2022-2023学年天津市和平区高二（上）学业水平模拟物理试卷（含解析）

2022-2023学年天津市和平区高二（上）学业水平模拟物理试卷
题号 一 二 三 总分
得分
一、单选题（本大题共20小题，共60.0分）
1. 如图所示，由中国航天科技集团有限公司研制的天舟三号货运飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，于北京时间年月日时分，采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱后向端口，整个过程历时约小时。下列过程中可以把天舟三号货运飞船看作质点的是( )
A. 研究飞船入轨前的运行轨迹 B. 研究飞船对接前的姿态调整
C. 研究飞船与空间站对接过程 D. 研究飞船对接后的运行姿态
2. 下列哪一组属于国际单位制的基本单位( )
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
3. 北京时间年月日至月日卡塔尔世界杯足球赛火热进行。足球运动中蕴含着丰富的物理知识，关于惯性下列说法正确的是( )
A. 足球在空中静止释放后能竖直下落，是因为惯性的缘故
B. 踢出去的足球能继续飞行，是因为惯性的缘故
C. 踢出去的足球速度在不断变化，惯性也在不断变化
D. 足球若被带到太空，惯性将会消失
4. 大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手压在桌面上、那么，大人对小孩的作用力( )
A. 比小孩对大人的作用力先施加 B. 大于小孩对大人的作用力
C. 与小孩对大人的作用力大小相等 D. 与小孩对大人的作用力是一对平衡力
5. 关于电磁波，下列说法正确的是( )
A. 赫兹建立了经典电磁场理论
B. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
C. 航天员在中国空间站进行太空授课的实时画面是通过电磁波传递到地面的
D. 医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗
6. 如图所示，撑开的雨伞上、两点到伞轴的距离分别为、，且。当转动雨伞使、两点绕伞轴作匀速圆周运动时，、两点的( )
A. 周期之比为： B. 角速度之比为：
C. 线速度之比为： D. 向心加速度之比为：
7. 已知某人造卫星围绕地球做匀速圆周运动，卫星质量为，轨道半径为，地球质量为，半径为，引力常量为。人造卫星受到地球的万有引力大小为( )
A.
B.
C.
D.
8. 如图所示，一个人用双手在单杠上把自己吊起来，静止在竖直面上，在下列四种情况中，两臂用力最小的是( )
A. 当他两臂平行时 B. 当他两臂成夹角时
C. 当他两臂成夹角时 D. 当他两臂成夹角时
9. 如图所示，炮筒与水平方向成角，炮弹从炮口射出时的速度大小是，这个速度在竖直方向的分速度为( )
A. B. C. D.
10. 有一个电容器，当它所带的电荷量时，电容器两极板间的电压，这个电容器的电容大小是( )
A. B. C. D.
11. 如图所示，竖直固定直导线中通以恒定电流，附近的一闭合矩形线圈与导线在同一平面，则( )
A. 导线周围的磁场方向与导线电流方向相同 B. 导线周围的磁场方向与导线电流方向相反
C. 若线圈竖直方向平移，线圈内会产生电流 D. 若线圈水平方向平移，线圈内会产生电流
12. 如图所示，质量为的小球，从空中点下落到地面上的点，点到桌面的高度为，桌面高为，以桌面为零势能面，。则小球在点的重力势能为( )
A.
B.
C.
D.
13. 如图为某物体做直线运动的速度时间图像，由图像可知( )
A. 第末与第末的速度方向相反 B. 第末与第末加速度方向相同
C. 第内物体的位移为 D. 末物体加速度为
14. 有两个相同的带电小球，各带电量为、。当两球距离为时二者可视为点电荷，两球间的库仑力大小为。若将两球拉大到相距的位置，则两球间的库仑力大小变为( )
A. B. C. D.
15. 把长的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直．当导线中通过的电流为时，该直导线受到的安培力的大小为则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
16. 物体从某一高处水平抛出，其初速度为，落地速度为，不计阻力，重力加速度为，则物体在空中飞行的时间为( )
A. B. C. D.
17. 如图所示，体重为的小明站在放置于电梯底部的体重计上。某时刻体重计的示数为，此时( )
A. 电梯可能向下加速运动，处于超重状态
B. 电梯可能向上加速运动，处于超重状态
C. 电梯可能向下匀速运动，处于平衡状态
D. 电梯可能向上匀速运动，处于平衡状态
18. 如图所示为某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是( )
A. 电源的短路电流为
B. 电源的内阻为
C. 电源与的电阻串联，路端电压为
D. 电源与的电阻串联，干路电流为
19. 如图所示，质量为的木块在置于水平桌面的木板上滑行，木板静止，它的质量，已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为，那么木板所受桌面给的摩擦力大小是( )
A. B. C. D.
20. 质量为的汽车在平直公路上以额定功率启动，当它速度为时，加速度为，若汽车所受阻力为速度大小的倍，则以下分析正确的是( )
A. 汽车发动机的额定功率为
B. 汽车发动机的额定功率为
C. 汽车行驶的最大速度为
D. 当汽车加速度减小到时，速度增加到
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
21. 在如图所示的“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：
除打点计时器含交流电源、纸带、复写纸、小车、带有定滑轮的长木板、细线和槽码外，在下面的器材中，必须使用的是______。
A.天平
B.刻度尺
C.秒表
实验过程中，下列说法中正确的是______。
A.实验时必须调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行
B.实验时必须倾斜长木板以平衡小车的摩擦力
C.实验时可以先释放小车，再接通电源
打点计时器打出的一条纸带如图所示，、、、、为我们在纸带上所选的计数点。每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出已知打点计时器打点频率为。试求：图中打点计时器打下点时小车的瞬时速度，______；小车的加速度______。计算结果均保留位有效数字
22. 小明用多用电表欧姆挡测某灯泡电阻，挡位旋钮指“”倍率挡，调零后测试，发现指针偏转角太大，为使测量结果更加准确，应改用______倍率挡选填“”或“”；
小明换挡调零后，再次测试该灯泡，指针如图所示，灯泡电阻阻值为______；
小明用该灯泡连接电路如图所示，开关闭合后发现灯泡不亮，保持电路完整情况下，欲用多用电表检查该电路开关处于闭合状态何处故障，应使用多用电表的______进行检测。
A.欧姆挡
B.电流挡
C.交流电压挡
D.直流电压挡
三、简答题（本大题共2小题，共6.0分）
23. 如图所示，平行金属板竖直放置，闭合电建后，一质量为，带电量为的小球，用细线拴住能处于静止状态，静止时细线与竖直方向的夹角为，两板间的距离为，重力加速度为，请：
判断带电小球的电性；
求出金属板间的电场强度的大小；
求出金属板间的电势差。
24. 弹珠游戏在孩子们中间很受欢迎，有很多种玩法，其中一种玩法就是比距离。模型如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形圆半径比细管的内径大得多和光滑直管组成的轨道固定在水平桌面上，已知部分的半径游戏弹射装置可将一个质量小球可视为质点从点弹入轨道，小球从点离开轨道随即平滑进入长，的粗糙水平地面图上对应为，最后通过与地面平滑连接的光滑轨道，从点水平射出，已知点距离地面的高度可以调节，不计空气阻力。，求：
若小球以的水平初速度从点弹入轨道，求小球在半圆轨道上时对圆管压力的大小；
若点距离地面的高度，为使小球能够到达点，则小球弹入点的最小速度应是多少；
若小球以从点弹入，则当多高时，水平射程最大，并求出这个最大值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、研究飞船入轨前的运行轨迹时，天舟三号货运飞船的大小相对于运动的轨迹可以忽略不计，可以看作质点，故A正确；
B、研究飞船对接前的姿态调整时，天舟三号货运飞船的大小和形状不能忽略，否则没有所谓的“姿态”，所以天舟三号货运飞船不能可以视为质点，故B错误；
C、研究飞船与空间站对接过程时，天舟三号货运飞船的大小和形状不能忽略，否则不能完成对接，所以天舟三号货运飞船不能视为质点，故C错误；
D、研究飞船对接后的运行姿态时，天舟三号货运飞船的大小和形状不能忽略，否则没有所谓的“姿态”，所以天舟三号货运飞船能可以视为质点，故D错误。
故选：。
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可．
质点是运动学中一个重要概念，要理解其实质，不能停在表面．
2.【答案】
【解析】解：、、属于国际单位制的基本单位，不是基本单位，故A错误。
B、、、都属于国际单位制的基本单位，故B正确。
C、属于国际单位制的导出单位，故C错误。
D、、属于国际单位制的导出单位，是常用单位，故D错误。
故选：。
在国际单位制中，力学的基本单位是、、，、等是导出单位。
解决本题的关键要记牢在国际单位制中力学的基本单位、、，要注意不是基本单位，而是导出单位。
3.【答案】
【解析】解：、把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到竖直向下的重力的缘故，故A错误；
B、惯性指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，可知踢出去的足球能继续飞行，是因为惯性的缘故，故B正确；
C、任何物体在任何情况下都有惯性，惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。与物体的运动状态，是否受力、运动速度大小都无关，故C错误；
D、惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态以及所处的位置无关。故D错误。
故选：。
惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大．
惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起．解答此题要注意：一切物体任何情况下都具有惯性．惯性只有在受力将要改变运动状态时才体现出来．
4.【答案】
【解析】解：做掰手腕比力气游戏时，一方对另一方有一个作用力，同时另一方也受到这一方对他的作用力，即物体间力的作用是相互的，两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时产生，在同一条直线上，大小相等，方向相反。大人对小孩的作用力与小孩对大人的作用力是一对作用力和反作用力，故C正确，ABD错误。
故选：。
二力平衡的条件是：作用在同一物体上；大小相等；方向相反；作用在同一直线上．
作用力和反作用力是两个相互作用的物体之间产生的，大小相等，方向相反．
本题解题的关键是区分相互作用力和平衡力，同时注意相互作用力具有等时性。
5.【答案】
【解析】解：、麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，并预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故AB错误；
C、航天员在中国空间站进行太空授课的实时画面是通过无线电波，即电磁波传递到地面的，故C正确；
D、根据射线有很强的穿透能力，可知医院里经常利用射线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗，故D错误。
故选：。
麦克斯韦建立了经典的电磁场理论，赫兹证实了电磁波的存在；根据电磁波能够传递信号判断；根据射线的特点判断。
本题考查了电磁波的发现以及证实、电磁波的传播、电磁波的应用等基础知识，要求学生对这部分知识要重视课本，强化理解。
6.【答案】
【解析】解：、、两点以相同的角速度绕伞轴作匀速圆周运动时，根据，可知两点的周期相同，故AB错误；
C、线速度，，可知点的线速度比点的线速度大，故C错误；
D、根据向心加速度，，、两点的向心加速度之比为：，故D正确。
故选：。
本题根据同轴角速度相等，结合公式、、，比较周期，线速度和向心加速度；
本题考查学生对圆周规律、、的掌握，需要学生熟记，比较基础。
7.【答案】
【解析】解：根据万有引力定律可知：，故B正确，ACD错误。
故选：。
利用万有引力定律求出引力大小，注意地球与卫星的距离是。
本题考查万有引力定律的应用，关键是找准距离的表达式，让代入公式求得万有引力即可。
8.【答案】
【解析】解：对人受力分析，受重力和两个拉力，设两个分力的夹角为，如图
根据平衡条件，有：当角度不断减小时，拉力不断减小，故两臂平行时最省力；
故选：。
对人受力分析，受重力和两个拉力，设夹角为，求出拉力的一般表达式，最后得到拉力的最小值．
本题关键是对人受力分析，然后根据平衡条件并运用合成法得到拉力的表达式进行分析判断．
9.【答案】
【解析】解：根据速度的合成与分解，可将炮弹从炮口射出时的速度可以分解为水平和竖直方向，如图所示，
在竖直方向的速度为：，故B正确，ACD错误。
故选：。
炮弹从炮口射出时的速度可以在水平和竖直两个方向上分解，作出几何图象由几何关系即可求出竖直分速度。
本题是速度的合成与分解，直接根据平行四边形定则作图并由几何关系求解。
10.【答案】
【解析】解：这个电容器的电容大小为，代入数据可知：
；故C确，ABD错误。
故选：。
已知电容器的电荷量和板间电压，根据电容的定义式求解电容的大小．
解决本题关键掌握电容的定义式的公式应用，同时在计算时要注意电容单位的换算．
11.【答案】
【解析】解：、根据安培定则可知，线圈所在处的磁场方向垂直于该平面向里，与导线的方向垂直，故AB错误；
C、线圈沿竖直方向平移，线圈中的磁感应强度不变，磁通量不变，故不会产生感应电流；故C错误；
D、线圈水平方向平移，线圈中的磁通量发生变化，故会产生感应电流；故D正确；
故选：。
根据安培定则判断磁场的方向；明确感应电流的产生条件，明确当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流．
判断电路中能否产生感应电流，应把握两点：一是要有闭合回路；二是回路中的磁通量要发生变化。
12.【答案】
【解析】解：以桌面为参考平面，小球在点的重力势能为，故A正确，BCD错误。
故选：。
在重力势能表达式中，为物体相对于参考平面的高度，明确物体相对于零势能面的高度，即可确定重力势能。
关键要正确理解公式中的含义：为物体相对于参考平面的高度，注意重力势能的正负。
13.【答案】
【解析】解：、由图象可知，内，速度都为正值，即速度都沿正方向，所以第末与第末的速度方向相同，故A错误；
、根据图像的斜率表示加速度，可知内，加速度为：，即末物体加速度为，内，加速度为：，所以第末与第末的加速度方向相反，故B错误，D正确；
C、根据图像与时间轴围成的面积表示位移，可得第内物体的位移为：，故C错误。
故选：。
根据速度的正负表示速度的方向判断；根据图像的斜率表示加速度求解；根据图像与时间轴围成的面积表示位移求解。
本题考查了对图像的理解和运用，要明确图像的斜率表示加速度，图像与时间轴围成的面积表示位移。
14.【答案】
【解析】解：当两球距离为时，由点电荷库仑力的公式；电量不变，当距离增大一倍后，库仑力将变为原来的，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据点电荷库仑力的公式，求得前后两次的库仑力大小．
本题就是对库仑力公式的直接考查，掌握住公式就很容易分析．
15.【答案】
【解析】解：当磁场的方向与电流方向垂直时，，
则
故磁感应强度的大小为
故选：．
当磁场的方向与电流方向垂直时，，根据该公式求出磁场的磁感应强度．
解决本题的关键掌握安培力的大小公式与垂直，注意磁感应强度与力、电流及长度没有关系，但可求得大小，且必须导线与磁场垂直．
16.【答案】
【解析】
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，将落地速度进行分解，求出竖直分速度，结合速度时间公式求出物体在空中飞行的时间。
解决本题的关键要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，掌握分速度公式，结合运动的分解法进行研究。
【解答】
物体做平抛运动，将物体落地时的速度进行分解，物体落地时竖直分速度为： ，
又，则，故A正确，BCD错误。
故选：。
17.【答案】
【解析】解：体重计读数大于实际重量，即视重大于实重，所以小明处于超重状态，加速度方向向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速。故B正确，ACD错误。
故选：。
由题意可知体重计示数是，应用牛顿第二定律分析说明该同学处于超重状态，则电梯应具有向上的加速度。
本题考查了牛顿第二定律的应用，该题考查对超重与失重的理解，明确超重是物体对与之接触的物体的弹力大于重力，不是重力变大了。
18.【答案】
【解析】解：、根据闭合电路欧姆定律得，
整理得：
图像与纵轴的交点表示电动势，斜率为，由图像得，，
故B错误；
A、由得，
当路端电压时，电流为，即短路电流为，故A错误；
C、电源与的电阻串联，根据闭合电路欧姆定律得，干路电流为
路端电压为
故C错误；
D、电源与的电阻串联，根据闭合电路欧姆定律得，干路电流为
故D正确；
故选：。
根据闭合电路欧姆定律和图像求解电源的电动势和内阻；当路端电压为时，求解电路中的电流，即为短路电流；根据闭合电路欧姆定律求解干路电流和路端电压。
本题考查闭合电路欧姆定律，解题关键是根据闭合电路欧姆定律和图像求解电源电动势和内阻。
19.【答案】
【解析】解：对小滑块受力分析，受重力、长木板的支持力和向右的滑动摩擦力，有：
得：
再对长木板受力分析，受到重力、小滑块的对长木板向下的压力、小滑块对其向左的滑动摩擦力、地面对长木板的支持力和向右的静摩擦力，根据共点力平衡条件，有：
得：；故C正确ABD错误。
故选：。
先对小滑块受力分析，受重力、长木板的支持力和向右的滑动摩擦力；再对长木板受力分析，受到重力、小滑块的对长木板向下的压力、小滑块对其向左的滑动摩擦力、地面对长木板的支持力和向右的静摩擦力；然后根据共点力平衡条件判断。
滑动摩擦力与正压力成正比，而静摩擦力随外力的变化而变化，故静摩擦力通常可以根据共点力平衡条件求解，或者结合运动状态，然后根据牛顿第二定律列式求解。
20.【答案】
【解析】解：、设汽车的额定功率为汽车的速度时，根据牛顿第二定律知：，所以，故AB错误；
C、汽车匀速时，牵引力等于阻力，速度最大，故有：，则，故C正确；
D、加速度为时，，合外力等于速度为时的合外力的两倍，牵引力小于速度为时牵引力的两倍，故此时的速度小于，故D错误。
故选：。
当汽车以恒定的加速度匀加速运动到额定功率之后，汽车将在额定功率下做加速度逐渐减小的变加速度运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，之后将做匀速运动。
解决本题的关键掌握功率与牵引力的关系：，知道当汽车牵引力等于阻力时，车速最大。
21.【答案】
【解析】解：需要刻度尺量距离，本实验不需要测量物体的质量，不需要天平，打点计时器可以计时，所以不需要秒表，故AC错误，B正确。
故选：。
调节定滑轮的高度使细线与长木板平行，保持小车运动过程加速度不变，故A正确；
B.实验探究速度随时间的变化关系，不用平衡摩擦力，故B错误；
C.应先接通电源再释放小车，故C错误；
故选：。
可以用段的平均速度代替点的平均速度；
根据逐差法计算运动小车的加速度；
故答案为：；；，
根据实验原理选择正确的实验器材；
正确解答本题需要掌握：打点计时器的使用以及简单构造等，明确探究小车速度随时间变化的规律实验中一些简单操作细节等；
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小，
本题考查测定匀变速直线运动的加速度实验，要求掌握实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理和误差分析。
22.【答案】
【解析】解：欧姆表测电阻时，指针偏转角太大，说明指针所指示数小，根据电阻测量值指针所指示数倍率可知，要使欧姆挡指针所指示数变大，必须要换成小倍率挡，即将倍率换成“”挡位；
待测电阻。
用多用表电流挡、欧姆挡判断故障都要将电路断开，不能使电路保持完整，故AB错误；
图为直流电路，不能用交流电压挡，只能用直流电压挡，故C错误，D正确。
故选：。
故答案为：；；。
欧姆表测电阻时，指针偏转角太大，说明指针所指示数小，电阻测量值指针所指示数倍率，据此作答；
保持电路完整，就是不能将电路断开，用多用表电流挡、欧姆挡判断故障都要将电路断开，据此分析；图为直流电路，不能用交流电压挡，据此分析作答。
注意：用多用表测电阻时，欧姆挡的指针是从左往右偏转，欧姆挡的“”在右方，指针偏转角太大，说明指针所指示数小；欧姆表测电阻时，指针保持在表盘中央位置附近，误差小，这是换挡位的依据。
23.【答案】解：由小球处于平衡状态，及受力分析可知小球受电场力方向水平向左，小球带负电。
设此时绳子拉力为，板间电场强度为，由平衡条件得
水平方向有：
竖直方向有：
由匀强电场
由上述式可解得：
答：小球带负电荷。
金属板间的电场强度的大小为；
金属板间的电势差为。
【解析】小球在电场中处于平衡状态，根据小球的电场力方向与场强方向的关系，判断小球的电性。
根据平衡条件和场强与电势差间的关系，求解两板间的电场强度及电势差。
本题关键分析小球的受力情况，注意共点力平衡条件的应用。
24.【答案】解：小球的质量
根据题意可知，在竖直方向上，由平衡条件有
在水平方向上，由牛顿第二定律有
则管道对小球的作用力为
联立代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，小球对圆管的压力大小
根据题意，小球从点运动到点过程中，由动能定理有：
代入数据解得：
根据题意，小球从点运动到点过程中，由动能定理有
过了点小球做平抛，由平抛运动规律有
整理可得
由数学知识可知，当时，有最大值，最大值为
答：若小球以的水平初速度从点弹入轨道，求小球在半圆轨道上时对圆管压力的大小为；
若点距离地面的高度，为使小球能够到达点，则小球弹入点的最小速度应是；
若小球以从点弹入，则当为时，水平射程最大为。
【解析】分析小球水平方向和竖直方向的受力情况，根据力的合成解答；
根据动能定理解得最小速度；
根据动能定理结合平抛运动规律与数学方法解得最大值。
本题考查了力的合成、动能定理、平抛运动，分析清楚小球的运动过程、应用平衡条件、牛顿第二定律、平抛运动规律即可正确解题．
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