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）
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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．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Ek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R1=55 Ω，R2=110 Ω，A、V为理想电流表和电压表，若流过负载R1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 A
B．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
C．电压表的示数为156 V
D．变压器的输入功率330 W
3．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，速度大小为，在远日点与太阳中心距离为 ，速度大小为，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小于远日点速度
C．哈雷彗星在近日点加速度的大小与远日点加速度的大小之比
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1.25Hz
D．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Rx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Rx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Rx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Rx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，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的金属棒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，金属棒从静止开始下滑，下滑的图像如图（乙）所示，图像中的段为曲线，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，重力加速度取，，。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）从开始到过程中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vM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v0，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vM与α的关系。
参考答案
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
B | D | D | C | A | AC | CD | BD |
9、【答案】
（1）C 64.45 ABD
（2） 6.4 mA 240μA 195Ω
10、【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：mv0=2mv
解得
碰撞过程中系统损失的机械能为
解得．
（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：
解得
由能量关系：
解得
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
匀速运动时受沿斜面向上的安培力作用，根据平衡条件有
代入数据解得
又
解得
(2)时金属棒做匀速直线运动，速度大小，位移大小，设从开始到过程中电路中产生的热量，根据能量守恒定律得
代入数据解得
电阻r上产生的热量
12、【解析】
（1）由动能定理： Ue=Mv2M
解得 U=
由运动学公式v2=2aL
解得a=v2M
（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R，即半径r=R
据得v=
所以
（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，
由余弦定理，
据
故
