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2021-2022学年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（二） （Word版）
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这是一份2021-2022学年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（二） （Word版），共10页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1．如图，烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为．下列说法正确的是（ ）
A．是光子，不具有能量B．是粒子，有很强的贯穿本领
C．比的原子核更稳定D．冬天气温较低时，镅241的半衰期会变小
2．每年夏季，我国多地都会出现日晕现象，如图甲所示。由于日晕现象不是很常见，常常引起人们的误解。实际上日晕就是一种光学现象，简单说是一种太阳光通过卷云层时，受到冰晶折射或反射而形成。如图乙所示，、为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．光的折射率大于光折射率
B．在冰晶中光传播速度小于光传播速度
C．从冰晶中射入空气发生全反射时光的临界角较小
D．让、光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距比光的大
3．北京时间2022年3月5日14时01分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，采用“一箭多星”技术，成功将银河航天02批卫星（6颗）及其搭载的1颗商业遥感卫星发射升空。遥感卫星进入距地表约500km的近地轨道做匀速圆周运动。已知引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．该遥感卫星的轨道属于地球同步轨道
B．根据题目已知条件，可以估算该遥感卫星的线速度大小
C．根据已知条件可以计算该遥感卫星所受万有引力大小
D．该遥感卫星在轨道上的角速度比月球绕地球的角速度小
4．一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。时刻波形如图所示，且波刚传到点。下列说法正确的是（ ）
A．波源振动的频率
B．质点起振方向沿轴负方向
C．在内，质点运动通过的路程为
D．时，平衡位置在处的质点将运动到处
5．如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>O）的粒子以初动能Ek0从MN连线上的P点水平向右射出，在大小为E、方向竖直向下的匀强电场中运动。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力忽略不计，则粒子到达MN连线上的某点（未画出）时（ ）
A．所用时间为
B．动能为3Ek0
C．若P点的电势为0，则该点电势为
D．若仅增大初速度，速度与竖直方向的夹角不变
二、不定项选择题
6．夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体。则气泡上升过程中，以下说法正确的是（ ）
A．气泡内气体对外界做功B．气泡内每个气体分子的动能都变大
C．气泡内气体从外界吸收热量D．气泡内气体的压强可能不变
7．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数匝，副线圈的匝数为匝，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。为定值电阻，为滑动变阻器，电表均为理想交流电表，下列判断正确的（ ）
A．原线圈接交变电压的表达式为
B．电压表的示数为
C．若将变阻器的滑片P向上滑动，电压表示数变大
D．若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表A读数将减小
8．跳台滑雪是一项勇敢者的滑雪运动，图甲是2022年北京冬奥会跳台滑雪的主跳台“雪如意”，图乙是其部分赛道及运动情况简化示意图。现有一运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡上b处着陆，测得ab间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，运动员（包括装备）质量为60kg，且可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则运动员（包括装备）（ ）
A．从a处运动到b处的时间为2s
B．落到b处前瞬间动能为2.1×103J
C．从a处运动到b处过程中动量变化率不变
D．在空中距离斜坡最大距离为
第Ⅱ卷
9．如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。（g取9.8m/s2）
（1）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50Hz的交变电流。用刻度尺测得OA＝15.55cm，OB＝19.20cm，OC＝23.23cm，重锤的质量为1.00kg，（g取9.8m/s2）。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了____J；此时重锤的速度为____m/s。（结果均保留三位有效数字）
（2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于____。
A．19.6 B．9.8 C．4.90
（3）图线明显未过原点O的原因可能是____。
10．某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路，闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I，得-R图线如图乙所示，已知R0=4Ω。
（1）根据图像可知电池的电动势为____________V，内阻为____________Ω（两空均保留1位小数）。
（2）考虑到电流表内阻的影响，电动势的测量值____________实际值，内阻的测量值____________实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
11．北京冬奥会冰壶比赛精彩纷呈，运动员可以通过冰壶刷摩擦冰壶前方的冰面来控制冰壶的运动。在某次练习中，A壶与B壶在水平冰面上发生了对心碰撞（碰撞时间不计），碰后运动员立即用冰壶刷摩擦B壶前方的冰面，刷冰后B壶与冰面间的动摩擦因数变小。碰撞前后一段时间内两壶运动的图像如图所示，已知直线①与直线③平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，求：
（1）0~1s内A壶的位移：
（2）碰后B壶的加速度；
（3）图像中横坐标与的比值。
12．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨、水平固定于磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场中，a、c之间连接阻值的电阻，导轨间距，导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒的质量、电阻。时刻对导体棒施加一个水平向右的拉力F，使导体棒做初速度为零、加速度大小的匀加速直线运动，时改变拉力F的大小使拉力的功率此后保持恒定，时导体棒已经做了一段时间的匀速运动。求：
（1）时，拉力F的大小；
（2）内，通过电阻R的电荷量q；
（3）内，导体棒产生的热量Q。
13．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直方向进入半径也为的圆柱形的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向平行于圆柱中心轴线（垂直于纸面）向外，电场的方向与磁场方向相反，电场强度。过点的直径沿竖直方向，没有加匀强电场时，离子经磁场偏转，最后垂直打在竖直放置的硅片上的点（点未画出）。已知离子的质量为，电荷量为，硅片到圆柱形磁场中心线之间的距离为，不计重力。求：
（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。
（3）在硅片平面上，过竖直向上为轴，水平向内为轴，若静电分析器和加速电场整体向右平移，圆柱形区域电场和磁场都存在时，离子最后打在硅片上的坐标。
参考答案
1．C2．C3．B4．C5．D6．AC7．AD8．ACD
9．1.88 1.94 B 该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
10．12.5 1.0 等于 大于
11．（1）；（2），方向与运动方向相反；（3）。
【解析】
（1）由图像可知，0~1s内A壶的运动对应直线①，可知A壶在时的初速度为，在时的初速度为，根据运动学公式
代入数据解得A壶的位移为
（2）由图像中直线① 可得A壶的加速度
直线① 的延长线到时刻，则有
解得
图像中直线②的斜率绝对值小，对应的加速度小，即直线②对应碰后B壶的运动，故有
碰后B壶的加速度大小为，方向与运动方向相反；
（3）由图像可知A壶与B壶在时发生碰撞，设碰后A壶的速度为，根据动量守恒定律可得
解得
A壶碰后到停下所用时间为
可得
故有
12．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律有
时，导体棒的速度
根据闭合电路的欧姆定律有
解得
（2）导体棒做匀加速运动，内，导体棒运动的位移
设内电路中的平均电流为，则该段时间内通过电阻R的电荷量
解得
（3）时拉力F的功率
设导体棒匀速运动的速度为，导体棒匀速运动时受到的安培力为，导体棒受到的拉力
设内回路产生的总热量为Q，根据功能关系有
根据焦耳定律有
13．（1），；（2）；（3）。
【解析】
（1）离子加速电场加速后，根据动能定理
解得
离子在圆弧形静电分析器中，根据牛顿第二定律
解得
（2）从点进入圆形磁场后，垂直打在竖直放置的硅片上的点，方向偏转，故粒子在磁场中的轨迹半径也为，根据牛顿第二定律
解得
（3）电场和磁场都存在时，粒子将做螺旋线运动，由电场产生的沿轴方向的运动为初速为0的匀加速直线运动，由磁场产生沿纸面的运动为匀速圆周运动，以由磁场产生沿纸面的运动为匀速圆周运动为研究过程，如图所示
由图中几何关系可得
即
粒子在磁场中的时间为
粒子由电场产生的加速度为
粒子沿电场方向通过的位移为
粒子离开磁场到打在硅片上的时间为
故粒子打在硅片上的坐标为
粒子离开磁场时，沿电场方向的速度为
粒子离开磁场到打在硅片上沿电场方向的位移为
故粒子打在硅片上的坐标为
粒子最后打到硅片上的坐标为
一、单项选择题
1．如图，烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为．下列说法正确的是（ ）
A．是光子，不具有能量B．是粒子，有很强的贯穿本领
C．比的原子核更稳定D．冬天气温较低时，镅241的半衰期会变小
2．每年夏季，我国多地都会出现日晕现象，如图甲所示。由于日晕现象不是很常见，常常引起人们的误解。实际上日晕就是一种光学现象，简单说是一种太阳光通过卷云层时，受到冰晶折射或反射而形成。如图乙所示，、为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．光的折射率大于光折射率
B．在冰晶中光传播速度小于光传播速度
C．从冰晶中射入空气发生全反射时光的临界角较小
D．让、光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距比光的大
3．北京时间2022年3月5日14时01分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，采用“一箭多星”技术，成功将银河航天02批卫星（6颗）及其搭载的1颗商业遥感卫星发射升空。遥感卫星进入距地表约500km的近地轨道做匀速圆周运动。已知引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．该遥感卫星的轨道属于地球同步轨道
B．根据题目已知条件，可以估算该遥感卫星的线速度大小
C．根据已知条件可以计算该遥感卫星所受万有引力大小
D．该遥感卫星在轨道上的角速度比月球绕地球的角速度小
4．一列简谐横波沿轴正方向传播，波速为。时刻波形如图所示，且波刚传到点。下列说法正确的是（ ）
A．波源振动的频率
B．质点起振方向沿轴负方向
C．在内，质点运动通过的路程为
D．时，平衡位置在处的质点将运动到处
5．如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>O）的粒子以初动能Ek0从MN连线上的P点水平向右射出，在大小为E、方向竖直向下的匀强电场中运动。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力忽略不计，则粒子到达MN连线上的某点（未画出）时（ ）
A．所用时间为
B．动能为3Ek0
C．若P点的电势为0，则该点电势为
D．若仅增大初速度，速度与竖直方向的夹角不变
二、不定项选择题
6．夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体。则气泡上升过程中，以下说法正确的是（ ）
A．气泡内气体对外界做功B．气泡内每个气体分子的动能都变大
C．气泡内气体从外界吸收热量D．气泡内气体的压强可能不变
7．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数匝，副线圈的匝数为匝，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。为定值电阻，为滑动变阻器，电表均为理想交流电表，下列判断正确的（ ）
A．原线圈接交变电压的表达式为
B．电压表的示数为
C．若将变阻器的滑片P向上滑动，电压表示数变大
D．若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表A读数将减小
8．跳台滑雪是一项勇敢者的滑雪运动，图甲是2022年北京冬奥会跳台滑雪的主跳台“雪如意”，图乙是其部分赛道及运动情况简化示意图。现有一运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡上b处着陆，测得ab间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，运动员（包括装备）质量为60kg，且可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则运动员（包括装备）（ ）
A．从a处运动到b处的时间为2s
B．落到b处前瞬间动能为2.1×103J
C．从a处运动到b处过程中动量变化率不变
D．在空中距离斜坡最大距离为
第Ⅱ卷
9．如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。（g取9.8m/s2）
（1）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50Hz的交变电流。用刻度尺测得OA＝15.55cm，OB＝19.20cm，OC＝23.23cm，重锤的质量为1.00kg，（g取9.8m/s2）。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了____J；此时重锤的速度为____m/s。（结果均保留三位有效数字）
（2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于____。
A．19.6 B．9.8 C．4.90
（3）图线明显未过原点O的原因可能是____。
10．某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路，闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I，得-R图线如图乙所示，已知R0=4Ω。
（1）根据图像可知电池的电动势为____________V，内阻为____________Ω（两空均保留1位小数）。
（2）考虑到电流表内阻的影响，电动势的测量值____________实际值，内阻的测量值____________实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
11．北京冬奥会冰壶比赛精彩纷呈，运动员可以通过冰壶刷摩擦冰壶前方的冰面来控制冰壶的运动。在某次练习中，A壶与B壶在水平冰面上发生了对心碰撞（碰撞时间不计），碰后运动员立即用冰壶刷摩擦B壶前方的冰面，刷冰后B壶与冰面间的动摩擦因数变小。碰撞前后一段时间内两壶运动的图像如图所示，已知直线①与直线③平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，求：
（1）0~1s内A壶的位移：
（2）碰后B壶的加速度；
（3）图像中横坐标与的比值。
12．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨、水平固定于磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场中，a、c之间连接阻值的电阻，导轨间距，导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒的质量、电阻。时刻对导体棒施加一个水平向右的拉力F，使导体棒做初速度为零、加速度大小的匀加速直线运动，时改变拉力F的大小使拉力的功率此后保持恒定，时导体棒已经做了一段时间的匀速运动。求：
（1）时，拉力F的大小；
（2）内，通过电阻R的电荷量q；
（3）内，导体棒产生的热量Q。
13．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直方向进入半径也为的圆柱形的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向平行于圆柱中心轴线（垂直于纸面）向外，电场的方向与磁场方向相反，电场强度。过点的直径沿竖直方向，没有加匀强电场时，离子经磁场偏转，最后垂直打在竖直放置的硅片上的点（点未画出）。已知离子的质量为，电荷量为，硅片到圆柱形磁场中心线之间的距离为，不计重力。求：
（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。
（3）在硅片平面上，过竖直向上为轴，水平向内为轴，若静电分析器和加速电场整体向右平移，圆柱形区域电场和磁场都存在时，离子最后打在硅片上的坐标。
参考答案
1．C2．C3．B4．C5．D6．AC7．AD8．ACD
9．1.88 1.94 B 该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关
10．12.5 1.0 等于 大于
11．（1）；（2），方向与运动方向相反；（3）。
【解析】
（1）由图像可知，0~1s内A壶的运动对应直线①，可知A壶在时的初速度为，在时的初速度为，根据运动学公式
代入数据解得A壶的位移为
（2）由图像中直线① 可得A壶的加速度
直线① 的延长线到时刻，则有
解得
图像中直线②的斜率绝对值小，对应的加速度小，即直线②对应碰后B壶的运动，故有
碰后B壶的加速度大小为，方向与运动方向相反；
（3）由图像可知A壶与B壶在时发生碰撞，设碰后A壶的速度为，根据动量守恒定律可得
解得
A壶碰后到停下所用时间为
可得
故有
12．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律有
时，导体棒的速度
根据闭合电路的欧姆定律有
解得
（2）导体棒做匀加速运动，内，导体棒运动的位移
设内电路中的平均电流为，则该段时间内通过电阻R的电荷量
解得
（3）时拉力F的功率
设导体棒匀速运动的速度为，导体棒匀速运动时受到的安培力为，导体棒受到的拉力
设内回路产生的总热量为Q，根据功能关系有
根据焦耳定律有
13．（1），；（2）；（3）。
【解析】
（1）离子加速电场加速后，根据动能定理
解得
离子在圆弧形静电分析器中，根据牛顿第二定律
解得
（2）从点进入圆形磁场后，垂直打在竖直放置的硅片上的点，方向偏转，故粒子在磁场中的轨迹半径也为，根据牛顿第二定律
解得
（3）电场和磁场都存在时，粒子将做螺旋线运动，由电场产生的沿轴方向的运动为初速为0的匀加速直线运动，由磁场产生沿纸面的运动为匀速圆周运动，以由磁场产生沿纸面的运动为匀速圆周运动为研究过程，如图所示
由图中几何关系可得
即
粒子在磁场中的时间为
粒子由电场产生的加速度为
粒子沿电场方向通过的位移为
粒子离开磁场到打在硅片上的时间为
故粒子打在硅片上的坐标为
粒子离开磁场时，沿电场方向的速度为
粒子离开磁场到打在硅片上沿电场方向的位移为
故粒子打在硅片上的坐标为
粒子最后打到硅片上的坐标为
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