天津市河北区2020-2021学年高二（上）普通高中学业水平合格性模拟测试物理试题（解析版）

2021 年河北区普通高中学业水平合格性模拟检测 物理 本试卷分第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 1 至 5 页，第Ⅱ卷 5 至 8 页。 第Ⅰ卷 一、选择题（本大题共 20 小题，每小题 3 分，共 60 分。在每小题列出的四个选项中，只有 一项是最符合题目要求的） 1. 关于矢量和标量，下列说法中正确的是（ ） A. 既有大小又有方向的物理量一定是矢量 B. 只有大小没有方向的物理量是标量 C. 速度、加速度、位移、路程都是矢量 D. 标量的运算一定遵守平行四边形法则 【答案】B 【解析】 【详解】A．既有大小又有方向，运算遵守平行四边形法则的物理量才是矢量，故 A 错误； B．只有大小没有方向的物理量一定是标量，故 B 正确； C．物理量中速度、加速度、位移都既有大小，又有方向，都是矢量，而路程是标量，故 C 错误； D．标量运算的法则是代数加减法则，故 D 错误； 故选 B。 2. 关于定义式 FB IL  （其中 B 表示磁感应强度，F 表示通电导体棒受到的磁场力，I 表示通过导体棒的电 流强度，L 表示导体棒的长度），下列说法正确的是（ ） A. B 与 F 成正比 B. I 越大，则 B 越小 C. F 的方向就是 B 的方向 D. B 的大小和方向与 IL 无关，由磁场本身决定 【答案】D 【解析】 【详解】该公式为比值法定义，被定义的物理量与用来定义的物理量无因果关系。磁感应强度描述的是磁 场本身性质的物理量，与放入磁场中的通电导线及受力无关。 关系 D。 3. 下列单位中，是国际单位制中的基本单位的是（ ） A. N B. kg C. m/s D. J 【答案】B 【解析】 【详解】在国际单位制中力学基本单位是 m kg s、 、 ， N m/s、 和 J 都是导出单位，故 B 正确，ACD。 故选 B。 4. 关于做直线运动物体的速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（ ） A. 物体的速度为零，加速度必为零 B. 物体的速度增大，加速度必为正值 C. 物体的速度变化量大，加速度必为正值 D. 物体的速度变化率大，加速度必然大 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体速度为零时，但是速度的变化率不一定为零，即加速度不一定为零，比如竖直上抛运动的 最高点时，速度为零，但是加速度不是零，故 A 错误； B．加速度和速度的方向相同时，物体做加速运动，若速度为负值，则加速度也为负值，故 B 错误； C．速度变化量大，物体可以做加速运动，也可以做减速运动，加速度不一定为正值，故 C 错误； D．加速度是表示物体速度变化的快慢，物体的速度变化率大，加速度必然大，故 D 正确。 故选 D。 5. 关于惯性的认识，以下说法正确的是（ ） A. 学校附近区域机动车限速，是因为车的速度大时惯性大，车难以停下来 B. 宇宙飞船内的物体不存在惯性 C. 乒乓球可以迅速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故 D. 置于光滑水平面上的物体即使质量很大也能被拉动，说明惯性与物体的质量无关 【答案】C 【解析】 【详解】AD．因为惯性大小仅由质量决定，与车的速度大小无关，故 AD 错误； B．一切物体都有惯性，故 B 错误 C．乒乓球可以迅速抽杀，是因为乒乓球惯性小的缘故，速度容易改变，故 C 正确。 故选 C。 6. 某区域的电场线分布如图所示，a、b 是该电场中的两点，则下列说法正确的是（ ） A. a 点的电场强度较小 B. b 点的电场强度较小 C. a 点的电势较低 D. 同一检验电荷在 a 点和 b 点受到的电场力相同 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由电场线的疏密程度表示电场强度的大小，b 处的电场线较密，则有 b aE E ，故 A 正确，B 错误； C．沿着电场线，电势逐渐降低，有 a b  ，故 C 错误； D．由 F qE 可知同一检验电荷在 a 点和 b 点受到的电场力比较可得 b aF F ，故 D 错误； 故选 A。 7. 如图所示，人站在电梯的水平踏板上与电梯一起匀速上升，以下表述正确的是（ ） A. 人受到的重力和踏板对人的支持力是一对作用力和反作用力 B. 人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力 C. 人受到重力、支持力和水平方向的摩擦力的作用 D. 人受到的重力就是人对踏板的压力 【答案】B 【解析】 【详解】A．作用力和反作用力是同种性质且作用在相互作用的两个物体上的力，人受到的重力的施力物体 是地球，踏板对人的支持力的施力物体是电梯，重力和支持力的受力物体是同一个物体，故 A 错误； B．人与电梯一起匀速上升，对人受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二力平衡，故 B 正 确； C．人不受水平方向的摩擦力，故 C 错误； D．由于人做匀速运动，人受到的重力大小等于人对踏板的压力，但二者是不同性质的力，不能说人受到的 重力就是人对踏板的压力，故 D 错误； 故选 B。 8. 某电场的 A 点电势为 20V、B 点电势为 50V，一个电子由 A 运动到 B，已知电子电量值为 e，则电场力 做的功为（ ） A. 30eV B. 30eV C. 70eV D. 70eV 【答案】B 【解析】 【详解】根据电场力做功的定义式有 AB ABW qU 而电子带电量为 q e  ，电压为 30VAB A BU      代入数据可得 ( 30V) 30eVABW e     故选 B。 9. 一个可以看作质点的小球沿半径 0.5mr  的圆周做匀速圆周运动，小球质量为 0.2kg，角速度大小为 4rad/s ，则小球所受向心力 F 大小为（ ） A. 2.5N B. 0.4N C. 1.6N D. 0.5N 【答案】C 【解析】 【详解】根据向心力公式 2 20.2 0.5 4 1.6NF mr     故选 C。 10. 三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，三峡水库蓄水后，平均水位落差约 100m。假设通过水轮机 以后水的动能为零，下列说法正确的是（ ） A. 水下落过程中重力势能增加 B. 水下落过程中机械能增加 C. 水减少的一部分机械能转化为电能 D. 重力对水做负功 【答案】C 【解析】 【详解】AD．水下落的过程中，质量不变，高度降低，重力做正功，所以重力势能减小，故 AD 错误； B．水下落过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，故 B 错误； C．水下落过程中，减少的一部分机械能转化为电能，故 C 正确。 故选 C。 11. 一辆大卡车以 15m/s 的速度匀速行驶，遇突发情况刹车减速，假定刹车过程是匀变速运动，其加速度大 小是 25m/s ，则大卡车减速运动的时间及从刹车开始经过 3s 发生的位移分别是（ ） A. 3s，22.5m B. 2s，22.5m C. 1 3 s，20m D. 3s，20m 【答案】A 【解析】 【详解】大卡车减速运动至停止运动所用的时间为 0 3svt a   从刹车开始经过 3s 恰好停止运动，逆向分析可得 2 0 1 22.5m2x at  故选 A。 12. 质量为 2.5t 的汽车，发动机的额定功率为 30kW，在水平路面上能以 20m/s 的最大速度匀速行驶，则汽 车在该水平路面行驶时所受的阻力为（ ） A. 32 10 N B. 31.5 10 N C. 35 10 N D. 36 10 N 【答案】B 【解析】 【详解】根据 Pm=Fv=fvm 可知汽车在该水平路面行驶时所受的阻力为 30000 N 1500N20 m m Pf v    故选 B。 13. 某同学站在电梯底板上，随电梯一起运动，其v t 图像如图所示（设电梯竖直向上运动的方向为正方向）， 根据图像可知（ ） A. 在 0-5s 内，电梯向上运动，该同学处于超重状态 B. 在 0-2s 内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态 C. 在 2-4s 内，电梯处于匀速运动状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 D. 由于该同学的质量未知，所以无法判断他是处于超重状态还是失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在 0～２s 内，电梯的速度一直为正，说明电梯一直向上运动，图象的斜率为正，说明加速度 向上，即电梯和该同学为向上的匀加速直线运动，该同学处于超重状态，在 2s～4s 内，电梯做匀速直线运 动，该同学处于平衡状态，在４s～５s 内，图象的斜率为负，说明加速度向下，该同学处于失重状态，故 AB 错误； C．在２s～４s 内，电梯做匀速直线运动，处于平衡状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，故 C 正确； D．根据以上分析知判定超重还是失重无需知道质量，故 D 错误； 故选 C。 14. 上海世博会中国馆的所有门窗都采用玻璃，它可将阳光转化为电能并储存起来。国家馆顶上的观景台也 引进了最先进的太阳能薄膜，它能储藏阳光并利用光电转换设备将太阳能转化为电能。已知太阳能电池板 的开路电压为 800mV，短路电流为 40mA，现将该电池板与一阻值为 20Ω的电阻器连成一闭合电路，下列 说法正确的是（ ） A. 电池板的电动势为 800mV B. 电池板的内电阻为 40Ω C. 闭合电路的总电阻为 20Ω D. 闭合电路的路端电压为 800mV 【答案】A 【解析】 【详解】A．已知太阳能电池板的开路电压为 800mV，则电池板的电动势 E＝800mV，故 A 正确； B．已知短路电流为 40mA，由 = EI r短 得，电池板的内电阻为 800mV= 20Ω40mA Er I   短 故 B 错误； C．闭合电路的总电阻是内阻和外阻的总和，故应为 40Ω，故 C 错误； D．闭合电路的路端电压为 400mVEU RR r    故 D 错误； 故选 A。 15. 两个完全相同的金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量为 5Q，另一个球的带电量为-7Q，当 它们静止于空间某两点时，静电力大小为 F，现将两球接触后再放回原处，则它们之间静电力的大小为（ ） A. 1 35 F B. 35F C. 36 35 F D. 35 36 F 【答案】A 【解析】 【详解】接触前，库仑力为 2 2 35QF k r  接触后，电荷先中和再均分，每个小球的带电量为-Q，库仑力为 2 2 1 35r QF k F   故选 A。 16. 如图所示，一个重为 400N 的木箱放在水平地面上，要使它从原地移动，最少要用 100N 的水平推力。 当木箱被推动之后，只要用 90N 的水平推力就可以使木箱沿水平地面作匀速直线运动。则以下所述正确的 是（ ） A. 木箱与地面间的最大静摩擦力大小为 90N B. 木箱与地面间的滑动摩擦力大小为 90N C. 木箱与地面间摩擦力大小始终为 100N D. 当用 120N 的水平推力推木箱时，木箱与地面间的摩擦力为 120N 【答案】B 【解析】 【详解】A．一个重为 400N 的木箱放在水平地面上，要是他从原地移动，最少要用 100N 的水平推力，知 最大静摩擦力为 100N，故 A 错误； B．当木箱被推动之后，只要用 90N 的水平推力就可以使木箱沿水平地面作匀速直线运动，知推力和滑动摩 擦力平衡，滑动摩擦力大小为 90N，故 B 正确； C．木箱在未被推动前，受到的是静摩擦力，大小随推力的增大而增大；当它滑动时，摩擦力等于滑动摩擦 力，大小等于 90N，故 C 错误； D．当用 120N的水平推力推木箱时，木箱滑动，受到的是滑动摩擦力，大小为 90N，故 D 错误； 故选 B。 17. 超导是当今高科技的热点，利用超导体材料可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为 0.4Ω，它提供给用电器的电功率为 40kW，电压为 800V，若用临界温度以下的超导体电缆替代原来的输电 线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（ ） A. 1kW B. 10kW C. 1.6kW D. 1600kW 【答案】A 【解析】 【详解】输电电流为 40kW 50A800V PI U    输送电路的输出电压为 1 800V 0.4 50A 800V 820VU IR      输出功率为 1 1 820V 50A 41kWP U I    若用超导体电缆替代原来的输电线后，由于线路上没有损耗，则输出功率等于提供给用电器的电功率，即 2 40kWP P  所以节约的电功率 1 2 1kWP P P    故选 A。 18. 对于已充电的平行板电容器，可用静电计测量其两极板之间的电势差 U。如图所示，静电计指针的偏角 大小反映电势差 U 的大小。现使 B 板带正电并保持电量不变，则下列说法正确的是（ ） A. 若减小两极板之间的距离，则指针张角变大 B. 若将 A 板稍微上移，则静电计指针张角变小 C. 若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大 D. 若增大两极板之间的距离，则电容器的电容减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．减小两极板之间的距离，由电容的决定式 4 r SC kd   可知，电容增大，电容器的电量不变，由 QC U  分析可知，板间电压减小，静电计指针张角变小，故 A 错误； B．将 A 板稍微上移时，正对面积减小，由电容的决定式 4 r SC kd   可知，电容增小，电量不变，由 QC U  分析可知，板间电压增大，静电计指针张角变大，故 B 错误； C．将玻璃板插入两板之间，电容的决定式 4 r SC kd   可知，电容增大，电量不变，由 QC U  分析可知， 板间电压减小，静电计指针张角变小，故 C 错误； D．增大两极板之间的距离，由电容的决定式 4 r SC kd   可知，电容减小，故 D 正确； 故选 D。 19. 2020 年 2 月 2 日，在 7000 多人 10 天 10 夜的鏖战下湖北省首个“小汤山模式”医院—武汉蔡甸火神山 医院成功交付。下图是火神山医院的施工现场，几十台吊车正如火如荼的运行。如图所示，一台吊车用绳 子吊起货物，假设两段与水平方向的夹角均为 60的绳子能承受足够大的拉力而不断，绳的质量不计，竖直 方向的绳子能承受的最大拉力为 2200N，已知货物质量为 200kg，重力加速度 g 取 210m/s 。要使竖直方向绳 子不被拉断，则货物上升的最大加速度为（ ） A. 20.2m/s B. 20.4m/s C. 20.5m/s D. 21m/s 【答案】D 【解析】 【详解】货物受力如图所示： 当绳子的拉力达到最大时，货物的加速度最大，根据牛顿第二定律有 2T•sin60°-mg=ma 对绳子的节点分析可得 2T•sin60°=2200 代入数据解得最大加速度为 21m/sa  故选 D。 20. 导航系统是一种利用人造卫星对物体进行定位测速的工具。目前世界上比较完善的导航系统有美国的 GPS 系统、中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统以及俄罗斯的 GLONASS 系统，其中美国的 GPS 系统采用 的是运行周期为 12 小时的人造卫星，中国的北斗系统一部分采用了同步卫星。现有一颗北斗同步卫星 A 和 一颗赤道平面上方的 GPS 卫星 B，某时刻两者刚好均处在地面某点 C 的正上方，如图所示。下列说法正确 的是（ ） A. 卫星 A 的线速度比卫星 B 的线速度大 B. 若两者质量相等，则发射卫星 A 需要更多的能量 C. 若两者质量相等，则卫星 A 所受万有引力大 D. 若两者质量相等，则两卫星所受万有引力大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力 2 2 Mm vG mR R  解得 GMv R  卫星 A 的轨道半径比 B 的轨道半径大，所以卫星 A 的线速度比卫星 B 的线速度小，故 A 错误； B．发射卫星的轨道越高，所需要的能量越大，故 B 正确； CD．根据万有引力公式 2 MmF G r  卫星 A 的轨道半径比 B 的轨道半径大，两者质量相等，则卫星 A 所受万有引力小，故 CD 错误。 故选 B。 第Ⅱ卷 二、非选择题（本大题共 3 小题，共 40 分） 21. 某同学设计了一个“探究加速度与力、质量的定量关系”实验。下图为该实验装置简图，其中 A 为小 车，B 为电火花打点计时器，C 为装有砝码的小桶，D 为一端带有定滑轮的长方形木板，电源频率为 50Hz。 ①为了补偿小车受到的阻力的影响，需把木板一端垫高，使小车不挂重物时能在木板上做___________（选 填“匀速直线”或“匀加速直线”）运动。此后认为细绳对小车的拉力 F 等于砝码和小桶的总重力 mg，则 F=mg 的前提条件是___________（选填下面两个选项中的“A”或“B”）。 A.小车的质量 M 远大于小桶和砝码的总质量 m B.滑轮的阻力可以忽略不计 ②下图为某次实验得到的纸带（纸带上的点为实际打下的点），根据图中的纸带和相关数据可求出小车的加 速度大小 a ___________ 2m/s 和打点计时器打 B 点时小车的速度 Bv  ___________ m/s（结果保留两位有 效数字）。 【答案】 (1). 匀速直线 (2). A (3). 3.2 (4). 1.6 【解析】 【详解】①[1]在验证牛顿第二定律时小车需平衡摩擦力，需把木板一端垫高，使小车不挂重物时能在木板 上做匀速直线运动； [2]以整体为研究对象，有 ( )mg M m a  解得 mga M m   以 M 为研究对象可知绳子的拉力为 1 Mmg mgF Ma mM m M     为了使细绳对小车的拉力 F 等于砝码和小桶的总重力 mg，则需 M m ，小车的质量 M 远大于小桶和砝 码的总质量 m，故选 A； ②[3]相邻两个计数点间还有一个计时点，故计数点的时间间隔为 2 0.02s 0.04sT    纸带上有连续相等时间内的四段位移，由逐差法可得加速度为 2 2 2 2 2 [(7.21 7.72) (6.70 6.19)] 10 m/s 3.2m/s4 4 0.04 CE ACx xa T        [4]B 点为 AC 两点的中间时刻点，由匀变速直线运动的推论，有 2(6.70 6.19)] 10 m/s 1.6m/s2 2 0.04 AC B xv T     22. 用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和两个部件 S、T，请完成并根据下列步骤进行电 阻测量： ①旋动部件___________（选填“T”或“K”或“S”），使指针对准电流的“0”刻线； ②将 K 旋转到电阻挡“×100”的位置； ③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件___________（选填“T”或“K”或“S”），使指针对准 电阻的“0”刻线； ④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，___________（选 填下面两个选项中的“A”或“B”），再完成测量和读数。 A．将 K 旋转到电阻挡“ 1k ”的位置 B．将 K 旋转到电阻挡“ 10 ”的位置 【答案】 (1). S (2). T (3). A 【解析】 【详解】①[1]首先要对表盘机械校零，所以旋动部件是S； ③[2]接着是欧姆调零，“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件 T，让表盘指针指在最右端电阻的零刻度 处； ④[3]将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，要使指针指 在中间刻度附近，所以要将倍率调大。原因是指针偏转小，则说明刻度盘值大，现在要指针偏大即刻度盘 值要小，则只有调大倍率才会实现。 故选 A。 23. 如图所示，带电荷量为 q、质量为 m 的小物块处于倾角为53 的光滑斜面上，整个装置被置于水平向右 的匀强电场中，小物块恰好静止。已知重力加速度为 g ，sin53 0.8 ， cos53 0.6 。求： (1)匀强电场的电场强度大小 E； (2)若将电场强度变为原来的 3 2 ，求物块的加速度 a ； (3)电场强度变化后物块上滑距离 L=8m 时的速度 v 。 【答案】(1) 4 3 mg q ；(2)4m/s2；(3)8m/s 【解析】 【详解】(1)对物体进行受力分析，根据平行四边形定则得 sin53 cos53mg Eq  解得 sin53 4 cos53 3 mg mgE q q    (2)若将电场强度变为原来的 3 2 ，物体将沿斜面向上做匀加速运动，根据牛顿第二定律得 3 cos53 sin532 Eq mg ma   解得 21 sin53 4m s2a g  (3)根据匀变速速度位移公式得 2 2v aL 解得 2 8m sv aL  24. 如图所示，水平轨道 AB 之间有一质量可忽略的弹簧处于锁定状态，质量为 m=1kg、可视为质点的小滑 块与弹簧接触但未拴接，水平轨道 BC 粗糙，小滑块与水平轨道 BC 间动摩擦因数 0.2  ， 2mBC  ，水 平轨道离地面高度 h=5m。某时刻弹簧解除锁定，小滑块被弹簧推开向右运动，到达水平轨道 BC 中点 P 时 弹簧达到原长，小滑块经过 C 点后水平抛出，落地点 D 离抛出点的水平位移为 x=4m，不计空气阻力，重 力加速度 g 取 210m/s 。试求： (1)滑块离开 C 点时的速度大小 Cv ； (2)滑块到达水平轨道 BC 中点 P 时的速度大小 pv ； (3)弹簧锁定时的弹性势能 PBE 。 【答案】(1)4m/s；(2) 2 5m/s ；(3)12J 【解析】 【详解】解：(1)滑块由 C 至 D 过程中做平抛运动，设此过程经历时间为 t，则根据运动学公式 21 2h gt 解得 2 1sht g   水平方向匀速直线运动 Cx v t 解得 4m/sC xv t   (2)PC 之间小滑块做匀减速运动 1 1 1m2x BC  2 2 12C pv v ax  ， mg ma  2 5m/spv  (3)BP 之间，用能量的转化与守恒 2 PB 1 1 2 pE mv mgx  解得 PB 12JE 