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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（四）（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（四）（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．当前，新型冠状病毒在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列关于红外测温枪的说法中正确的是（ ）
A．红外测温枪的工作原理是利用电磁波的反射制成的
B．红外测温枪能接收到的是身体的热量，通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温
C．红外测温枪利用了物体辐射红外线强度与温度有关的规律
D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长
2．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R和两个阻值相同的定值电阻，电表均视为理想电表。滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动过程中（ ）
A．电压表的示数变大B．电压表的示数变大
C．电流表的示数变大D．电流表的示数变大
3．潘多拉是电影《阿凡达》虚构的一个天体，其属于阿尔法半人马星系，即阿尔法半人马星系号行星，大小与地球相差无几（半径与地球半径可认为近似相等），若把电影中的虚构视为真实的，地球人登上该星球后发现：自己在该星球上体重只有在地球上体重的n倍（），由此可以判断（ ）
A．潘多拉星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍
B．潘多拉星球的质量是地球质量的倍
C．潘多拉星球的密度是地球密度的n倍
D．若在潘多拉星球上发射卫星，最小发射速度是地球第一宇宙速度的n倍
4．如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（ ）
A．该波的周期可能为
B．该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生
C．质点M在t1时刻沿y轴负方向运动
D．若波的周期为s，质点M在t1到t2时间内运动的路程为3m
5．有一种篮球收纳托架如图所示，托起同一篮球的两托杆平行且与水平面成角，一半径为、质量为的篮球静置在左边最上层托架上，水平支撑杆对该篮球的弹力方向恰好沿水平方向，不计托杆内径，两托杆间距为且，不计一切摩擦，则每根托杆对该篮球的弹力大小为（ ）
A．B．
C．D．
二、不定项选择题
6．下列说法正确的是（ ）
A．气体膨胀对外做功，其内能可能增大
B．物体温度升高但体积不变，其内能可能减小
C．扩散现象只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生
D．液体温度越高，布朗运动越明显，液体分子热运动的平均动能越大
7．一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁过程中发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲所示电路中的阴极K上，只能测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示．氢原子的能级图如图丙所示，可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，则下列推断正确的是（ ）
A．这群氢原子跃迁时最多可发出4种可见光
B．图乙中的光光子能量为12.09eV
C．图乙中的c光光子是氢原子由能级向基态跃迁发出的
D．阴极金属的逸出功可能为
8．如图所示，两带电荷量均为的点电荷分别固定在、两点，为、连线的中点，、为、连线垂直平分线上的两点，且点到、两点的距离与到、两个点距离相等。取无穷远电势为零，将一带电荷量也为的点电荷从无限远处移动到点，该电荷电势能增加了，然后将其沿移动到点并固定。再将一电荷量为的点电荷从无限远处移动到点。则（ ）
A．、移入前，、两点的场强相同
B．从沿移动到点的过程中，电场力对做的功为零
C．将固定在点后，点电势为
D．点电荷从无限远处移动到点的过程中，电势能减小了
第Ⅱ卷
9．甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q。弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）图中弹簧测力计a的示数为__________N；
（2）下列必要的实验要求是_________（请填写选项前对应的字母）；
A．应测量重物Q所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F′，通过作图法验证时，图中符合实际情况的是__________。
A．B．C．．
10．某同学用图甲所示的电路测量某电池组的电动势E（约为）和内阻r（小于）。图中A1为理想电流表，A2的量程为，内阻为，滑动变阻器的阻值范围为，电阻箱R的阻值范围为，S为开关。
（1）根据图甲，用笔画线替代导线，将图乙的实物图连接成完整电路。
（2）实验前需先将电流表A2改装成电压表。调节电阻箱的示数至如图丙所示的R时，恰能将电流表A2改装成量程为的电压表，则_______，电流表A2内阻_________。
（3）改装好电表后，闭合开关，多次移动滑动变阻器滑片，记录多组的值，利用测量数据，作出图线，如图丁所示。
（4）根据原理图甲和图丁的图线，可得______，内阻_______。（计算结果均保留两位有效数字）
11．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道与水平光滑直轨道相切于P点，在直轨道上放置一小球B，小球A从圆弧轨道上端由静止开始下滑，到P点的速度大小为v＝4m/s，小球A与小球B碰撞后粘在一起。已知圆弧轨道半径为R＝1m，小球A的质量为mA＝1kg，小球B的质量为mB＝3kg，取g＝10m/s2。求：
（1）在碰撞过程，小球A对B的冲量大小；
（2）在碰撞过程，小球A、B组成的系统损失的机械能；
（3）小球A在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力做的功。
12．如图所示，与水平面夹角为、间距为的足够长光滑金属导轨倾斜放置，质量均为的金属棒垂直导轨放置且与导轨保持良好接触（最初静止时金属棒ab、cd放在垂直于斜面的光滑绝缘立柱上），棒接入电路的阻值均为。整个装置处在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。现棒在平行于导轨平面向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当棒沿导轨运动距离为时速度达到最大值，此时棒对绝缘立柱的压力恰好为零。取，，导轨阻值可忽略，在棒由静止达到最大速度的过程中，求：
（1）棒达到最大速度的大小；
（2）通过金属棒的电荷量；
（3）棒机械能的变化量W和因棒运动回路产生的焦耳热Q。
13．如图所示，直角坐标系中，y轴左侧有一半径为a的圆形匀强磁场区域，与y轴相切于A点，A点坐标为。第一象限内也存在着匀强磁场，两区域磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板M、N，两极板与x轴平行放置且右端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内，在极板M的上表面均匀分布着相同的带电粒子，每个粒子的质量为m，电量为。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子从静止开始加速，并顺利从网状极板N穿出，然后经过圆形磁场都从A点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于x轴的感光板CD上，感光板的长度为2.8a，厚度不计，其左端C点坐标为。打到感光板上的粒子立即被吸收，从第一象限磁场射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用，忽略粒子与感光板碰撞的时间。
（1）求两极板间的电压U；
（2）在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子，该区域称为“二度感光区”，求：
①“二度感光区”的长度L；
②打在“二度感光区”的粒子数与打在整个感光板上的粒子数的比值；
（3）改变感光板材料，让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用（不考虑打在感光板边缘C、D两点的粒子），且每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，则该粒子在磁场中运动的总时间t和总路程s。
参考答案
1．C2．D3．C4．B5．D6．AD7．BD8．CD
9．5.80 ABC C
10． 2000 1000 4.5 1.5
11．（1）；（2）6J；（3）2J
【解析】
小球A与小球B碰撞过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
在碰撞过程，对B球，由动量定理得
（2）在碰撞过程，由能量守恒定律得
解得系统损失的机械能
（3）小球A在圆弧轨道上运动过程中，由动能定理得
解得克服摩擦力做的功
12．（1）0.6m/s；（2）0.05C；（3），
【解析】
（1）棒达到最大速度时，由棒对绝缘立柱的压力恰好为零，有
由闭合电路欧姆定律知
联立解得
（2）棒由静止达到最大速度的过程中通过棒的电荷量
其中平均电流
根据法拉第电磁感应定律得
联立解得
棒为串联形式，所以通过二者的电荷量相等，即通过棒的电荷量
（3）当棒达到最大速度时，根据平衡条件，对棒有
联立解得
棒机械能的变化量W为棒增加的动能和重力势能之和，即
解得
由功能关系可得
联立解得
13．（1）；（2）① ，② 1:1；（3），
【解析】
（1）在圆形磁场中由牛顿第二定律得
由几何关系得
在匀强电场中由动能定理得
解得
（2）①由图可知EF为“二度感光区”，有几何关系得当粒子落在E点时轨迹圆的圆心为C
当粒子落在G点时轨迹圆的圆心为G，由几何关系得
解得
②由图可知，粒子落在C点时轨迹圆的圆心为H，落在CE段的粒子对应A点的出射角度区域大小为θ，落在EF即落在“二度感光区”的粒子对应A点的出射角度区域大小为α，由几何关系得
（3）粒子在磁场中运动的半径
粒子每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，故半径也变为原来的一半，只有垂直打来的粒子才会反弹，即只有第一次落在E点的粒子能够反弹，由几何关系可知该粒子应从H点进入磁场，第一次落在离C点a处，第二次落在离C点2a处，第三次落在离C点2.5a处，第四次落在离C点2.75a处, 第五次落在离C点2.875a处超出感光板边缘离开第一象限，该粒子在磁场中运动的总时间
解得
该粒子从H到E的路程
从第一次反弹到第二次反弹的路程
从第二次反弹到第三次反弹的路程
从第三次反弹到第四次反弹的路程
从第四次反弹到离开磁场的路程
该粒子在磁场中运动的总路程
解得
一、单项选择题
1．当前，新型冠状病毒在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列关于红外测温枪的说法中正确的是（ ）
A．红外测温枪的工作原理是利用电磁波的反射制成的
B．红外测温枪能接收到的是身体的热量，通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温
C．红外测温枪利用了物体辐射红外线强度与温度有关的规律
D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长
2．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R和两个阻值相同的定值电阻，电表均视为理想电表。滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动过程中（ ）
A．电压表的示数变大B．电压表的示数变大
C．电流表的示数变大D．电流表的示数变大
3．潘多拉是电影《阿凡达》虚构的一个天体，其属于阿尔法半人马星系，即阿尔法半人马星系号行星，大小与地球相差无几（半径与地球半径可认为近似相等），若把电影中的虚构视为真实的，地球人登上该星球后发现：自己在该星球上体重只有在地球上体重的n倍（），由此可以判断（ ）
A．潘多拉星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍
B．潘多拉星球的质量是地球质量的倍
C．潘多拉星球的密度是地球密度的n倍
D．若在潘多拉星球上发射卫星，最小发射速度是地球第一宇宙速度的n倍
4．如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（ ）
A．该波的周期可能为
B．该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生
C．质点M在t1时刻沿y轴负方向运动
D．若波的周期为s，质点M在t1到t2时间内运动的路程为3m
5．有一种篮球收纳托架如图所示，托起同一篮球的两托杆平行且与水平面成角，一半径为、质量为的篮球静置在左边最上层托架上，水平支撑杆对该篮球的弹力方向恰好沿水平方向，不计托杆内径，两托杆间距为且，不计一切摩擦，则每根托杆对该篮球的弹力大小为（ ）
A．B．
C．D．
二、不定项选择题
6．下列说法正确的是（ ）
A．气体膨胀对外做功，其内能可能增大
B．物体温度升高但体积不变，其内能可能减小
C．扩散现象只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生
D．液体温度越高，布朗运动越明显，液体分子热运动的平均动能越大
7．一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁过程中发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲所示电路中的阴极K上，只能测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示．氢原子的能级图如图丙所示，可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，则下列推断正确的是（ ）
A．这群氢原子跃迁时最多可发出4种可见光
B．图乙中的光光子能量为12.09eV
C．图乙中的c光光子是氢原子由能级向基态跃迁发出的
D．阴极金属的逸出功可能为
8．如图所示，两带电荷量均为的点电荷分别固定在、两点，为、连线的中点，、为、连线垂直平分线上的两点，且点到、两点的距离与到、两个点距离相等。取无穷远电势为零，将一带电荷量也为的点电荷从无限远处移动到点，该电荷电势能增加了，然后将其沿移动到点并固定。再将一电荷量为的点电荷从无限远处移动到点。则（ ）
A．、移入前，、两点的场强相同
B．从沿移动到点的过程中，电场力对做的功为零
C．将固定在点后，点电势为
D．点电荷从无限远处移动到点的过程中，电势能减小了
第Ⅱ卷
9．甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q。弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）图中弹簧测力计a的示数为__________N；
（2）下列必要的实验要求是_________（请填写选项前对应的字母）；
A．应测量重物Q所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F′，通过作图法验证时，图中符合实际情况的是__________。
A．B．C．．
10．某同学用图甲所示的电路测量某电池组的电动势E（约为）和内阻r（小于）。图中A1为理想电流表，A2的量程为，内阻为，滑动变阻器的阻值范围为，电阻箱R的阻值范围为，S为开关。
（1）根据图甲，用笔画线替代导线，将图乙的实物图连接成完整电路。
（2）实验前需先将电流表A2改装成电压表。调节电阻箱的示数至如图丙所示的R时，恰能将电流表A2改装成量程为的电压表，则_______，电流表A2内阻_________。
（3）改装好电表后，闭合开关，多次移动滑动变阻器滑片，记录多组的值，利用测量数据，作出图线，如图丁所示。
（4）根据原理图甲和图丁的图线，可得______，内阻_______。（计算结果均保留两位有效数字）
11．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道与水平光滑直轨道相切于P点，在直轨道上放置一小球B，小球A从圆弧轨道上端由静止开始下滑，到P点的速度大小为v＝4m/s，小球A与小球B碰撞后粘在一起。已知圆弧轨道半径为R＝1m，小球A的质量为mA＝1kg，小球B的质量为mB＝3kg，取g＝10m/s2。求：
（1）在碰撞过程，小球A对B的冲量大小；
（2）在碰撞过程，小球A、B组成的系统损失的机械能；
（3）小球A在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力做的功。
12．如图所示，与水平面夹角为、间距为的足够长光滑金属导轨倾斜放置，质量均为的金属棒垂直导轨放置且与导轨保持良好接触（最初静止时金属棒ab、cd放在垂直于斜面的光滑绝缘立柱上），棒接入电路的阻值均为。整个装置处在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。现棒在平行于导轨平面向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当棒沿导轨运动距离为时速度达到最大值，此时棒对绝缘立柱的压力恰好为零。取，，导轨阻值可忽略，在棒由静止达到最大速度的过程中，求：
（1）棒达到最大速度的大小；
（2）通过金属棒的电荷量；
（3）棒机械能的变化量W和因棒运动回路产生的焦耳热Q。
13．如图所示，直角坐标系中，y轴左侧有一半径为a的圆形匀强磁场区域，与y轴相切于A点，A点坐标为。第一象限内也存在着匀强磁场，两区域磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板M、N，两极板与x轴平行放置且右端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内，在极板M的上表面均匀分布着相同的带电粒子，每个粒子的质量为m，电量为。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子从静止开始加速，并顺利从网状极板N穿出，然后经过圆形磁场都从A点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于x轴的感光板CD上，感光板的长度为2.8a，厚度不计，其左端C点坐标为。打到感光板上的粒子立即被吸收，从第一象限磁场射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用，忽略粒子与感光板碰撞的时间。
（1）求两极板间的电压U；
（2）在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子，该区域称为“二度感光区”，求：
①“二度感光区”的长度L；
②打在“二度感光区”的粒子数与打在整个感光板上的粒子数的比值；
（3）改变感光板材料，让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用（不考虑打在感光板边缘C、D两点的粒子），且每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，则该粒子在磁场中运动的总时间t和总路程s。
参考答案
1．C2．D3．C4．B5．D6．AD7．BD8．CD
9．5.80 ABC C
10． 2000 1000 4.5 1.5
11．（1）；（2）6J；（3）2J
【解析】
小球A与小球B碰撞过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
在碰撞过程，对B球，由动量定理得
（2）在碰撞过程，由能量守恒定律得
解得系统损失的机械能
（3）小球A在圆弧轨道上运动过程中，由动能定理得
解得克服摩擦力做的功
12．（1）0.6m/s；（2）0.05C；（3），
【解析】
（1）棒达到最大速度时，由棒对绝缘立柱的压力恰好为零，有
由闭合电路欧姆定律知
联立解得
（2）棒由静止达到最大速度的过程中通过棒的电荷量
其中平均电流
根据法拉第电磁感应定律得
联立解得
棒为串联形式，所以通过二者的电荷量相等，即通过棒的电荷量
（3）当棒达到最大速度时，根据平衡条件，对棒有
联立解得
棒机械能的变化量W为棒增加的动能和重力势能之和，即
解得
由功能关系可得
联立解得
13．（1）；（2）① ，② 1:1；（3），
【解析】
（1）在圆形磁场中由牛顿第二定律得
由几何关系得
在匀强电场中由动能定理得
解得
（2）①由图可知EF为“二度感光区”，有几何关系得当粒子落在E点时轨迹圆的圆心为C
当粒子落在G点时轨迹圆的圆心为G，由几何关系得
解得
②由图可知，粒子落在C点时轨迹圆的圆心为H，落在CE段的粒子对应A点的出射角度区域大小为θ，落在EF即落在“二度感光区”的粒子对应A点的出射角度区域大小为α，由几何关系得
（3）粒子在磁场中运动的半径
粒子每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，故半径也变为原来的一半，只有垂直打来的粒子才会反弹，即只有第一次落在E点的粒子能够反弹，由几何关系可知该粒子应从H点进入磁场，第一次落在离C点a处，第二次落在离C点2a处，第三次落在离C点2.5a处，第四次落在离C点2.75a处, 第五次落在离C点2.875a处超出感光板边缘离开第一象限，该粒子在磁场中运动的总时间
解得
该粒子从H到E的路程
从第一次反弹到第二次反弹的路程
从第二次反弹到第三次反弹的路程
从第三次反弹到第四次反弹的路程
从第四次反弹到离开磁场的路程
该粒子在磁场中运动的总路程
解得
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