2024年天津市高三学业水平等级性考试物理模拟试题（六）(含答案)

2024年天津市高三学业水平等级性考试物理模拟试题（五）
第Ⅰ卷（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）
1．2023 年8月 25 日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现 100 万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。核聚变是一种核反应的形式。下列关于核反应的说法中正确的是（ ）
A．要使轻核发生聚变，一种可行的方法是将物质加热到几百万开尔文的高温
B．氘氚核聚变的核反应方程为
C．相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变释放的核能更多
D．核聚变反应过程中没有质量亏损
2．将u＝200sin（100πt）V的电压输入如图3所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数之比为n1:n2＝5:1，R＝100Ω。下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为100Hz
B．闭合开关S后，电阻R消耗的电功率为16W
C．闭合开关S后，电流表的读数为2A
D．断开开关S后，副线圈的输出电压为0
3．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A．深紫外线进入液体后传播速度变大
B．传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长
C．深紫外线光子的能量在液体中更大
D．深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
4．一列简谐横波沿x轴方向传播，质点A的平衡位置位于x＝0.2m处，质点P的平衡位置位于x＝0.4m处，质点P的振动图像如图甲所示，图乙是t＝0.1s时该波的波形图。下列说法正确的是（　　）
A．t＝0时，质点P速度为零
B．该波沿x轴正方向传播
C．质点A从t＝0s开始计时的振动方程为y＝5sin10πt（cm）
D．t＝0.25s时，质点P处于波峰位置时，质点A也处于波峰位置
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，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，选错或不答的得0分）
6．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A．在a→b的过程中，外界对其做的功小于其
增加内能的增加量
B．在状态a时气体分子的平均动能一定小于在状态c
C．在b→c的过程中，单位时间内撞击气缸壁的分子数增多
D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
7．如图甲所示，2024年1月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设爱因斯坦探针卫星发射简化过程如图乙所示，先将卫星送入圆形轨道Ⅰ，在a点发动机点火加速，由轨道Ⅰ变为椭圆轨道Ⅱ上，飞船在轨道Ⅱ上经过c点再变轨到圆轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（　　）
A．探针卫星在轨道Ⅰ上经过a点的速度大于在轨道Ⅱ上经过a点的速度
B．探针卫星在轨道Ⅱ上运行时的机械能大于在轨道Ⅰ上运行的机械能
C．探针卫星在轨道Ⅱ上经过c点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过c点的加速度
D．探针卫星在轨道Ⅰ上运行的角速度大于在轨道Ⅲ上运行的角速度
8．如图所示，O 和O'是圆柱体上下底面的圆心，AB 是上底面的一条直径，C、D两点在直径AB 上，且关于 O 点对称。M 点在上底面的圆周上，且MO 与直径AB 垂直。C 点和D 点分别是C、D两点在下底面的投影点。在A、B两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是
A． C点与 D 点的电场强度相同
B． C 点与D 点的电场强度方向相同
C． M点与O点的电势差小于 C点与O 点的电势差
D．将试探电荷+q由 O 点沿直线移动到O 点，其电势能减小
第Ⅱ卷（共60分）
9．（一）某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径 cm；
(2)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为 。
(3)若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标，如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式 。
（二）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A（0~0.6A）、电压表V（0~3V）、滑动变阻器R1(最大阻值30Ω）、滑动变阻器R2（最大阻值250Ω）、定值电阻R0为1.0Ω、开关、导线若干。
（1）请根据图（a）中的电路图完成图（b）的实物连线。
（2）为方便调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）。
（3）为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图（c）中方框画出改动后的实验电路图。
（4）该同学利用（3）中改动后的正确电路进行实验，根据测出数据画出的U-I图线如图（d）所示，则此干电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留到小数点后两位）
10．如图甲所示，有一边长为、质量为的正方形单匝线框，放在光滑水平面。在水平恒定拉力F的作用下，穿过垂直水平面向下、磁感应强度为的匀强磁场区域。线框边刚进入磁场时的速度为。在时刻边刚出磁场边界。从进入到离开磁场区域的时间内线框运动的图象如图乙所示。求：
（1）线框边在刚进入磁场时，c、d两点间的电势差；
（2）恒力F的大小；
（3）线框从边刚进入磁场到边刚离开磁场的过程中，线框产生的焦耳热Q。
11．如图，左端固定在墙壁上的水平轻质弹簧，处于自然状态时另一端在光滑水平台面右端；质量为3m的小车静置于光滑的水平面上且紧靠平台，其左侧a端与台面等高，小车的上表面由长度为R的粗糙水平面ab和半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道bc组成。质量为m的小物块P（与弹簧不栓接）在外力作用下将弹簧压缩至某一位置，由静止释放后从a端以大小为（g为重力加速度大小）的速度滑上小车，恰好能到达顶端c。
（1）求由静止释放时弹簧的弹性势能；
（2）求P与ab间的动摩擦因数；
（3）请通过计算判断P是否会滑离小车？
12．如图所示，在第一象限内，存在垂直于平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ．一质量为，电荷量为的粒子，从轴上点以某一初速度垂直于轴进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动；随后进入电场运动至轴上的点，沿与轴正方向成角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于轴进入第四象限．不计粒子重力．求：
（1）带电粒子从点进入第四象限时初速度的大小；
（2）电场强度的大小；
（3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小．
参考答案
1．A 2．B 3．B 4．C 5．D 6．BC 7．BD 8．AC
9．（一） (1)1.240 (2) (3)
（二） R1 1.50 0.67
10．(1)线框边在刚进入磁场时，产生的感应电动势为
感应电流为
c、d两点间的电势差为路端电压，且感应电流由c流向d，故c点电势较低，故c、d两点间的电势差为
联立代入数据解得
(2)当ab边也进入磁场后，线框在磁场中做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
由乙图可知，加速度为
解得
(3)从cd边进入磁场到ab边进入磁场过程，由能量守恒可得，线框产生焦耳热为
解得
11．（1）令弹簧恢复原长时，P的速度为，根据系统能量守恒有
其中
解得
（2）P恰好到达顶点c时，此时P与小车共速，设此时速度大小为v，根据水平方向动量守恒有
根据系统能量守恒
解得
（3）设小物块P最终停在小车上，小物块在粗糙水平面ab上的相对路程为s，由于水平方向动量守恒，可知，此时P与小车速度大小仍然为v，根据系统能量守恒有
解得
由于
故P会滑离小车。
12．（1）粒子从轴上点进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：
解得：
（2）粒子在第二象限内做类平抛运动，沿着x轴方向：
沿与轴正方向成角离开电场，所以：
解得电场强度：
(3)粒子的轨迹如图所示：
第二象限，沿着x轴方向：
沿着y轴方向：
所以：
由几何关系知，三角形OO’N为底角45°的等腰直角三角形．在磁场Ⅰ中运动的半径：
由洛伦兹力提供向心力：
粒子在点速度沿与轴正方向成角离开电场，所以离开的速度：
所以磁场Ⅰ的磁感应强度的大小：
A
B
C
D
C
D
O
O
M