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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（一） （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（一） （Word版），共9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
1．2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时（ ）
A．气泡受到浮力
B．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为引力
C．水球呈扁球状
D．气泡内分子热运动停止
2．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）
A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B．IC卡是通过X射线工作的
C．读卡机在发射电磁波时，需要进行调谐和解调
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能
3．两个相同的电阻分别通以如图甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电流，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于（ ）
A．1：1B．2：1C．2：D．4：3
4．一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图像，则（ ）
A．该简谐横波沿x轴正方向传播
B．该列波的波速为
C．从图甲波形开始，Q比P先到达波峰位置
D．质点Q的平衡位置坐标为
5．科技冬奥是北京冬奥会的一个关键词，大家在观看滑雪大跳台的比赛时，对“时间切片”有深刻的印象，就是把运动员从跳台上速度斜向上起飞一直到落地的过程展现在一帧画面上，3秒瞬间一帧呈现，给观众带来震撼视觉体验。假如运动员质量为m，离开跳台时速度的大小为v，重力加速度为g，运动中忽略阻力，则（ ）
A．运动员在空中运动的每帧位置之间，重力冲量不相同
B．运动员在空中运动的每帧位置之间，速度的改变方向不同
C．运动员从跳台到最高点过程中，重力势能的增加为
D．运动员从最高点落回地面过程中重力的瞬时功率随时间均匀增加
二、不定项选择题
6．下列说法正确的是（ ）
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．U在中子轰击下生成Ba和Kr的过程中，原子核中的平均核子质量变小
C．太阳辐射能量主要来自于太阳内部的轻核聚变反应
D．根据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
7．北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。如图所示，圆形轨道I为空间站运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船无动力运行的轨道，两轨道相切于A点，B点为轨道II的近地点。下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船在地面发射时的速度须大于地球的第二宇宙速度
B．载人飞船从B点运动到A点的过程中速度逐渐减小
C．空间站在轨道I上A点的速度大于载人飞船在轨道II上A点的速度
D．空间站在轨道I上A点的加速度大于载人飞船在轨道II上A点的加速度
8．在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x轴上各点的电势随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．Q1带正电，Q2带负电
B．P点的电场强度为零
C．将电子（负电）从P1点沿x轴正方向移到P点的过程中，电子的电势能不断减小
D．电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正方向运动到P点的过程中，加速度逐渐减小
第Ⅱ卷
9．学习小组的同学在实验室用如图所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，通过计算机来记录力传感器测定单摆摆动过程中摆线受到拉力大小的变化情况，以及单摆摆动的时间。
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径________；
（2）实验测得摆长为L，传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式为：__________（用题目中物理量的字母表示）
（3）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）。
A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C．用悬线的长度加摆球直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
10．为了测量某待测电阻R，的阻值（约为40Ω），有以下一些器材可供选择：
电流表A1（量程为0~3A，内阻r1约0.1Ω）；电流表A2（量程为0~10mA，内阻r2=10Ω）；
电压表V1（量程为0~3V，内阻约3kΩ）；电压表V2（量程为0~15V，内阻约5kΩ）；
电源E（电动势约为3V，内阻很小）；定值电阻R（2Ω，允许最大电流为1.0A）；
滑动变阻器R1（0~10Ω，允许最大电流为2.0A）；
滑动变阻器R2（0~500Ω，允许最大电流为0.5A）；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便。
（1）电流表应选__________，电压表应选_________，滑动变阻器应选_______（填写器材符号）。
（2）请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图______（并在电路图中标出所用元件的对应符号）。
（3）在某一次测量中，若电压表示数为U=2.1V，电流表示数为I=8.0mA，则待测电阻Rx=________Ω。
11．我国南方某些城市中秋节仍保留着秋千表演节目。如图，某次甲从绳子与地面平行的位置由静止摆下，在秋千踏板摆到最低点时迅速将地面上的乙向上一拉，乙竖直跃上秋千，然后一起站着并向上摆．当再次返回最低点时，乙从秋千上水平跳出，甲继续摆到绳子与竖直方向成33°角时速度为零。已知秋千踏板摆到最低点时与地面平行，且距离地面1.8m；甲、乙站立在秋千上时重心与绳上端距离为3.2m，甲、乙质量相等，甲、乙始终保持身体直立，cs33°≈0.84，g取10m/s2，忽略空气阻力和踏板质量。求：
（1）当甲、乙一起再次返回最低点时，甲、乙的共同速度大小；
（2）乙的落地点距踏板在最低点时的水平距离。
12．如图所示为一台利用可折叠光屏制成的质谱仪原理图，可折叠光屏可以绕垂直于纸面且过P点的轴转动，使光屏、两部分互相垂直。现有电荷量相同、质量不同的离子由静止开始经过电压为的电场加速后，通过狭缝O垂直磁场边界进入垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后离子打在光屏上，已知光屏部分在上，，，。求：
（1）打在光屏上M、P两点的离子质量之比；
（2）若离子打在光屏上N点，该离子在磁场中运动的轨道半径。
13．如图甲为某种电驱动和电磁刹车的装置原理图，匝数为匝不计内阻的金属圆形线圈水平放置，圆半径为，线圈内存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为，线圈与水平放置的平行导轨相连，两导轨不计电阻且足够长，间距L=1.0m。现用三根并排固定在一起的导体棒模拟小车，三根导体棒用ab、cd两根绝缘材料固定，相邻导体棒间距d=0.2m，导体棒长度也为L=1.0m，与导轨垂直且接触良好。导体棒连同固定材料总质量m=4.48kg，每根导体棒的电阻为r=3.0Ω，该“小车”在导轨上运动时所受摩擦阻力f=0.24v（N），v为小车运行的速率。（已知：几个电池相同时，并联后的总电动势等于单个电动势，而总内阻等于各个内阻的并联值）
（1）在平行导轨区域加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，闭合开关S，求：
①刚刚闭合S瞬时bc棒受的磁场力多大；
②该小车能达到的最大速度；
（2）当小车以第（1）问中的最大速度运行时，某时刻断开开关S，并将平行导轨区域的磁场立即改为如图乙所示的磁场，导轨间存在矩形匀强磁场区域，区域宽度为d=0.2m，相邻磁场区域间的距离为2d，磁感应强度均为，方向垂直轨道平面向下，且开关S刚断开时bc恰开始进入首个磁场区，求小车减速向前运动的距离x和减速过程的总焦耳热Q。
参考答案
1．B2．D3．D4．C5．D6．BCD7．BC8．CD
9． C
10．A2 V1 R1 42.1
11．（1）4m/s；（2）2.88m
【解析】
（1）设甲第一次摆到最低点时，速度为v0，由机械能守恒定律得
得v0=8m/s
设甲将乙拉上瞬间共速为v1，甲将乙拉上的过程，水平方向动量守恒，由mv0=2mv1
得v1=4m/s
所以当甲乙一起回到最低点时速度为4m/s；
（2）设乙水平跳出瞬间，甲的速度为v2，乙的速度为v3，由动量守恒定律2mv1=mv2+mv3
甲摆到最高点过程，由机械能守恒定律
得
v2=3.2m/s
v3=4.8m/s
乙做平抛运动，有
乙落地时与踏板在最低点时的水平距离为s=v3t
解得s=2.88m
12．（1）；（2）
【解析】
（1）离子在加速电场中运动，根据动能定律可得
离子在磁场中做匀速圆周运动，可得
联立解得
打在光屏M、P两点的离子，在磁场中运动的半径分别为
则打在光屏M、P两点离子的质量之比
（2）若离子打在光屏上N点，如图所示，由几何知识得
解得
13．（1）①；②；（2）x=32m；
【解析】
(1)①根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势
bc边受到的安培力
②导体棒切割磁场产生电动势
当模拟小车速度达到最大速度时，模拟小车所受安培力与摩擦阻力平衡
解得
(2)根据图乙中的磁场分布可知在任意时刻只有一根导体棒处于磁场中，根据动量定理
两式联立可得
解得
解得
所以始终有
又
解得
一、单项选择题
1．2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时（ ）
A．气泡受到浮力
B．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为引力
C．水球呈扁球状
D．气泡内分子热运动停止
2．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）
A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B．IC卡是通过X射线工作的
C．读卡机在发射电磁波时，需要进行调谐和解调
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能
3．两个相同的电阻分别通以如图甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电流，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于（ ）
A．1：1B．2：1C．2：D．4：3
4．一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图像，则（ ）
A．该简谐横波沿x轴正方向传播
B．该列波的波速为
C．从图甲波形开始，Q比P先到达波峰位置
D．质点Q的平衡位置坐标为
5．科技冬奥是北京冬奥会的一个关键词，大家在观看滑雪大跳台的比赛时，对“时间切片”有深刻的印象，就是把运动员从跳台上速度斜向上起飞一直到落地的过程展现在一帧画面上，3秒瞬间一帧呈现，给观众带来震撼视觉体验。假如运动员质量为m，离开跳台时速度的大小为v，重力加速度为g，运动中忽略阻力，则（ ）
A．运动员在空中运动的每帧位置之间，重力冲量不相同
B．运动员在空中运动的每帧位置之间，速度的改变方向不同
C．运动员从跳台到最高点过程中，重力势能的增加为
D．运动员从最高点落回地面过程中重力的瞬时功率随时间均匀增加
二、不定项选择题
6．下列说法正确的是（ ）
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．U在中子轰击下生成Ba和Kr的过程中，原子核中的平均核子质量变小
C．太阳辐射能量主要来自于太阳内部的轻核聚变反应
D．根据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
7．北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。如图所示，圆形轨道I为空间站运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船无动力运行的轨道，两轨道相切于A点，B点为轨道II的近地点。下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船在地面发射时的速度须大于地球的第二宇宙速度
B．载人飞船从B点运动到A点的过程中速度逐渐减小
C．空间站在轨道I上A点的速度大于载人飞船在轨道II上A点的速度
D．空间站在轨道I上A点的加速度大于载人飞船在轨道II上A点的加速度
8．在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x轴上各点的电势随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．Q1带正电，Q2带负电
B．P点的电场强度为零
C．将电子（负电）从P1点沿x轴正方向移到P点的过程中，电子的电势能不断减小
D．电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正方向运动到P点的过程中，加速度逐渐减小
第Ⅱ卷
9．学习小组的同学在实验室用如图所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，通过计算机来记录力传感器测定单摆摆动过程中摆线受到拉力大小的变化情况，以及单摆摆动的时间。
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径________；
（2）实验测得摆长为L，传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式为：__________（用题目中物理量的字母表示）
（3）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）。
A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C．用悬线的长度加摆球直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
10．为了测量某待测电阻R，的阻值（约为40Ω），有以下一些器材可供选择：
电流表A1（量程为0~3A，内阻r1约0.1Ω）；电流表A2（量程为0~10mA，内阻r2=10Ω）；
电压表V1（量程为0~3V，内阻约3kΩ）；电压表V2（量程为0~15V，内阻约5kΩ）；
电源E（电动势约为3V，内阻很小）；定值电阻R（2Ω，允许最大电流为1.0A）；
滑动变阻器R1（0~10Ω，允许最大电流为2.0A）；
滑动变阻器R2（0~500Ω，允许最大电流为0.5A）；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便。
（1）电流表应选__________，电压表应选_________，滑动变阻器应选_______（填写器材符号）。
（2）请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图______（并在电路图中标出所用元件的对应符号）。
（3）在某一次测量中，若电压表示数为U=2.1V，电流表示数为I=8.0mA，则待测电阻Rx=________Ω。
11．我国南方某些城市中秋节仍保留着秋千表演节目。如图，某次甲从绳子与地面平行的位置由静止摆下，在秋千踏板摆到最低点时迅速将地面上的乙向上一拉，乙竖直跃上秋千，然后一起站着并向上摆．当再次返回最低点时，乙从秋千上水平跳出，甲继续摆到绳子与竖直方向成33°角时速度为零。已知秋千踏板摆到最低点时与地面平行，且距离地面1.8m；甲、乙站立在秋千上时重心与绳上端距离为3.2m，甲、乙质量相等，甲、乙始终保持身体直立，cs33°≈0.84，g取10m/s2，忽略空气阻力和踏板质量。求：
（1）当甲、乙一起再次返回最低点时，甲、乙的共同速度大小；
（2）乙的落地点距踏板在最低点时的水平距离。
12．如图所示为一台利用可折叠光屏制成的质谱仪原理图，可折叠光屏可以绕垂直于纸面且过P点的轴转动，使光屏、两部分互相垂直。现有电荷量相同、质量不同的离子由静止开始经过电压为的电场加速后，通过狭缝O垂直磁场边界进入垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后离子打在光屏上，已知光屏部分在上，，，。求：
（1）打在光屏上M、P两点的离子质量之比；
（2）若离子打在光屏上N点，该离子在磁场中运动的轨道半径。
13．如图甲为某种电驱动和电磁刹车的装置原理图，匝数为匝不计内阻的金属圆形线圈水平放置，圆半径为，线圈内存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为，线圈与水平放置的平行导轨相连，两导轨不计电阻且足够长，间距L=1.0m。现用三根并排固定在一起的导体棒模拟小车，三根导体棒用ab、cd两根绝缘材料固定，相邻导体棒间距d=0.2m，导体棒长度也为L=1.0m，与导轨垂直且接触良好。导体棒连同固定材料总质量m=4.48kg，每根导体棒的电阻为r=3.0Ω，该“小车”在导轨上运动时所受摩擦阻力f=0.24v（N），v为小车运行的速率。（已知：几个电池相同时，并联后的总电动势等于单个电动势，而总内阻等于各个内阻的并联值）
（1）在平行导轨区域加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，闭合开关S，求：
①刚刚闭合S瞬时bc棒受的磁场力多大；
②该小车能达到的最大速度；
（2）当小车以第（1）问中的最大速度运行时，某时刻断开开关S，并将平行导轨区域的磁场立即改为如图乙所示的磁场，导轨间存在矩形匀强磁场区域，区域宽度为d=0.2m，相邻磁场区域间的距离为2d，磁感应强度均为，方向垂直轨道平面向下，且开关S刚断开时bc恰开始进入首个磁场区，求小车减速向前运动的距离x和减速过程的总焦耳热Q。
参考答案
1．B2．D3．D4．C5．D6．BCD7．BC8．CD
9． C
10．A2 V1 R1 42.1
11．（1）4m/s；（2）2.88m
【解析】
（1）设甲第一次摆到最低点时，速度为v0，由机械能守恒定律得
得v0=8m/s
设甲将乙拉上瞬间共速为v1，甲将乙拉上的过程，水平方向动量守恒，由mv0=2mv1
得v1=4m/s
所以当甲乙一起回到最低点时速度为4m/s；
（2）设乙水平跳出瞬间，甲的速度为v2，乙的速度为v3，由动量守恒定律2mv1=mv2+mv3
甲摆到最高点过程，由机械能守恒定律
得
v2=3.2m/s
v3=4.8m/s
乙做平抛运动，有
乙落地时与踏板在最低点时的水平距离为s=v3t
解得s=2.88m
12．（1）；（2）
【解析】
（1）离子在加速电场中运动，根据动能定律可得
离子在磁场中做匀速圆周运动，可得
联立解得
打在光屏M、P两点的离子，在磁场中运动的半径分别为
则打在光屏M、P两点离子的质量之比
（2）若离子打在光屏上N点，如图所示，由几何知识得
解得
13．（1）①；②；（2）x=32m；
【解析】
(1)①根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势
bc边受到的安培力
②导体棒切割磁场产生电动势
当模拟小车速度达到最大速度时，模拟小车所受安培力与摩擦阻力平衡
解得
(2)根据图乙中的磁场分布可知在任意时刻只有一根导体棒处于磁场中，根据动量定理
两式联立可得
解得
解得
所以始终有
又
解得
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