2024年天津市高三学业水平等级性考试物理模拟试题（七）（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（七）
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．图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为射线
B．如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大
C．玻尔通过图（c）所示的粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱
2．如图所示为气压式升降椅和简易结构切面图，在气缸和气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，气缸密封性和导热性良好，忽略一切摩擦。设无人坐椅时，气缸内气体的初始状态为A；有人慢慢地坐到座椅上后，双脚离地，椅面下降，气缸内气体稳定后的状态为B；空调开启，室内温度下降至某值并保持恒温，气缸内气体稳定后的状态为C；最后此人离开座椅，气缸内气体稳定后的状态为D。关于气缸内气体的描述，下列说法正确的是（　　）
A．状态A到B，外界对气体做功，气体内能一直增大
B．状态B到C，气体分子热运动的平均动能保持不变
C．状态C到D，气体对外界做功，气体从外吸收热量
D．状态A与状态D的气体分子热运动的平均动能相等
3．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时，输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，用户端有用电器和。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当电键K由接通到断开时，图中各电表的读数如何变化（　　）
A．A1减小，A2减小，V2增大 B．A1增大，A2减小，V2增大
C．A1减小，A2减小，V2减小 D．A1增大，A2增大，V2增大
4．2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心使用“长征六号”运载火箭，成功将“天绘五号”卫星发射升空，卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射卫星时先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点调整速度进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B调整速度后进入目标轨道；已知引力常量为G，地球质量为M，近地轨道半径为，目标轨道半径为，下列说法正确的是（　　）
A．卫星在转移轨道上运动经过A点时的线速度大小为
B．卫星在转移轨道上从A点运动到B点的过程中，引力做负功，机械能减小
C．卫星在近地轨道与目标轨道上运动的向心力大小之比为
D．卫星在近地轨道与目标轨道上运动的周期之比为
5．如图所示，粗糙的固定水平杆上有A、B、C三点，轻质弹簧一端固定在B点正下方的O点，另一端与套在杆A点、质量为m的圆环相连，此时弹簧处于拉伸状态。圆环从A处由静止释放，向右运动经过B点时速度为v、加速度为零，到达C点时速度为零，下列说法正确的是（　　）
A. 从A到C过程中，圆环在B点速度最大
B. 从A到B过程中，杆对环的支持力先增大后减小
C. 从A到B过程中，弹簧对圆环做的功等于
D. 从B到C过程中，圆环克服摩擦力做功小于
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．关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　）
A．摄影师拍摄水中的游鱼时，常常在镜头前加装一块偏振镜，偏振镜旋转到合适角度时，经过水面的反射光通过偏振镜时减弱，拍摄效果较好
B．高性能相机镜头表面镀了一层透光的膜，看起来有颜色，这是由光的反射现象引起的
C．雨后天空出现的彩虹，阳光下肥皂泡表面有彩色花纹，都是光的干涉引起的
D．在光的双缝干涉实验中，其他条件不变，双缝间距越小，观察到屏上条纹间距越大
7．带操是一项艺术体操项目．在奥运会上运动员手持带棍，以腕为轴做上下或左右的连续小摆动的动作，使带形成如图甲所示的波浪图形．某段时间内带的波形可看作一列简谐波沿x轴方向传播，时刻的波形图如图乙所示，此后质点N比质点M提前回到平衡位置，则下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴正方向传波 B．简谐波的波速为5m/s
C．简谐波的周期为 D．质点N的振幅为10cm
8．如图，在匀强电场中有边长为8cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为φA=4V、φB=6V、φC=8V，下列说法正确的是（　　）
A．O点电势为4V
B．将电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV
C．匀强电场的场强大小为50V/m，方向由C指向A
D．在三角形ABC内切圆的圆周上，E点电势最高
第Ⅱ卷（共60分）
9．（12分）
（一）某同学在家里做“用单摆测量重力加速度”的实验,但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石代替了摆球（如右图），然后进行实验，操作步骤如下：
a．将石块用细尼龙线系好，结点为，将尼龙线的上端固定于点；
b．用刻度尺测出间的尼龙线长度作为摆长；
c．将石块拉开一个大约的角度，然后由静止释放；
d．从石块摆到最低点时开始计时并计数为0，当石块第次到达最低点时结束计时，记录总时间为，得出摆动周期；
e．改变间的尼龙线长度再做几次试验，记下相应的和值；
f．先分别求出各组和对应的值，再取所求得的各个的平均值。
（1）该同学实验过程中得到的石块摆动周期为 ；（用字母和表示）
（2）该同学根据实验数据作出的图像如下图所示：
①由图像求出的重力加速度 ；（取）
②由于图像没有能通过坐标原点，求出的重力加速度值与当地真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（二）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。
①电压表V（量程3 V，内阻RV约为）
②电流表G（量程3 mA，内阻）
③电流表A（量程3 A，内阻约为）
④滑动变阻器R1（，额定电流2 A）
⑤滑动变阻器R2（，额定电流1 A）
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是 A。（结果保留两位有效数字）
（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 。（填“R1”或“R2”）
（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻 。（结果保留两位有效数字）
10．（14分）如图所示，光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的点与光滑水平面相切，其半径为。在水平面内有一质量的小球Q连接着轻质弹簧处于静止状态，现将一质量为的小球P从点正上方高处由静止释放，小球P和小球Q均可视为质点，当地的重力加速度，不计空气阻力，求：
（1）小球P到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力；
（2）在小球P压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能。
11．（16分）如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有定值电阻，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量，阻值的金属棒在水平向右拉力作用下由静止开始从处运动，金属棒与导轨间动摩擦因数，金属棒的图像如图乙所示，取，求：
（1）时，安培力的大小；
（2）从起点到发生位移的过程中，金属棒产生的焦耳热；
（3）从起点到发生位移的过程中，拉力做的功。
12．（18分）某粒子偏转装置的基本原理如图所示，平行正对放置的半径均为R、间距为d的圆形金属板M、N，圆心分别为、，位于处的粒子源能向两板间各个方向发射初速度大小为的带正电的粒子．已知粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子重力及相互间作用，忽略边缘效应．
（1）仅在两板间加电压U，两板间产生方向沿方向的匀强电场，则电压U满足什么条件时能使粒子全部击中N板？
（2）仅在两板间加沿方向的有界匀强磁场，则磁感应强度大小B满足什么条件时能使粒子全部击中N板？此时粒子在两板间运动的时间范围为多少？
（3）若两板间同时存在方向都沿方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，粒子源发射出方向垂直于连线的粒子，全部落在半径为的圆周上，求电场强度的大小。
参考答案
1．D 2．C 3．A 4．C 5．D 6．AD 7．BD 8．BC
9．（一） 9.87 不变
（二） 0.75 0.80
10．（1）小球P从A点运动到点的过程中，根据机械能守恒定律有
在最低点时设小球P所受支持力大小为FN，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知小球P在C点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（2）在小球P压缩弹簧的过程中，当P、Q两球速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大，设共同速度为，取向右为正方向，对两球组成的系统根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
11．（1）由图乙可知，时，，回路中电流为
安培力的大小为
（2）由图乙可得
金属棒受到的安培力为
回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，从起点到发生位移的过程中，回路中产生的焦耳热为
金属棒产生的焦耳热为
（3）从起点到发生位移的过程中，根据动能定理有
解得拉力做的功为
12．（1）当速度与场强垂直的粒子击中N板，则全部击中N板，由类平抛运动知识得
由牛顿第二定律
联立可得
即电压U满足的条件为
（2）粒子源发射出的方向与连线成（）角的粒子，做螺旋等距运动，则
根据洛伦兹力提供向心力
根据题意可知
联立解得
其中
联立可得，粒子在两板间运动的时间范围为
（3）设粒子在两板间运动时间为，在磁场中运动的周期为，则应该满足
根据
其中
且粒子做圆周运动的周期为
联立可得，电场强度的大小为（）