2022届天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（八）

2022年天津市普通高中学业水平等级性考试

物理模拟试题（八）

第Ⅰ卷

一、单项选择题

1．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则（　　）

A．缸内气体对外做功，分子的平均动能减小

B．缸内气体对外做功，内能增大

C．外界对缸内气体做功，分子的平均动能增大

D．外界对缸内气体做功，内能减小

2．如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成ab、b两束光，下列说法正确的是（　　）

A．ab束光是黄光和紫光，b束光是紫光

B．a、b两束光分别通过相同的单缝，可能只观察到a的衍射现象

C．a在玻璃砖中的传播速度大于b在玻璃砖中的传播速度

D．用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距

3．2021年10月我国发射的神舟十三号飞船实现了和空间站径向对接的新突破，如图甲所示。假定对接前飞船在椭圆轨道Ⅰ上，如图乙所示，Ⅱ为空间站圆轨道，轨道半径为kR（R为地球半径），A为两轨道交点，B为飞船轨道近地点。地球表面重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）

A．空间站在圆轨道Ⅱ上的向心加速度大于g

B．飞船和空间站在A处所受的万有引力相同

C．飞船在A处的机械能大于B处的机械能

D．飞船在B处的速度

4．如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压的有效值不变，两灯泡L1、L2规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（　　）

A．仅使滑片M下移，电流表示数变大

B．仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大

C．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，灯泡L2中的电流一直增大

D．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，电流表示数一直增大

5．冬奥会冰壶比赛中所用的冰壶除颜色外其他完全相同，如图（a）某队员将红壶推出，之后与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t图线如图（b）中实线所示。重力加速度g=10m/s2。则运动员由于用冰壶刷摩擦冰面使冰壶与冰面间的动摩擦因数减少了（　　）

A．0.02 B．0.012 C．0.008 D．0.006

二、不定项选择题

6．用中子轰击原子核产生裂变反应，其中一个可能的裂变方程已知为，、Y、、 的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是（　　）

A．中有89个核子

B．Y原子核中含有56个中子

C．裂变时释放的能量为（m1-m2-m3-2m4）c2

D．的比结合能大于Y原子核的比结合能

7．图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，质点P的位置横坐标为，质点的位置横坐标为。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A．该波的传播速度是20m/s

B．该波沿x轴的负方向传播

C．时，平衡位置与P点相距10m处的质点与P点振动方向一定不相同

D．时刻，质点Ｐ的振动方向向下

8．如图所示，一个带正电粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，C恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的质量为m，不计粒子的重力，则（　　）

A．粒子的电荷量

B．粒子动能增加量为

C．在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：3

D．在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：2

第Ⅱ卷

9．在“用单摆测定重力加速度”的实验中

（1）以下关于本实验的措施中正确的是___________。

A．摆角应尽量大些

B．摆线可以选择弹性绳

C．摆球应选择密度较大的实心金属小球

D．用停表测量周期时，应从摆球摆至最高点时开始计时

（2）用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图所示，停表读数为___________s。

（3）该同学按正确的操作进行测量摆长，但改变摆长测得6组L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，请你判断该同学得到的实验结果将___________。（填“偏大”“偏小”或“准确”）

10．图甲为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。

（1）已知毫安表表头的内阻为10Ω，满偏电流为3mA；R1滑动变阻器，R2为电阻箱（0-9999.9Ω），若将电阻箱R2的阻值调为999Ω，改装后的电表的量程为______V；

（2）电流表A有两种规格，A1（量程0.6A，内阻约为0.1Ω）和A2（量程3A，内阻约为0.05Ω；滑动变阻器R1有两种规格，最大阻值分别为20Ω和200Ω。则电流表应选用______填（“A1”或“A2”），R1应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器；

（3）实验步骤如下：

①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的滑动片移到______端（选填“左”或“右”）；

②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下电流表的示数I2和毫安表表头的示数I1；

③以I1为纵坐标，I2为横坐标，作I1-I2图线图线，如图乙所示；

④根据图线求得电源的电动势E=______V（结果保留三位有效数字），内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字。）

11．滑板运动是地球上最“酷”的运动。一种型池的滑板运动场地截面示意图如图所示，场地由两个完全相同的1/4圆弧滑道、和水平滑道构成，圆弧滑道的半径，、分别为圆弧滑道的最低点，、间的距离。运动员从点出发，通过、滑道，冲向滑道，到达圆弧滑道的最高位置后竖直向上腾空跃起，在空中做出翻身、旋转等动作，然后再落回点。假设某次运动中运动员经过水平滑道点时水平向右的速度，运动员从点运动到点所用时间，从点跃起时的速度。设运动员连同滑板的质量，忽略空气阻力的影响，假定间阻力不变，重力加速度取。求：

（1）运动员从点跃起后在空中完成动作的时间；

（2）运动员从点到点运动的过程中需要克服阻力所做的功；

（3）若运动员从点返回需要在段通过蹬地做功才能重新到点，某同学想计算此运动员需要通过蹬地做多少功才能恰好回到点，其立式分析如下：

其中等于从到过程动能减少量，即

和等于（2）小题中点到点运动的过程中需要克服摩擦阻力所做的功的大小。

这位同学的分析正确吗？若正确请计算的大小；若不正确，请简要说明理由。

12．如图所示，一个质量为，长为、宽为，电阻的粗细均匀的矩形线框，从的高度由静止自由下落，然后进入匀强磁场，磁场的磁感应强度，磁场方向与线框平面垂直，取，不计一切阻力。求：

（1）刚进入磁场时线框的电流大小；

（2）请通过计算判断，在进入磁场过程中线框做什么运动？以及该过程中线框的下边边产生的热量；

（3）若边通过磁场区域的时间，求磁场区域的高度。

13．磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体，经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域I内。当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域I系统（关闭粒子进入通道、撤去磁场B1）。区域Ⅱ内有磁感应强度大小与B1相等、垂直纸面向外的匀强磁场B2，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆（圆与下板相切于极板中央A）。放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小为v的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出。在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力（不计氙原子核、等离子体的重力。不计粒子之间相互作用与相对论效应）。设单位时间喷射出的氙粒子数为N，磁场B1=B2=B，极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：

（1）当栅极MN、PQ间形成稳定的电场时，两极间的电势差U多大；

（2）探测器获得的平均推力F推的大小。

（3）因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域I的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比。

参考答案

1．A2．D3．D4．C5．C6．AC7．BD8．AC

9．C     100.2     准确

10．3.0     A1     20     左     1.48     0.84

11．（1）；（2） ；（3）见解析

【解析】

（1）运动员从点跃起后在空中做竖直上跑运动，设运动员上升的时间为，

根据运动学公式

运动员在空中完成动作的时间

（2）运动员从点到点，做匀变速直线运动，平均速度

解得运动员到达点的速度

运动员从点到点的过程中，克服摩擦力和重力做功，根据动能定理

得运动员克服摩擦力做功

代入数据得

（3）不正确，D到C，B到A过程与C到D比较，速度不同，根据向心力公式，支持力不同，摩擦力也不同，则摩擦力做功不同。

12．（1）5A；（2）匀速直线运动，0.01J；（3）2.6m

【解析】

（1）设ab边刚进入磁场的速度为v，根据得

解得

（2）ab边所受安培力为

线框重力为

所以线框进入磁场过程中做匀速直线运动

根据能量守恒知，线框产生的总热量等于线框重力势能减少量，ab边电阻为线框总电阻的0.1倍，所以，ab边产生热量为

（3）进入磁场过程中线框匀速运动，所用时间

线框完全进入磁场后，只受重力，加速度为g，所用时间

设匀加速的位移为

所以

13．（1）；（2）；（3）

【解析】

(1)等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为q′，则

即

则电压U=Ed

联立可得

(2)氙原子核在磁场中做匀速圆周运动时，设速度为v，根据牛顿第二定律则有

即

根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行氙原子核束，即

则

氙原子核经过区域I加速后，离开PQ的速度大小为v2，根据动能定理可知

联立可得

设△t时间喷出的粒子的质量为

由动量定理得

解得

根据牛顿第三定律，探测器的平均推力的大小F推=F

则

(3)当区域Ⅱ中的磁场变为B2′之后，根据

可得r′=2r=D

①根据示意图可知，沿着AF方向射入的氙原子核，恰好能够从M点沿着轨迹1进入区域I，而沿着AF左侧射入的粒子将被上极板RM挡住而无法进入区域I。

该轨迹的圆心O1，正好在N点AO1=MO1=D

所以根据几何关系可知，此时∠FAN=90°

②根据示意图可知，沿着AG方向射入的氙原子核，恰好从下极板N点沿着轨迹2进入区域I，而沿着AG右侧射入的粒子将被下极板SN挡住而无法进入区域I。AO2=AN=NO2=D

所以此时入射角度∠GAN=30°

根据上述分析可知，只有∠FAG=60°；这个范围内射入的粒子还能进入区域I。该区域的粒子占A处总粒子束的比例为