天津市部分区2023-2024学年高三上学期期末考试
物理
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。
答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
祝各位考生考试顺利！
第Ⅰ卷
注意事项：
1.每题选出答案后，用铅笔将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，再选涂其他答案标号。
2.本卷共8题，每题5分，共40分。
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. 日本福岛核电站废水中具有大量的放射性元素，其中是主要成分，经大约30年的时间有半数发生β衰变，同时生成新核X。则下列说法正确的是（ ）
A. 发生β衰变时放出的β射线是电子流
B. 原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
C. 衰变时，衰变产物中的X比多一个中子
D. 随着未衰变原子核数量的减少的半衰期也会变短
【答案】A
【解析】
【详解】AB．发生β衰变时,核内的一个中子转化成一个质子，同时放出一个粒子，即电子，则发生β衰变时放出的β射线是电子流，故A正确，B错误；
C．由β衰变实质可知，衰变过程中核内的一个中子转化成一个质子，则衰变产物中的X比少一个中子，故C错误；
D．放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，则半衰期不变，故D错误。
故选A。
2. 一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有（ ）
A. A→B的过程中，气体内能增加 B. B→C的过程中，气体吸收热量
C. A→B的过程中，气体压强变大 D. B→C的过程中，气体压强减小
【答案】C
【解析】
【详解】AC．A→B的过程中，气体温度不变，内能不变，气体做等温变化，由
可知，气体体积减小时，压强增大，故A错误；C正确；
BD．B→C的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减少，由热力学第一定律
可知气体放热，由图像及
可知，气体做等压变化，故BD错误。
故选C。
3. 如图甲，滚筒洗衣机脱水时，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件可视为质点的小衣物，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（ ）
A. 衣物紧贴着滚筒做匀变速曲线运动
B. 衣物转到b位置时衣物上水珠脱水效果比a位置好
C. 不论滚筒转速多大，衣物都不会从a位置掉下
D. 衣物在a位置受到滚筒壁的支持力比在b位置的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动，加速度方向变化，是变速曲线运动，A错误；
BD．在a、b位置可得
，
可知，衣物转到b位置时衣物上水珠的脱水效果比a位置好，B正确，D错误；
C．在a位置可得
当，临界角速度，如果转动角速度小于临界角速度，则衣物都会从a位置掉下，C错误。
故选B。
4. 如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则A、B两点的电势φ、电场强度E、电场力F和该负电荷在A、B两点的电势能的大小关系是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图乙可知，从A点运动到B点，负电荷做加速运动，所以负电荷受力方向由A点指向B点，则电场方向由B指向A，根据沿电场方向电势降低可知，故A正确；
BC．图乙图像斜率减小，所以负电荷的加速度减小，由牛顿第二定律可知，且负电荷只受静电力，由
可知
故BC错误；
D．因为负电荷做加速运动，所以电场力做正功，则负电荷的电势能减少，故，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球下落高度h时具有的动能最大
B. 小球下落到最低点时速度为0，加速度为0
C. 当弹簧压缩量时，小球动能最大，弹性势能最小
D. 小球的整个下落过程，其重力势能一直减小，机械能先不变，后减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球下落h的过程做匀加速直线运动，与弹簧接触后重力先大于弹簧弹力，小球做变加速直线运动，当弹力等于重力时小球速度达到最大值，当弹力大于重力时小球做加速度反向增大的减速直线运动，下落到最低点时具有向上的加速度，故AB错误；
C．小球所受合力为零时，小球的速度达到最大值，则
即
此时动能达到最大值，但弹簧的弹性势能并不是最小，故C错误；
D．小球的整个下落过程，其重力势能一直减小，与弹簧接触前只有重力对小球做功，小球机械能守恒，与弹簧接触后，部分机械能以弹簧弹性势能的形式储存起来，所以小球的机械能减小，故D正确。
故选D。
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，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. 生活中经常用刀来劈开物体。图中是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ。则下列说法正确的是（ ）
A. F一定，θ越大，对外界产生的推力就越大
B. F一定，θ越小，对外界产生的推力就越大
C. θ一定，F越大，对外界产生的推力就越大
D. θ一定，F越小，对外界产生推力就越大
【答案】BC
【解析】
【详解】对F进行分解如图所示
故F一定，θ越大，对外界产生的推力就越小；θ越小，对外界产生的推力就越大。
θ一定，F越大，对外界产生的推力就越大；F越小，对外界产生的推力就越小。
故选BC。
7. 2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。飞船入轨后先在近地停泊轨道1上进行数据确认，后经椭圆转移轨道2与在轨道3做匀速圆周运动的空间站组合体完成自主快速交会对接，其变轨过程可简化成如图所示，则（ ）
A. 由于不受力，所以宇航员会“漂浮”在空间站内
B. 飞船在转移轨道2上P点的速率大于Q点的速率
C. 飞船在停泊轨道1上的速度大于第一宇宙速度
D. 飞船在转移轨道2上Q点的加速度等于在轨道3上Q点的加速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A．宇航员只受到万有引力的作用，万有引力提供向心力，所以会“漂浮”在空间站内，故A错误；
B．转移轨道2上P点是近地点， Q点是远地点，根据开普勒第二定律可知，飞船在转移轨道2上P点的速率大于Q点的速率，故B正确；
C．第一宇宙速度是最大的在轨运行速度，所以飞船在停泊轨道1上的速度不会大于第一宇宙速度，故C错误；
D．飞船在转移轨道2上Q点的和在轨道3上Q点受到的万有引力相同，所以加速度相同，故D正确。
故选BD。
8. 如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外，若过a点的导线在O点产生的磁感应强度为B，则（ ）
A. O点的磁感应强度为
B. O点的磁感应强度沿y轴负方向
C. 移走d点的导线，O点磁感应强度变为B
D. 移走d点的导线，O点磁感应强度沿Oc方向
【答案】CD
【解析】
【详解】根据安培定则可知，b、c在O点产生的磁感应强度等大反向，a、d在O点产生的磁感应强度等大同向，都由O点指向c点，所以O点的磁感应强度为
移走d点的导线，O点磁感应强度等于a在O点产生的磁感应强度，所以变为B，方向还是由O点指向c点。
故选CD。
第Ⅱ卷
注意事项：
1.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. 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为m，将质量为M的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为d的遮光条经过光电门B时挡光时间为t，A、B之间的距离为l，实验中钩码始终未与地面接触，重力加速度为g。
①滑块由A点运动到B点的过程中，系统重力势能减少量为________，系统动能增加量为________（均用题中所给字母表示）。
②若实验结果发现按上述公式计算总是大于，可能的原因是________。
A.存在空气阻力
B.测出滑块右端与光电门B之间的距离作为l
C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为l
【答案】 ①. ②. ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据重力势能的表达式可知滑块由A点运动到B点的过程中，系统重力势能减少量为
（2）[2]滑块在光电门B的速度为
所以系统动能的增加量为
（3）[3]A．若存在空气阻力，总是小于，故A错误；
B．将滑块右端与光电门B之间的距离作为l，钩码下落的高度偏大，将小于，故B错误；
C．将滑块左端与光电门B之间的距离作为l，钩码下落的高度偏小，将大于，故C正确。
故选C。
10. 某同学想通过测绘某半导体材料的U-I图像来研究该材料的电阻随电压变化的规律，所用的器材有；
待测半导体一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个，量程为0~3V，内阻约为3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
完成下列问题：
①在图甲中补全实验电路图。_______
②甲中开关在闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于________端。（选填“A”或“B”）
③该同学通过实验作出该半导体的U-I图像如图乙所示，则该材料的电阻随电压的增加而________（选填“增加”“减小”“不变”）
【答案】 ①. ②. B ③. 减小
【解析】
【详解】①[1]由题可知
故待测电阻小电阻，应选择外接法，电路图如下
②[2]实验时，半导体两端的电压应该从零开始变大，故滑动变阻器的滑片应置于B端。
③[3]由欧姆定律可知
故图像与原点连线的斜率的大小表示半导体电阻的大小，由图可知，则该材料的电阻随电压的增加而减小。
11. 随着我国航天事业的快速发展，古人幻想的“嫦娥奔月”将变成现实。假若宇航员登陆月球后，释放一个实验用飞行器，飞行器以2m/s的速度匀速上升，当升到离月球表面10m高时，从飞行器上落下一小球，经过5s小球落到月球表面。已知月球的半径约为1800km，求：
（1）月球表面的重力加速度的大小；
（2）月球的第一宇宙速度的大小。（可以用根号表示）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以向下为正方向，由运动学位移公式
可得
（2）由月球表面重力提供第一宇宙速度的向心力得
可得月球的第一宇宙速度的大小
12. 如图甲所示，在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李缓慢轻放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。一水平传送带装置的示意图如图乙所示，若传送带匀速前进的速度v为0.4m/s，某木箱与传送带之间的动摩擦因数μ为0.4，木箱质量m＝16kg，重力加速度g取。求：
（1）该木箱放在传送带上后，木箱在传送带上的相对滑行时间t；
（2）该木箱放在传送带上后，木箱与传送带的相对位移L的大小；
（3）木箱从传送带A移到B过程，传送带对该木箱所做的功W。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律得：木箱的加速度
木箱由静止开始运动达到传送带速度所需的时间
（2）t时间内木箱的位移为
传送带的位移
木箱与传送带的相对位移
（3）根据动能定理可知，传送带对该木箱所做的功
13. 如图所示为一种质谱仪的简化原理图。位于第Ⅱ象限的静电分析器，其通道为以O为圆心的四分之一圆弧，内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，半径为R＝0.6m的虚线MN为通道的中心线，中心线处的电场强度大小为。位于第Ⅰ象限的挡板OP与x轴夹角为θ＝45°，挡板OP与y轴之间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为。比荷是的离子从离子源飘出（初速度近似为0），经过电压为U的加速电场加速后，以速度进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，从N点垂直y轴射出后进入电场中，最后离子恰好垂直打在挡板OP上，不计离子重力和离子间相互作用，求：
（1）的大小；
（2）加速电场电压U的大小；
（3）电场强度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）离子在静电分析器中，电场力提供向心力可得
求得
（2）离子经过加速电场加速过程，根据动能定理可得
求得
（3）离子在中做类平抛运动，恰好垂直打在挡板OP上，则有
沿y轴方向有
沿x轴方向有
根据几何关系有
联立解得天津市部分区2023-2024学年高三上学期期末考试
物理
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。
答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
祝各位考生考试顺利！
第Ⅰ卷
注意事项：
1.每题选出答案后，用铅笔将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，再选涂其他答案标号。
2.本卷共8题，每题5分，共40分。
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. 日本福岛核电站废水中具有大量放射性元素，其中是主要成分，经大约30年的时间有半数发生β衰变，同时生成新核X。则下列说法正确的是（ ）
A. 发生β衰变时放出的β射线是电子流
B. 原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
C. 衰变时，衰变产物中X比多一个中子
D. 随着未衰变原子核数量的减少的半衰期也会变短
2. 一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有（ ）
A. A→B的过程中，气体内能增加 B. B→C的过程中，气体吸收热量
C. A→B的过程中，气体压强变大 D. B→C的过程中，气体压强减小
3. 如图甲，滚筒洗衣机脱水时，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件可视为质点的小衣物，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（ ）
A. 衣物紧贴着滚筒做匀变速曲线运动
B. 衣物转到b位置时衣物上水珠的脱水效果比a位置好
C. 不论滚筒转速多大，衣物都不会从a位置掉下
D. 衣物在a位置受到滚筒壁的支持力比在b位置的大
4. 如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则A、B两点的电势φ、电场强度E、电场力F和该负电荷在A、B两点的电势能的大小关系是（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧劲度系数为k，原长为。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球下落高度h时具有的动能最大
B. 小球下落到最低点时速度为0，加速度为0
C. 当弹簧压缩量时，小球的动能最大，弹性势能最小
D. 小球的整个下落过程，其重力势能一直减小，机械能先不变，后减小
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，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. 生活中经常用刀来劈开物体。图中是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ。则下列说法正确的是（ ）
A. F一定，θ越大，对外界产生的推力就越大
B. F一定，θ越小，对外界产生的推力就越大
C. θ一定，F越大，对外界产生的推力就越大
D. θ一定，F越小，对外界产生的推力就越大
7. 2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。飞船入轨后先在近地停泊轨道1上进行数据确认，后经椭圆转移轨道2与在轨道3做匀速圆周运动空间站组合体完成自主快速交会对接，其变轨过程可简化成如图所示，则（ ）
A. 由于不受力，所以宇航员会“漂浮”在空间站内
B. 飞船在转移轨道2上P点的速率大于Q点的速率
C. 飞船在停泊轨道1上的速度大于第一宇宙速度
D. 飞船在转移轨道2上Q点的加速度等于在轨道3上Q点的加速度
8. 如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外，若过a点的导线在O点产生的磁感应强度为B，则（ ）
A. O点的磁感应强度为
B. O点的磁感应强度沿y轴负方向
C. 移走d点的导线，O点磁感应强度变为B
D. 移走d点的导线，O点磁感应强度沿Oc方向
第Ⅱ卷
注意事项：
1.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. 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为m，将质量为M的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为d的遮光条经过光电门B时挡光时间为t，A、B之间的距离为l，实验中钩码始终未与地面接触，重力加速度为g。
①滑块由A点运动到B点的过程中，系统重力势能减少量为________，系统动能增加量为________（均用题中所给字母表示）。
②若实验结果发现按上述公式计算总是大于，可能的原因是________。
A.存在空气阻力
B.测出滑块右端与光电门B之间的距离作为l
C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为l
10. 某同学想通过测绘某半导体材料U-I图像来研究该材料的电阻随电压变化的规律，所用的器材有；
待测半导体一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个，量程为0~3V，内阻约为3kΩ；
电流表一个，量程为0~0.6A，内阻约为0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
完成下列问题：
①在图甲中补全实验电路图。_______
②甲中开关在闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于________端。（选填“A”或“B”）
③该同学通过实验作出该半导体的U-I图像如图乙所示，则该材料的电阻随电压的增加而________（选填“增加”“减小”“不变”）
11. 随着我国航天事业的快速发展，古人幻想的“嫦娥奔月”将变成现实。假若宇航员登陆月球后，释放一个实验用飞行器，飞行器以2m/s的速度匀速上升，当升到离月球表面10m高时，从飞行器上落下一小球，经过5s小球落到月球表面。已知月球的半径约为1800km，求：
（1）月球表面的重力加速度的大小；
（2）月球的第一宇宙速度的大小。（可以用根号表示）
12. 如图甲所示，在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李缓慢轻放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。一水平传送带装置的示意图如图乙所示，若传送带匀速前进的速度v为0.4m/s，某木箱与传送带之间的动摩擦因数μ为0.4，木箱质量m＝16kg，重力加速度g取。求：
（1）该木箱放在传送带上后，木箱在传送带上的相对滑行时间t；
（2）该木箱放在传送带上后，木箱与传送带的相对位移L的大小；
（3）木箱从传送带A移到B过程，传送带对该木箱所做的功W。
13. 如图所示为一种质谱仪的简化原理图。位于第Ⅱ象限的静电分析器，其通道为以O为圆心的四分之一圆弧，内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，半径为R＝0.6m的虚线MN为通道的中心线，中心线处的电场强度大小为。位于第Ⅰ象限的挡板OP与x轴夹角为θ＝45°，挡板OP与y轴之间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为。比荷是的离子从离子源飘出（初速度近似为0），经过电压为U的加速电场加速后，以速度进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，从N点垂直y轴射出后进入电场中，最后离子恰好垂直打在挡板OP上，不计离子重力和离子间相互作用，求：
（1）的大小；
（2）加速电场电压U的大小；
（3）电场强度的大小。
