a T 和 b T 下的速率分布情况 每一个气体分子的速率都增大 气体分子中速率大的分子所占的比例会增加 气体一定从外界吸收热量 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 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 年年

4、天天津津市市普普通通高高中中学学业业水水平平等等级级性性考考试试 只只有有一一个个选选项项是是正正确确的的） 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 下的速率分布情况，下列说法正确的是 接入一电压有效值恒定的正弦交 若改变 R 的阻值，使电流 表的示数变为原来的两倍。则（ A小灯泡 D 的亮度变暗 B副线圈的电压变小 CR 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 的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 的距离为 r1，S1和 S2的距离为 r，已知引力常量为 A () 22 1 2 4 rrr GT B 22 1 2 4r

5、 GT 5如图甲所示，水平面上一质量为 运动过程中物体所受的阻力 f 大小不变 度 a 的关系图象如图乙所示。 仅在已知功率 A 2 max 1s0m /v= C图象的斜率为 f P 二二、选选择择题题（每每小小题题 5 分分，共共 15 分分 分分，选选对对但但不不全全的的得得 3 分分，有有选选错错或或不不答答的的得得 6波长为 1 和 2 的两束可见光分别入射到同一个双缝上 光的条纹间距小于波长为 2 的条纹间距 ） 变压器的输入功率变为原来的两倍 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 S 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

6、测得其运动周期为 已知引力常量为 G因此可求出 S2的质量为（ C 23 1 2 4r GT D 22 1 2 4r r GT 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 大小不变， 物体速度最终达到最大值 max v， 此过程中物体速度的倒数 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 B 30 m P = Df=0.1P 分分。每每小小题题给给出出的的四四个个选选项项中中，都都有有多多个个选选项项是是正正确确的的 有有选选错错或或不不答答的的得得 0 分分） 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 的条纹间距。则（下列表述

7、中，下标“1”和“2”分别代表波长为 S2构成，两星在相互之间 由天文观察测得其运动周期为 T，S1到 C 点 ） 力 F 的功率 P 保持恒定， 此过程中物体速度的倒数 1 v 与加速 根据图象所给信息可知以下说法错误的是 （ ） 都都有有多多个个选选项项是是正正确确的的。全全部部选选对对的的得得 5 可在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为 1 的 分别代表波长为 1 和 2 的光所对 应的物理量） （ ） A这两束光的波长 1 2 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 D若这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到 7两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播

8、2.50Hz，图示时刻平衡位置 x3m 处的质点正在向上振动 A实线波沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 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 8如图所示，竖直平面内有水平方向的匀强电场 量正电荷的粒子，以相同大小的初速度 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 其临界角 12 CC 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

9、电离能 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 处的质点正在向上振动。则下列说法正确的是（ 虚线波沿 x 轴负方向传播 两列波在相遇区域发生干涉现象 平衡位置 x1.875m 处的质点将位于 y30cm 处 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 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 下列说法正确的是（ ） 点所用的时间可能相等 点时的速度大小一定相等 点时的动能可能小于各自初始点的动能 两粒子整个运动过程机械能的增加量一定相等 则相应激发态的电离能 12 EE 如图所示，其中实线波的

10、频率为 （ ） 点的连线垂直电场线，两个完全相同的带等 之后都能到达电场中的 N 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 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 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 实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点 和竖直坐标 y，图乙中 y-

11、x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹 B两点纵坐标y15.0cm， y245.0cm 第第卷卷（非非选选择择题题） 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。 方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分 的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹 其中合理的有_ 使其末端保持水平 每次小球释放的初始位置可以任意选择 每次小球应从同一高度由静止释放 描绘的点可以用折线连接 在轨迹上取一些点，以平抛起点 O 为坐标原点， 图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_ 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

12、点， 在轨迹上任取两点 45.0cm， A、 B两点水平间距x40.0cm.则平抛小球的初速度 只写出最后答案的不能得分。有数值计算的， 通过描点画出平抛小球的运动轨迹 ，测量它们的水平坐标 x 在轨迹上任取两点 A、 B， 测得 A、 则平抛小球的初速度v0为_ m/s。 （2）电流传感器可以像电流表一样测量电流 外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的 8V，内阻可忽略，电容器可选几十微法的电解电容器 过程可在短时间内完成。 然后把开关 屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 在图乙 I-t 图中用阴影标记了一个竖立的狭长矩形 _。 根据 I-t 图像可估算电容器在全部放电过程中释

13、放的电荷量为 如果不改变电路其他参数，只增大电阻 不变、变小”)；充电时间将_( 10 （14 分）如图所示，水平光滑导轨足够长 强度为B，导轨左端接有阻值为R的电阻 间部分的电阻也为R。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 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 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 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 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 图像，一位同学得到的I-t图像如图乙所示。 图中

14、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 图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为 _ 只增大电阻R，充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将 _(填“变长、不变、变短”)。 水平光滑导轨足够长，导轨间距为L，导轨间分布有竖直方向的匀强磁场 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 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 可以捕捉到瞬间的电流变化。此 如图甲所示连接电路。直流电源电动势 电源向电容器充电，这个 传感器将电流信息传入计算机， 这个阴影面积的物理意义是 _。 曲线与横轴所围成的面积将_(填“增大、 导轨间分布有

15、竖直方向的匀强磁场，磁感应 一金属棒垂直放在导轨上，其在轨 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h，物块落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为 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 （1）金属棒的最大速度v； （2）物块的质量m； （3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中 11 （16 分）如图所示，一倾角 = 止在粗糙水平地面上，左端与斜面接触但不粘连 的小滑块 A 从斜面顶端处由静止开始下滑 斜面的动摩擦因数 1 0.5= ，A 2 3 0.1,10/gm s= ，00 sin370.6,cos370.8= （1）当 A

16、刚滑上 B 的上表面时的速度 （2）木板 B 的长度 L； 物块落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为U。已知物块与金属棒的质量相等 导轨始终与金属棒垂直且紧密接触。求： 棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，电阻R上产生的热量Q。 0 37= 、长度 4Sm= 的固定斜面，其底端与长木板 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 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 与 B 上表面间的动摩擦因数 2 0.4,B= 与地面间的动摩擦因数 00 sin370.6,cos370.8= 。求： 的上表面时的速度 0 v的大小； 已知物块与金属棒的质

17、量相等，不计 其底端与长木板 B 上表面等高，B 静 的上表面接触处圆滑。一可视为质点 A、B 的质量相等，A 与 与地面间的动摩擦因数 12 （18 分）实验宣中常用粒子加速器来获得高速粒子 图所示，其中 ab、cd 为底面为正方形的长方体加速管 一平面内。两加速管中心轴线间的距离为 区域存在垂直两加管轴线平面的匀强磁场 端面输入，在 ab 管中被加速后，垂直进入匀强磁场 (粒子速度不变，特殊装置大小可忽略 知 b、d 两端电势相等，a、c 两端电势相等 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

18、与设计值 若要求至少有 90%的粒子能成功加速 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 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 两加速管中心轴线间的距离为 0 19rD = ，加速管内有和轴线平行的匀强电场 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 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 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 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 两端面之间的电势差； 则

19、粒子在加速器中经历的最短时间是多少； 磁场可能会与设计值 B 有一定偏差B，而会以BB至BB+ 的粒子能成功加速，试求偏差B的最大值。 某两级串列加速器外形设计酷似“U“型，其结构如 底面边长为 0 r 且两加速管底面在同 加速管内有和轴线平行的匀强电场。端面 b、d 的下方 现将速度很小的一价带负电粒子均匀地从 a 处的特殊装置将其电子剥离 沿轴线进入的粒子恰能沿两加速管轴线加速，已 不计粒子重力及粒子间相互作 BB间的某一确定值工作， 参参考考答答案案 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

20、容（流过电阻R）的电荷量 （1.41.8）10-3 不变 变长 10、 【解析】 （1）设金属棒的最大速度v，根据法拉第电磁感应定律可得：=E BLv 根据欧姆定律可得： 2 E I R = UIR= 联立解得金属棒的最大速度： 2U v BL = （2）根据欧姆定律可得： U I R = 对棒分析，根据平衡条件可得：mgF= 安 而：F安=BIL 联立解得物块的质量： BUL m gR = （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： 2 1 () 2 mghmm vQ=+ 总 电阻R上产生的热量： 1 = 2 QQ总 3 2 2 BULhU RBLgR = 11、 【解析】

21、（1）设 A 物块从斜面下滑过程中加速度大小为 1 a，由牛顿第二定律和运动学公式得： 11 sincosmgmgma=， 2 01 2va S=， 或 2 10 1 sincos 2 mgSmgSmv=， 得 0 4/vm s=； （2）A 物块滑上 B 后，A 与 B 上表面间的摩擦力 22 fmg=，B 与地面间的最大静摩擦力 3323 2,fmg ff=，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， 22 mgma=， 233 2mgmgma=， 02 vv

22、a t=， 3 va t=， 22 022 2vva x= ， 2 3 3 2va v=， 或 22 220 11 22 mgxmvmv=，() 2 233 1 2 2 mgmg xmv=， 20 mgtmvmv=，() 232 mgmg tmv=， 得 23 4 3 Lxxm=。 12、 【解析】 （1）粒子在加速管中的运动有： 21 2 eUmv= 在磁场中运动有： 2 evBm r v =， 2 D r = 得到： 22 8 e U m D B = （2）改变电势差后： 2 1 1 2 m eUv =， 22 21 11 22 3 mm eUvv = 粒子在加速管离运动的时间： 1 112 22LL t vvv =+ + 在磁场中运动的时间： 2 1 2 T t =， 2 m T qB =， 12 t t t =+ 若使 t 最小，应使 1v 最大，此时： 0 2 D r r + = 联立上述可得： 0 4 15 Lm t eB r =+ （3）按磁场设计值工作时，粒子在磁场中轨迹半径2rD=，要求至少90%的粒子能实现加速 若磁场 B 变弱，则有 0 2 0.1 D r r 若磁场 B 变强，则有 0 2 0.1 D r r 所以： max 191 B B 。