2020届天津市高三学业水平等级性考试物理模拟试卷（一）

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示，一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（　　）

A.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

B.气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大

C.气缸内大量分子的平均动能增大

D.气体的内能增大

2. 难度：中等

频率为的入射光照射某金属时发生光电效应现象。已知该金属的逸出功为W，普朗克常量为h，电子电荷量大小为e，下列说法正确的是（　　）

A.该金属的截止频率为

B.该金属的遏止电压为

C.增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数不变

D.增大入射光的频率，光电子的最大初动能不变

3. 难度：中等

如图所示，线圈ABCD匝数n=10，面积S=0.4m²，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B=T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω=10πrad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是（　　）

A.线圈产生的是正弦交流电

B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40V

C.线圈转动s时瞬时感应电动势为40V

D.线圈产生的感应电动势的有效值为40V

4. 难度：中等

2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面15km高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面100m处悬停，再缓慢降落到月面。己知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×10³km，由上述条件不能估算出（　　）

A.月球质量 B.月球表面的重力加速度

C.探测器在15km高处绕月运动的周期 D.探测器悬停时发动机产生的推力

5. 难度：中等

两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是(　　)

A.q1、q2为等量异种电荷

B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向

C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大

D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小

二、多选题

6. 难度：简单

下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是　　

A.卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型

B.天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线

C.据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能

D.据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量

7. 难度：中等

如图中坐标原点处的质点O为一简谐波的波源，当t=0s时，质点O从平衡位置开始振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1m～2m之间，Q质点的平衡位置在2m～3m之间。t₁=2s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则（　　）

A.波源O的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向上

B.从t₂=2.5s开始计时，质点P比Q先回到平衡位置

C.当t₂=2.5s时，P、Q两质点的速度方向相同

D.当t₂=2.5s时，P、Q两质点的加速度方向相同

8. 难度：中等

如图所示，质量为m的托盘P（包括框架）悬挂在轻质弹簧的下端处于静止状态，托盘的上表面水平。t=0时刻，将质量也为m的物块Q轻轻放到托盘上，t₁时刻P、Q速度第一次达到最大，t₂时刻，P、Q第一次下降到最低点，下列说法正确的是（　　）

A.Q刚放上P瞬间它们的加速度大小为

B.0~t₁时间内弹簧弹力的冲量大于2mgt₁

C.0~t₁时间内P对Q的支持力不断增大

D.0~t₂时间内P、Q的重力势能和弹簧弹性势能的总和不断减小

三、实验题

9. 难度：简单

一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：

（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x₀＝_____cm，弹簧的弹性系数k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝_____cm．

（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____．

A．a的原长比b的长          B．a的劲度系数比b的大

C．a的劲度系数比b的小    D．测得的弹力与弹簧的长度成正比．

10. 难度：简单

某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻：

①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：

电压表：V（量程3V，内阻R_v=10kΩ）

电流表：G（量程3mA，内阻R_g=100Ω）

电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）

滑动变阻器：R₁（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）

R₂（阻值范围0-1000Ω，额定电流1A）

定值电阻：R₃=0.5Ω

该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________；

②该同学将电流表G与定值电阻R₃并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A；

③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______（填写器材的符号）；

④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=_______Ω （结果保留两位有效数字）。

四、解答题

11. 难度：中等

如图所示是一种升降电梯的模型示意图，A为轿厢，B为平衡重物，A、B的质量分别为1Kg和0.5Kg．A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻绳系住．在电动机牵引下使轿厢由静止开始向上运动，电动机输出功率10W保持不变，轿厢上升1m后恰好达到最大速度．不计空气阻力和摩擦阻力，g=10m/s²．在轿厢向上运动过程中，求：

(1)轿厢的最大速度v_m：

(2)轿厢向上的加速度为a=2m／s²时，重物B下端绳的拉力大小；

(3)轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间．

12. 难度：简单

如图所示，两光滑平行金属导轨置于水平面内，两导轨间距为L，左端连有阻值为R的电阻，一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的有界匀强磁场区域。己知金属杆质量为m，电阻也为R，以速度v₀向右进入磁场区域，做减速运动，到达磁场区域右边界时速度恰好为零。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计。求：

（1）金属杆运动全过程中，在电阻R上产生的热量Q_R。

（2）金属杆运动全过程中，通过电阻R的电荷量q。

（3）磁场左右边界间的距离d。

13. 难度：困难

太阳喷发大量高能带电粒子，这些粒子形成的“太阳风”接近地球时，假如没有地球磁场， “太阳风”就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成分可能不是现在的样子，生命将无法存在。地磁场的作用使得带电粒子不能径直到达地面，而是被“运到”地球的南北两极，南极光和北极光就是带电粒子进入大气层的踪迹。假设“太阳风”主要成分为质子，速度约为0.1C（C=）。近似认为地磁场在赤道上空为匀强环形磁场，平均强度为，示意图如图所示。已知地球半径为，质子电荷量，质量。如果“太阳风”在赤道平面内射向地球，太阳喷发高能带电粒子，这些粒子形成的太阳风接近地球时，假如：

（1）太阳风中质子的速度的方向任意，则地磁场厚度d为多少时才能保证所有粒子都不能到达地表？并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（结果保留两位有效数字）

（2）太阳风中质子垂直地表指向地心方向入射，地磁场的厚度至少为多少才能使粒子不能到达地表？并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（结果保留两位有效数字）（时，）

（3）太阳风中粒子的入射方向和入射点与地心连线的夹角为α如图，0<α<90°，磁场厚度满足第（1）问中的要求为定值d。电子质量为m_e，电荷量为-e，则电子不能到达地表的最大速度和角度α的关系，并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。（图中磁场方向垂直纸面）