天津市2021年普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（四）（含答案）

2021年天津市普通高中学业水平等级性考试
物理 模拟试题（四）
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（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．下列各种叙述中正确的是（　　）
A．一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强可能不变
B．当液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间的距离小于液体内部分子间距离
C．悬浮在水里的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动越明显
D．第二类永动机违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律
2．用中子轰击的一种核反应方程为，其中、、X、的质量分别为、、和。光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　）
A．该核反应为聚变
B．X原子核中含有88个中子
C．增大压强，可以使的半衰期延长
D．该核反应释放的核能为
3．夏天的河上，有几名熟悉水性的青年将绳子挂在桥下荡秋千，绳子来回荡几次后跳入河中，现把秋千看成单摆模型，图为小明在荡秋千时的振动图像，已知小王的体重比小明的大，则下列说法正确的是（　　）
A．小王荡秋千时，其周期大于6.28s
B．图中a点对应荡秋千时的最高点，此时回复力为零
C．小明荡到图中对应的b点时，动能最小
D．该秋千的绳子长度约为10m
4．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙（正弦式）所示。灯泡额定电压为15V，额定功率为15W，其阻值RL与电流正相关，变化范围，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为。为保证灯泡不致烧坏，滑动变阻器从最大阻值逐渐调小，在此调节过程中，下列说法正确的是（　　）
A．无论如何，灯泡都无法调至额定功率
B．灯泡能调到额定功率，此时R的功率为10W
C．当时，电阻R1的功率最大
D．当时，灯泡与滑动变阻器的功率之和最大
5．如图所示，地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点（图中未画出）做周期相同的圆周运动。数学家拉格朗日发现，处在拉格朗日点（如图所示）的航天器在地球和月球引力的共同作用下可以绕“地月双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，从而使地、月、航天器三者在太空的相对位置保持不变。不考虑航天器对地月双星系统的影响，不考虑其它天体对该系统的影响。已知：地球质量为，月球质量为，地球与月球球心距离为。则下列说法正确的是（　　）
A．位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器，其向心加速度小于月球的向心加速度
B．地月双星系统的周期为
C．圆心点在地球和月球的连线上，距离地球和月球球心的距离之比等于地球和月球的质量之比
D．拉格朗日点距月球球心的距离满足关系式
二、不定项选择题（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，选错或不答的得0分）
6．下列说法中正确的是（　　）
A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
D．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关
7．如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个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板迁移并沉积的轨迹，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互作用和电量变化，则以下说法正确的是（ ）
A．A点电势高于B点电势
B．尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度
C．尘埃在迁移过程中做匀变速运动
D．尘埃在迁移过程中电势能先增大后减小
8．某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000 kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出（　　）
A．汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B．汽车的额定功率为80kW
C．汽车加速运动的时间为22.5s
D．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
第Ⅱ卷
9．（12分）
（1）用电火花打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图所示的一条纸带。
①电火花打点计时器接的是______伏的______（填“直流”或“交流”）电源；计时器打点的时间间隔为0.02s，每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示
②小车由静止开始运动，则纸带的______（填“左”或“右”）端与小车相连；
③用刻度尺量得OA=1.20cm，OB=2.80cm，OC=5.80cm，OD=7.20cm，打B点时纸带的速度大小为______m/s，纸带运动的加速度大小为______m/s2；
④如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值______（填“偏大”或“偏小”）；
⑤关于打点计时器的使用，下列说法正确的是______
A．电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源
B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D．电源的电压越高，打点的时间间隔就越小
（2）某同学设计实验，描绘一个标有“3.8V、0.3A”字样的小灯泡的伏安特性曲线。
①若实验室中只有量程为3.0V，内阻为1500Ω的电压表，为绘制完整的I-U曲线，该同学将电压表与电阻箱R串联，使其改装成一个量程为4.0V的大量程电压表，此时应将电阻箱的阻值调至_______Ω；
②若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，该同学设计如图所示两种实验电路图，你认为应选择_______（选填“甲”或“乙”）图所示电路进行实验；
③该同学按照正确的电路图连接好实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出I-U曲线如图丙所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而_____（选填“增大”或“减小”）；
④若将此小灯泡与定值电阻R0=9Ω串联后，接在电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时小灯泡的实际功率约为_______W（结果保留两位有效数字）
10．（14分）利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，电子由静止开始，从M板到N板经电场加速后获得速度v，并从A点以此速度垂直于磁场左边界射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为30°。已知电子质量为m，带电量为e，磁场宽度为d。求：
(1)M、N板间的电压U；
(2)匀强磁场的磁感应强度B；
(3)电子在磁场中运动的时间t。
11．（16分）如图所示，光滑水平面上有质量均为的、两个小物块（均视为质点），、用轻绳连接，中间有一压缩的较短轻弹簧（弹簧与物块不拴接）。开始时、均静止。在物块右边一定距离处有一半径为的固定光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于点，物块的左边静置着一个三面均光滑的斜面体（底部与水平面平滑连接）。某一时刻细绳突然断开，物块、瞬间分离，A向右运动，恰好能过半圆形轨道的最高点（物块过点后立即撤去），B向左平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为（小于斜面体的高度）。已知重力加速度为，求：
(1)细绳断开前弹簧的弹性势能大小？
(2)斜面体的质量？
12．（18分）
如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=37°的斜面固定在水平地面，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度B=0.5T，其边界与斜面底边平行，磁场上边界到挡板的距离s=0.525m。一个均匀分布且质量m=0.10kg、总电阻R=0.5Ω的单匝矩形闭合金属线框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，用F=1.45N的恒定拉力，垂直于cd边且沿斜面向上拉线框，让线框从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时立即撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程中没有机械能损失，且碰撞的时间可忽略不计。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数0.75（设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求：
(1)线框ad边的长度；
(2)线框cd边刚进入磁场时的速度大小；
(3)已知线框向下运动通过磁场区域，在离开磁场前线框速度已减为零，求线框在斜面上运动的整个过程中电流产生的焦耳热；
(4)求线框最后静止时cd边距挡板的距离。
2021年天津市普通高中学业水平等级性考试
物理模拟试题（四）参考答案
1．B
2．B
3．D
4．D
5．D
6．BD
7．BD
8．BD
9．（1）220 交流 左 0.23 0.40 偏小 BC
（2）500 乙 增大 0.22（0.20~0.30均可）
10．(1)；(2)；(3)
11．(1)；(2)
12．(1) 0.4m；(2)2m/s；(3)0.25J；(4)0.925m