2022-2023学年天津市河北区高二上学期学业水平合格性考试模拟卷物理试题含解析

  河北区2023年物理学业水平合格性考试模拟卷

一、选择题

1. 下列各组物理量中，全部为矢量的是（　　）

A. 位移、速度、加速度 B. 位移、时间、速度

C. 速度、速度变化量、速率 D. 加速度、电流、力

【答案】A

【解析】

【详解】A．位移、速度、加速度都是矢量，A正确；

B．时间是标量，B错误；

C．速率标量，C错误；

D．电流是标量，D错误；

故选A。

2. 如图所示，将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时，向上的速度为7 m/s，小球从A点到B点共用时0.3s，则此过程中（　　）

A. 小球通过的路程为17m

B. 发生的位移大小为0.5m，方向竖直向下

C. 速度变化量的大小为3 m/s，方向竖直向下

D. 小球平均速度的大小为8.5 m/s，方向竖直向下

【答案】B

【解析】

【详解】A．小球通过的路程为

故A错误；

B．小球的位移指初末位置有向线段，大小为0.5m方向竖直向下，故B正确；

C．速度变化量

方向竖直向上，故C错误；

D．平均速度

方向竖直向下，故D错误。

故选B。

3. 某一物体做直线运动的位移—时间图像如图所示，根据图像可知，以下说法错误的（　　）

A. t=1s时物体距离出发点最远

B. 前四秒内物体的位移为2m

C. 第3s内物体以2m/s向规定正方向的反方向运动

D. 前四秒内物体通过的路程10m

【答案】B

【解析】

【详解】A．由位移—时间图像可知，t=1s时物体距离出发点最远，4m，故A正确；

B．前四秒内物体的位移为

位移为矢量，负号表示与规定的正方向相反，故B错误；

C．第3s内物体做匀速直线运动，故速度为

负号表示与规定的正方向相反，故C正确；

D．前四秒内物体通过的路程为

故D正确。

本题选错误项，故选B。

4 一个物体做自由落体运动，重力加速度g取10m/s2该物体（　　）

A. 第2s末的速度大小为10 m/s B. 第3s末的速度大小为20m/s

C. 在前3s内下落的距离为45m D. 在前3s内下落的距离为60m

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据自由落体运动速度公式可知第2s末的速度为

故A错误；

B．根据自由落体运动速度公式可知第3s末的速度为

故B错误；

CD．根据自由落体运动位移公式可知前3s内的位移为

故C正确，D错误。

故选C。

5. 关于物体惯性大小的说法正确的是（　　）

A. 速度越大，惯性越大 B. 受力越大，惯性越大

C. 质量越大，惯性越大 D. 加速度越大，惯性越大

【答案】C

【解析】

【详解】质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。

故选C。

6. 2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功，航天员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　）

A. 火箭加速上升时，航天员处于超重状态

B. 火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

C. 在飞船绕地球运行时，航天员处于完全失重状态，则航天员的重力消失了

D. 飞船落地前减速下落时，航天员处于失重状态

【答案】A

【解析】

【详解】AB．火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，故A正确，B错误；

C．航天员处于完全失重状态时，仍然受重力，故C错误；

D．飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，航天员处于超重状态，故D错误。

故选A。

7. 对于静止在水平桌面上的书，下列说法正确的是（　　）

A. 书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对相互作用力

B. 书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力

C. 桌面对书的支持力与书所受的重力是一对相互作用力

D. 书对桌面的压力与书所受的重力是一对平衡力

【答案】A

【解析】

【详解】AB．书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对相互作用力，选项A正确，B错误；

C．桌面对书的支持力与书所受的重力都是作用在书上，且等大反向，是一对平衡力，选项C错误；

D．书对桌面的压力作用在桌面上，书的重力作用在书上，两个力不是一对平衡力，选项D错误。

故选A。

8. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹簧弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是（　　）

A. 在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度

B. 测得的弹力与弹簧的长度成正比

C. a的劲度系数比b的小

D. a的劲度系数比b的大

【答案】D

【解析】

【详解】A．在实验中，弹簧一直处于竖直状态，所以在测量弹簧原长时，如果在水平状态下测量弹簧原长，则会忽略弹簧自身重力而产生的形变量，对实验造成误差，故A错误；

B．根据胡克定律有

由此可知，弹簧弹力与弹簧的长度是一次函数，故B错误；

CD．图线的斜率表示弹簧的劲度系数，由图可知，a弹簧的劲度系数大于b弹簧的劲度系数，故C错误，D正确。

故选D。

9. 如图，用50N的压力F将重20N的物体A紧紧压在墙壁上，物体以0.2m/s的速度沿墙壁匀速下滑，那么物体A与墙壁之间的摩擦力为（　　）

A. 20N B. 50N C. 70N D. 0N

【答案】A

【解析】

【详解】由于物体沿墙壁匀速下滑，受到的合力为零，对物体受力分析可知，物体受重力、摩擦力、压力F以及墙壁对物体的弹力，如图所示

则由平衡条件可知，摩擦力

f＝G＝20N

故选A

10. 从离水平地面0.45m高处以初速度水平抛出一小石块，不计空气阻力，取，则小石块（    ）

A. 在空中飞行时间为0.1s B. 着地时速度大小为5m/s

C. 落地时水平位移大小为1m D. 落地时水平位移大小为8m

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据平抛运动规律，设其空中飞行时间为t，有

解得

故A错误；

B．落地时竖直速度为

则合速度为

故B正确；

C D．据平抛规律，水平位移为

故CD错误；

11. 如图所示，当工人师傅用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的转动半径之比为，其角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】扳手上的P、Q两点随扳手同轴转动，角速度相等，即

由可得

故选D。

12. 北斗三号系统的收官之星是地球同步卫星，则对其描述正确的是（　　）

A. 该卫星可经过天津市上空

B. 其运行周期比地球自转周期大

C. 其角速度等于地球自转角速度

D. 可停留在离地任意高度处

【答案】C

【解析】

【详解】A．同步卫星的轨道在赤道的正上方，故不可能经过天津市的上空，故A错误；

BC．同步卫星的特点是跟地球保持相对静止，故同步卫星的周期及角速度跟地球自转的周期及角速度相同，故B错误、C正确；

D．根据同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，设地球半径为R，同步卫星离地面的高度为h，地球的自转角速度为，有

解得

故同步卫星的轨道高度为定值，不能是任意高度，故D错误。

故选C。

13. 质量为5t的汽车在水平路面上以v=20m/s的速度做匀速直线运动，所受的阻力为1.0×103N，则汽车发动机的瞬时功率为（　　）

A. 1.0×104W B. 1.1×104W C. 2.0×104W D. 2.2×104W

【答案】C

【解析】

【详解】汽车发动机的瞬时功率为

汽车在水平路面上以v=20m/s的速度做匀速直线运动，牵引力与阻力平衡，有

则

故ABD错误，C正确。

故选C。

14. 下列关于能源的说法中，正确的是（　　）

A. 煤炭、石油、天然气是不可再生能源

B. 由于能量不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源意义不大

C. 随着科技不断进步，我们就不需要节约能源

D. 水能是不可再生能源

【答案】A

【解析】

【详解】A．煤炭、石油、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故A正确；

B．虽然能量不会凭空产生，也不会凭空消失，但是能量在转化的过程中可利用的品质会降低，所以人类仍然需要节约能源，故B错误；

C．随着科技不断进步，更需要提高能源的利用率，应更多的节约能源，故C错误；

D．水具有循环性，属于可再生能源，故D错误。

故选A。

15. 如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh

B. 足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mgh

C. 足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh

D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少

【答案】C

【解析】

【详解】A．足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，应用-mgh表示，A错误。

B．足球由1运动到3的过程中，足球的高度初末位置一致，重力不做功，B错误；

C．足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，23两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh，C正确；

D．分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与选不选参考平面没有关系，D错误。

故选C。

16. 真空中有两个点电荷，它们之间的静电力的大小为，如果将它们的电荷量均减少为原来的一半，同时将它们的距离增大为原来的一倍，则它们之间的静电力大小将为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设两点电荷电量分别为q1、q2，相距为r，根据库仑定律其静电力为

从上可以看出，当它们的电荷量均减少为原来的一半，同时将它们的距离增大为原来的一倍，其间的静电力为

故ABD错误，C正确。

故选C。

17. 某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面关于各点电场强度和电势说法正确的是（　　）

A. φA＞φB B. φC＞φD

C. φA＜φB D. φC＜φD

【答案】AB

【解析】

【详解】根据沿着电场线方向，电势降低，逆电场线方向电势升高的规律可知图中。

故选AB。

18. 以下措施，可以增大平行板电容器电容的是（　　）

A. 增大两板带电量 B. 增大两板间电压

C. 增大两板间的距离 D. 增大两板正对面积

【答案】D

【解析】

【详解】平行板电容器电容与电荷量和板间电压无关，根据可知，要增大电容，可减小两板间的距离或增大两板正对面积，或在两板间插入电介质。

故选D。

19. 输电线路会产生电能损失的。一根某型号铜导线电阻约为0.8Ω，通过2A的电流时，10s内产生的热量约为（　　）

A. 5J B. 10J C. 24J D. 32J

【答案】D

【解析】

【详解】由焦耳定律可得

故选D。

20. 匀强磁场中一根长0.5m的直导线垂直于磁场方向放置，当通过10A电流时，受到安培力的大小为1.5N，则该磁场磁感应强度的大小为（　　）

A. 0.4T B. 0.3T C. 0.2T D. 0.1T

【答案】B

【解析】

【详解】磁场磁感应强度的大小为

故选B。

二、非选择题（本大题共3小题，共40分）

21. （1）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置O；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。

①某同学认为在此过程中必须注意以下几项：

A．两根细绳必须等长

B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行

D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些

E．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置O；

其中正确的是___________（填入相应的字母）

②实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。则图乙中的F与F’两力中，方向一定沿AO方向的是___________。

③本实验采用的科学方法是___________。

A．理想实验法　　B．等效替代法

C．控制变量法　　D．建立物理模型法

（2）“探究决定导线电阻的因素”的实验中，某同学进行了如下测量∶

①用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径D，其中一次测量结果如图甲所示，其示数为____________mm；

②该同学先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×1”挡位的多用电表测量，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则此段电阻丝的电阻为___________；

③准确地测量金属丝两端的电压U及电流I，最后由公式=____________（用直接测量的物理量符号表示）计算出金属丝的电阻率。

【答案】    ①. CDE    ②. F′    ③. B    ④. 1.010    ⑤. 12    ⑥.

【解析】

【详解】（1）①[1]A．两根细绳适当长些，但是不一定必须等长，选项A错误；

B．橡皮条不一定与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项B错误；

C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行，选项C正确；

D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，选项D正确；

E．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置O，以保证等效性，选项E正确。

故选CDE。

②[2]图乙中的F与F′两力中，F是两个分力合力的理论值，F′是两个分力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是F′。

③[3]本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。

（2）①[4]用螺旋测微器测量金属丝的直径D示数为1mm+0.01mm×1.0=1.010mm；

②[5]此段电阻丝的电阻为12×1=12Ω；

③[6]由

解得

22. 如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10−6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）小球所受电场力F的大小和方向；

（2）小球的质量m；

（3）某时刻剪断细绳，经过2s小球的速度大小。

【答案】（1）3.0×10-3N，方向水平向右；（2）4.0×10-4kg；（3）25m/s

【解析】

【详解】（1）根据电场强度的定义式可得

解得

方向水平向右；

（2）根据平衡条件可得

解得

（3）剪断细绳，小球的加速度为

所以小球的速度为

23. 如图所示，一滑板爱好者总质量（包括装备）为50kg，从以O为圆心，半径为光滑圆弧轨道的A点由静止开始下滑，到达轨道最低点B后（OB在同一竖直线上），滑板爱好者沿水平切线飞出做平抛运动，并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入斜面，若到达轨道最低点B时对轨道的压力为950N，B和C之间的竖直高度为，（）求：

（1）滑板爱好者到达轨道最低点B时的速度；

（2）滑板爱好者从B运动到C的时间；

（3）斜面的倾角。

【答案】（1）12m/s；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第三定律得，在B点轨道对物体支持力

根据牛顿第二定律得

到达轨道最低点的速度为

（2）从B到C，平抛运动，竖直方向上

从B到C的时间为

（3）竖直方向上

恰好沿斜面方向进入斜面，则有

斜面的倾角