天津市两所中学2023-2024学年高三上学期期中联考物理试题（含答案）

天津市两所中学2023-2024学年高三上学期期中联考
物理
注意事项：
1．每小题选出答案后，把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动．用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．
2．本卷共8题，每题5分，共40分．
第Ⅰ卷
一、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．羱羊具有很强大的爬坡能力，如图是羱羊爬上水坝壁上舔舐钙盐的场景。假设羱羊从水平地面缓慢爬上圆弧山坡，则在此过程中羱羊（ ）
A．受到的支持力增大 B．受到的摩擦力增大
C．受到山坡的作用力增大 D．受到的合力增大
2．“拒绝烟草，洁身自好。”烟草内含有较高的放射性元素钋、铅、镭等，其中钋元素在衰变过程中会释放射线，严重可致人肺癌。已知钋元素的衰变方程是，半衰期为138天，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变为衰变 B．X的电离能力比射线弱
C．衰变的过程中质量守恒 D．随着的不断衰变，其半衰期会变小
3．杂技演员表演“水流星”在长为0.9m的轻细绳的一端，系一个总质量为m＝0.5kg的盛水容器（大小可忽略），以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”"通讨最高点时的速率为3m/s，则下列说法正确的是（）（ ）
A．“水流星”通过最高点时，有部分水会从容器中流出
B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零
C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用
D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N
4．两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度分别水平和竖直向上抛出，不计空气阻力，下列正确的是（ ）
A．两小球刚要落地时的速度相同 B．两小球刚要落地时，重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至刚要落地，两小球动能的变化相同 D．从开始运动至刚要落地，两小球动量的变化相同
5．在成都举行第31届世界大学生夏季运动会男子3米跳板决赛中，中国选手包揽冠亚军。从运动员离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重心的v-t图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度g取10，运动员的轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．运动员在0.2s时刻加速度为零 B．运动员在t＝2s时已浮出水面
C．运动员在1s～2s的位移大小为4m D．运动员在0～1s的平均速度大小为3m/s
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，有选错或不答的得0分。）
6．如图所示为氢原子的能级图，金属钨的逸出功为4.54eV。现有大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，由图可知（ ）
A．发生跃迁时最多能辐射6种频率的光
B．发生跃迁时对外辐射光的光谱是连续谱
C．发生跃迁时辐射的光中能使钨发生光电效应的有3种
D．从n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光波长最长
7．如图所示，在“嫦娥”探月工程中，飞船在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．飞船从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道需要在B处点火加速
B．飞船在轨道Ⅱ上通过B点的速率大于在轨道Ⅱ上通过A点的速率
C．飞船在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期
D．飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度
8．AB是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为M的物块穿在杆AB上，物块通过轻细线悬吊着一质量为m的小球。现用沿杆的恒力F拉物块使物块、小球一起（保持相对静止）向右运动，细线与竖直方向夹角为，则以下说法正确的是（ ）
A．杆对物块的支持力大小为 B．细线上的拉力大小为
C．物块和小球的加速度大小为 D．
第Ⅱ卷
注意事项：
1．请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上．
2．本卷共4题，共60分．
9．（12分）
（1）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在轻质绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。
甲 乙
①下列说法中正确的是 ；（填正确答案标号）
A．每次增加的钩码数量必须相等
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等
②根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为 N/m（保留两位有效数字）；
③该实验将弹簧水平放置而不是竖直放置，优点在于： 。
（2）某同学利用如甲图所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。
甲
①为了提高精度，实验采用电火花计时器运行播作，应使用的电源是 ；
A．220V交流电源 B．低压直流电源 C．低压交流电源 D．直流交流均可
②实验中按规范操作打出的一张纸带的一部分如乙图所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的电源上，则此次实验的纸带中，小车的加速度大小为 ；（保留两位有效数字）
乙
③小明同学操作正确，所作的a-F图像如丙图所示，图线虽然经过原点，但在F较大时，明显弯曲。关于这一实验环节，下列说法正确的是 。
丙
A．造成这一现象的原因是未平衡摩擦力
B．造成这一现象的原因是槽码连杆和槽码的总质量不满足远小于小车总质量
C．只要不断增大槽码的质量，小车的加速度一定可以达到11
D．如果在细线与小车连接处连上力传感器，以其读数为F，可解决图像弯曲的问题
10．（14分）
设地球是质量分布均匀的半径为R的球体。已知引力常量G，地球表面的重力加速度g，忽略地球自转。
（1）推导地球质量M的表达式；
（2）推导地球第一宇宙速度v的表达式；
（3）设地球的密度为，靠近地球表面做圆周运动的卫星的周期为T，证明。
11．（16分）
光滑四分之一圆孤导轨最低点切线水平，与光滑水平地面上停靠的一小车上表面等高，小车质量M＝2.0kg，h＝0.2m，如图所示。现从圆弧导轨顶端将一质量为m＝0.5kg的滑块（大小忽略）由静止释放，当小车的右端运动到A点时，滑块正好从小车右端水平飞出，落在地面上的B点。滑块落地后0.2s小车右端也到达B点。已知AB相距L＝0.4m，滑块与小车上表面之间的动摩擦因数为，g取10，求：
（1）滑块离开小车时的速度大小；
（2）圆弧导轨的半径；
（3）小车上表面的长度。
12．（18分）
如图所示为某科研小组设计的电磁阻尼辅助刹车装置的原理示意图，固定在车厢底部的矩形超导线圈可以在智能系统控制下产生沿竖直方向的、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在火车运行的平直轨道上，依次间隔分布着足够多与轨道固连的n匝矩形金属线圈，每个线圈的电阻都为R，长度和间隔均为d，宽度为l。设火车以初速度无动力滑行进入减速区域，经时间t停止运动，超导线圈的长和宽也分别为d和l，火车整体的质量为m，运动过程中受到的摩擦阻力和空气阻力的合力恒为重力的k倍。
甲 乙
（1）判断超导线圈刚进入第一个金属线圈时，金属线圈中的感应电流方向；
（2）求火车刚进入减速区域时加速度a的大小；
（3）求火车减速过程中所经历的矩形线圈个数N。
天津市两所中学2023-2024学年高三上学期期中联考
物理参考答案与评分标准
第Ⅰ卷
1．B 2．A 3．B 4．C 5．D 6．AC 7．BD 8．AD
第Ⅱ卷
9．
（1）①c ②25 ③避免弹簧自身重力对实验的影
（2）①A ②2.5 ③BD
10．
（1）忽略地球自转，地球表面的物体所受重力等于万有引力
解得地球质量
（2）在地球表面附近万有引力提供向心力
解得地球第一宇宙速度
（3）靠近地球表面做圆周运动的卫星，万有引力提供向心力
又地球质量
解得
11．
（1）滑块平抛过程中，沿竖直方向有
沿水平方向
解得
（2）滑块滑出后小车做匀速直线运动
滑块在小车上运动的过程中，滑块与小车组成的系统在水平方向上动量守恒，选取向右为正方向，则
代入数据得
滑块在圆弧导轨上运动的过程中，对滑块用动能定理，有：
代入数据得
（3）由系统能量守恒，得
代入数据得
12．
（1）逆时针方向
（2）火车刚进入减速区域时有
根据闭合电路欧姆定律
根据牛顿第二定律有
联立可得
（3）设火车开始减速到停止所发生的位移为x，根据动量定理有
根据闭合电路欧姆定律有
根据法拉第电磁感应定律有
联立解得