天津市部分区2024年高考物理质检试卷（二）（含解析）

天津市部分区2024年高考物理质检试卷（二）
一、单选题：本大题共5小题，共25分。
1.下列说法正确的是( )
A. 卢瑟福的粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
B. 玻尔在对氢原子光谱研究的基础上建立了原子的核式结构理论
C. 衰变的实质是一个中子转化为一个质子和一个电子
D. 比结合能越小的原子核越稳定
2.如图所示，一颗卫星沿椭圆轨道运动。设想地球是质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地点的速率小于在远地点的速率
B. 卫星在近地点的加速度小于在远地点的加速度
C. 卫星由近地点向远地点运动的过程中机械能不断减小
D. 卫星与地球中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等
3.一定质量的气体储存在体积不变的储气罐中，且可视为理想气体，气体温度降低，则关于罐内气体，下列说法正确的是( )
A. 压强减小，内能减小 B. 吸收热量，对外做功
C. 压强增大，分子平均动能减小 D. 压强减小，分子间的作用力减小
4.海河九道湾，上上下下一共有座桥，每一座桥都是天津人生活的一部分。如图，设某座桥的桥体中有三块相同的钢箱梁、、紧挨着水平排列，受到钢索、、拉力的方向相同，相邻钢箱梁间的作用力均沿着水平方向，下列说法正确的是( )
A. 钢箱梁所受合力最大
B. 钢索、、上的拉力大小相同
C. 钢箱梁对的作用力大于对的作用力
D. 钢索对钢箱梁作用力的竖直分力大于钢箱梁的重力
5.如图是带有转向器的粒子直线加速器，转向器中有辐向电场方向均指向圆心点，、接在电压大小恒为的交变电源上，质量为、电量为的离子，以初速度进入第个金属圆筒左侧的小孔、离子在每个筒内均做匀速直线运动，时间均为；在相邻两筒间的缝隙内被电场加速，加速时间不计，离子从第个金属圆筒右侧出来后，立即由点射入转向器，沿着半径为的圆弧虚线等势线运动，并从点射出，离子重力不计，则( )
A. 交变电源的周期为
B. 第个金属圆筒长度是第个金属圆筒长度的倍
C. 离子进入转向器的速度大小为
D. 虚线处电场强度的大小为
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的光照射时电流表指针不会发生偏转，则下列说法正确的是( )
A. 光的频率一定大于光的频率
B. 在水中光的速度大于光的速度
C. 用光和光分别在同一双缝干涉实验装置上做实验，光的干涉条纹间距较宽
D. 用光照射光电管时流过电流表的电流方向是从流向
7.如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两灯泡和。已知线框产生的电动势最大值为，变压器原、副线圈的匝数比为：，开关断开时正常发光，且电流表示数为，线框及所有导线电阻不计，下列说法正确的是( )
A. 图示位置线框产生的感应电动势瞬时值为
B. 若开关闭合，则电流表示数将增大
C. 若开关闭合，则灯泡亮度不变
D. 灯泡的额定功率为
8.一列沿轴正方向传播的简谐横波，传到处的点时波形如图所示，该时刻记为时刻，从该时刻起到时，观察到质点刚好第二次到达波峰位置，下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为
B. 时间内质点运动的路程为
C. 时，处的质点刚好第一次到达波谷
D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
9.某实验小组利用“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验装置测量弹簧的劲度系数。
将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，读出弹簧长度，记为；弹簧下端挂上砝码盘时，读出弹簧长度，记为；在砝码盘中每次增加一个的砝码，弹簧长度依次记为至，数据如下表：
代表符号
数值
由表中数据可以看出，所用刻度尺的最小分度为______选“”或“”；
如图是根据表中数据作图像，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与______的差值填“”或“”；
通过图像可得弹簧的劲度系数为______取重力加速度。
某实验小组要测量一个电阻元件约为的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电源：电动势，内阻约为；
B.电流表：量程，内阻；
C.电压表：量程，内阻约为；
D.滑动变阻器：最大阻值；
E.滑动变阻器：最大阻值；
F.定值电阻；
G.定值电阻；
H.定值电阻；
I.电键及导线若干。该实验小组设计的测量电路如图所示，请回答下列问题；
实验中滑动变阻器应选______选填“”或“”；
应将定值电阻______选填“”或“”或“”与电流表并联；
实验小组根据该实验电路原理图进行实验，以电流表示数为横坐标，电压表示数为纵坐标，作出图线、都用国际单位，求出该图线的斜率为，则待测电阻的表达式为______相应电阻代入具体数值。
四、计算题：本大题共3小题，共48分。
10.若一个运动物体与一个静止物体发生的是弹性正碰，则碰撞后获得的动能与原来的动能之比叫做动能传递系数。如图所示，在水平面上有物块，左侧有一固定的半径为的四分之一圆弧轨道，圆弧轨道在最低点与水平面平滑连接。从圆弧轨道顶端由静止释放一个质量为的小滑块，滑下后与发生弹性正撞。设水平面足够长，滑块可视为质点，所有接触面均光滑，重力加速度为。
求小滑块刚到达圆弧轨道底端时对轨道的压力大小；
若物块质量为，求和碰撞时的动能传递系数的值。
11.如图所示，光滑金属导轨、、、相互平行，固定在同一水平面内，、间距离为，、间距离为，与间、与间分别用导线连接，导轨所在区域有方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。金属杆在垂直于的水平外力未知且图中未画出作用下保持静止，且垂直于和。金属杆质量，在垂直于的水平恒力作用下从静止开始向左运动，经过位移后，杆的速度不再变化，杆始终垂直于和，金属杆和接入电路的电阻均为，其余电阻不计，导轨、足够长。求：
金属杆匀速运动时的速度大小；
水平外力的最大值；
杆匀速运动后撤去拉力，求此后杆还能滑行的距离。
12.实验室有一装置可用于探究原子核的性质，该装置的主要原理可简化为：空间中有一直角坐标系，在紧贴的下侧处有一粒子源，能沿轴正方向以的速度持续发射比荷为的某种原子核。平面图如图甲所示，在，的空间中有沿方向的匀强电场。在的空间有垂直于平面向里的匀强磁场，磁场区域足够大，磁感应强度的大小为。忽略原子核间的相互作用和重力。
求原子核第一次穿过轴时速率；
设原子核从点第二次穿过轴，求、两点之间距离；
若在平面内区域放置一足够大的吸收屏，屏上方施加有沿方向大小为的匀强磁场，如图乙所示。原子核打在吸收屏上即被吸收并留下印迹，请确定该印迹的位置坐标。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】解：小滑块从圆弧的顶端滑到底端的过程，由机械能守恒律，有

解得：
小滑块刚到达圆弧轨道底端时，由牛顿第二定律，有

解得：
由牛顿第三定律可知小滑块对轨道的压力大小
、发生弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒律有：


和碰撞时的动能传递系数的值
联立解得：
答：小滑块刚到达圆弧轨道底端时对轨道的压力大小为；
和碰撞时的动能传递系数的值为。
11.【答案】解：当在的作用下静止时，设金属杆匀速运动的速度大小为，根据动生电动势公式有：
由欧姆定律有：
受到的安培力：
根据平衡条件有：
联立以上解得：
金属杆匀速运动时拉力最大，有：
受到的安培力：
根据平衡条件有：
联立上一问结论解得：
设金属杆运动位移，所用时间为，对于杆，由动量定理，有：
而平均安培力：
平均电流：
平均感应电动势为：
结合位移的公式：
联立解得：
答：金属杆匀速运动时的速度大小为；
水平外力的最大值；
杆匀速运动后撤去拉力，求此后杆还能滑行的距离为。
12.【答案】解：原子核在电场中做类平抛运动，
当穿过轴时有：
沿电场线方向，根据牛顿第二定律有：
沿电场方向的速度：
合速度大小：
联立以上代入数据，其中，可得：
原子核离开电场时速度与夹角设为，则由速度方向公式有：
偏移距离：
在轴右侧的磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有：
该轨迹圆在轴上对应的弦长：
由几何关系可知间距离：
代入数据可得：
原子核在区域做等距螺旋线运动，即沿方向做匀速直线运动，在垂直方向做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有：
代入数据得到：
匀速圆周运动的周期：
代入数据得：
沿轴方向运动的时间：
代入数据得到：
可以看出，原子核经过半个周期打在吸收屏上。
所以该点位置坐标为
答：原子核第一次穿过轴时速率为；
设原子核从点第二次穿过轴，、两点之间距离为；
确定该印迹的位置坐标为。
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