2024届天津市武清区杨村第一中学高三一模物理试卷

2024年天津市武清区杨村一中高考物理一模试卷 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1.“玉兔二号”装有我国自主研发的放射性钚电池，其发生核反应后生成铀与粒子，下列说法中正确的是(    ) A. 铀234原子核内质子数比中子数多50个 B. 铀234的比结合能大于钚238的比结合能 C. 反应后铀234的质量与粒子的质量之和大于反应前钚238的质量 D. 充分利用太阳能加热核电池可以加快钚238的反应 2.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是(    ) A. 若用紫外线照射某金属恰好有光电子逸出，则用红外线照射该金属，可能有光电子逸出 B. 红光与绿光照射同一单缝发生衍射，绿光的中央亮条纹较宽 C. 根据麦克斯韦的电磁理论，在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场 D. 紫外线和射线都是电磁波，都能发生偏振现象 3.嫦娥六号探测器于2024年5月3日发射成功，其探月任务正式启航。如图所示，假设登月探测器在环月轨道1上的远地点P点实施变轨，进入椭圆轨道2，再由近地点Q点进入圆轨道3，已知轨道1的半径为3r，轨道3的半径为r，登月探测器在轨道3的运行周期为T，则下列说法正确的是(    ) A. 探测器在轨道2上运行经过P点的速度小于在轨道3上运行经过Q点的速度 B. 探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度小于在轨道2上运行经过P点时的加速度 C. 探测器从轨道2上的Q点进入圆轨道3时，需要向后喷气 D. 探测器在轨道2上运行的周期为4T 4.如图所示，水平液柱封闭了烧瓶中的气体，外界大气压强保持不变。当气体温度变化后，液柱稍稍向右移动，下列关于烧瓶内气体说法正确的是(    ) A. 气体分子平均动能减少 B. 气体分子的数密度变大 C. 单位面积上单位时间内气体分子的撞击器壁的次数变少 D. 气体对外做功大于气体从外界吸收的热量 5.某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法正确的是(    ) A. 振源P起振方向沿y轴负方向 B. 振源Q的振动方程为 C. 波在介质中的传播速度为 D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终加强 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 6.如图所示，实线为两个点电荷和产生的电场中的电场线方向未标出，c、d是关于两个点电荷连线对称的两点，一个电子沿虚线aob从a点运动到b点，下列说法正确的是(    ) A. 电子的加速度先减小后增大 B. 的电荷量大于的电荷量 C. c、d两点在同一等势面上，两点场强相同 D. 电子在a点的电势能大于在O点的电势能 7.如图所示是远距离输电线路图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，两变压器均视为理想变压器，输电线总电阻为R。假设发电厂输出电压不变，则下列说法正确的是(    ) A. 若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数增大时，输电线上损失的功率减小，用户获得的电压不变 B. 若：：，用户获得的电压小于发电厂的输出电压 C. 用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，用户获得的电压减小 D. 用户使用的用电器数量增多时，可以增大以保证用户得到的电压不变 8.如图所示，是小朋友非常喜欢的一款电动玩具小车，我们可以通过玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。已知小车质量为m，小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车保持功率不变，小车的图象如图甲所示，时刻小车的速度达到最大速度的倍，小车速度由增加到最大值的过程中，小车的牵引力F与速度v的关系图象如图乙所示，运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是(    ) A. 小车的额定功率为 B. 小车的最大速度为 C. 时刻，小车加速度大小为 D. 时间内，小车运动的位移大小为 三、实验题：本大题共1小题，共6分。 9.小明同学利用气垫导轨、无线加速度传感器、轻弹簧、天平和待测物品等器材设计了“探究加速度与质量关系”的实验，如图甲所示。主要步骤如下： 将无线加速度传感器固定在滑块上，并测量滑块和加速度传感器的质量之和； 接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； 将弹簧左端连接左侧支架，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； 计算机采集获取数据，得到滑块加速度a随时间t变化的图像如图乙所示； 改变滑块及其上物体总质量，再次拉动滑块使其左端处于A点，多次进行实验。 回答以下问题结果均保留两位有效数字： ①如图丙所示是小明同学将滑块及其上物体总质量改为后进行实验，获得的图像，由此可推测出该次实验中滑块及其上物体总质量______填“大于”“小于”或“等于”。 ②小明同学通过多次实验，记录每次释放瞬间的加速度并画出如图丁所示的Ⅰ图像，然后他将释放位置改变到图中未标出重复试验，得出Ⅱ图像。由图像我们可以推断，B点在A点的______侧。填“左”或者“右”。 ③小明同学利用上述装置测量弹簧的劲度系数。主要步骤如下： 将弹簧左端固定，右端连接质量为的滑块包含加速度传感器的质量； 弹簧处于原长时滑块左端位于O点。拉动滑块使其左端处于A点，记录OA的距离x； 释放滑块，计算机采集获取数据，加速度a随时间t变化的图像，记录释放瞬间的加速度a； 改变OA的距离x，进行多次实验，并画出如图戊所示的图像； 已知戊图的斜率为k，请写出弹簧劲度系数的表达式______用、k表示。 四、简答题：本大题共4小题，共54分。 10.某研究性学习小组在学习了原电池原理后，将铜片和锌片插入新鲜的苹果中制成一个水果电池，并利用下列所给器材测量苹果电池的电动势E和内阻r。 A.待测水果电池电动势E约为2V，内阻约为几百欧 B.滑动变阻器最大阻值为 C.滑动变阻器最大阻值为 D.电流表量程为3mA，内阻约为 E.电流表量程为3A，内阻约为 F.电压表量程为3V，内阻约为 G.开关S，导线若干 ①如果要准确测量水果电池的电动势和内阻，滑动变阻器R应选择______，电流表 A应选择______。填仪器前序号 ②研究小组设计了甲、乙两种电路，应选择______填“甲”或“乙”电路。 ③如果不考虑偶然误差，根据选择的电路，电动势的测量值______填“大于”“小于”或“等于”真实值。 11.某商场的室内模拟滑雪机，该机主要由前后两个传动轴及传送带上粘合的雪毯构成，雪毯不断向上运动，使滑雪者产生身临其境的滑雪体验。已知坡道长，倾角，雪毯始终以速度向上运动。一质量含装备的滑雪者从坡道顶端由静止滑下，滑雪者没有做任何助力动作，滑雪板与雪毯间的动摩擦因数。重力加速度。，。不计空气阻力。在滑雪者滑到坡道底端的过程中，求： 滑雪者的加速度大小a以及经历的时间t； 摩擦力对滑雪者所做的功W； 滑雪板与雪毯间的摩擦生热Q。 12.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平固定于磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场中，a、c之间连接阻值的电阻，导轨间距，导体棒ef垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒的质量、电阻。时刻对导体棒施加一个水平向右的拉力F，使导体棒做初速度为零、加速度大小的匀加速直线运动，时改变拉力F的大小使拉力的功率此后保持恒定，时导体棒已经做了一段时间的匀速运动。求： 时，拉力F的大小； 内，导体棒产生的热量。 13.现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示，在真空的坐标系中，第一象限和第四象限存在着垂直纸面向内的匀强磁场，第二象限内有边界互相平行且宽度均为d的六个区域，交替分布着方向竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里匀强磁场，调节电场和磁场大小，可以控制飞出的带电粒子的速度大小及方向。现将质量为m、电荷量为q的带正电粒子在边界P处由静止释放，粒子恰好以速度大小v从y轴上的Q点进入第一象限，经过x轴上的M点时速度方向刚好沿x轴正向。已知Q点坐标为，M点坐标为，不计粒子重力及运动时的电磁辐射，不考虑粒子再次进入第二象限的运动情况。 求第一、四象限中匀强磁场的磁感应强度B的大小； 求第二象限中电场强度大小； 求第二象限中磁感应强度大小。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：A、铀234中的中子数为，铀原子核内质子数比中子数少个，故A错误； B、核反应放出核能，生成的产物更加稳定，则铀234的比结合能比钚238的比结合能大，故B正确； C、由于衰变中有质量亏损，所以衰变后铀234的质量与粒子的质量之和小于衰变前钚238的质量，故C错误； D、放射性元素的半衰期与其环境无关，故D错误。 故选：B。 质量数等于质子数与中子数之和；比结合能越大，原子核越稳定；核衰变时存在质量亏损；半衰期与环境无关。 考查学生的理解能力、推理能力，需要学生熟知原子核的组成、核反应方程、半衰期、质量亏损等知识点，体现了对物理观念这一学科素养的考查。 2.【答案】D  【解析】解：A、根据光电效应的条件，若用紫外线照射某金属恰好有光电子逸出，则用红外线照射该金属，不可能有光电子逸出，故A错误； B、红色光的波长大于绿色光的波长，则红光与绿光照射同一单缝发生衍射，红光的中央亮条纹较宽，故B错误； C、根据麦克斯韦的电磁理论，变化的电场才能产生磁场，变化的磁场才能产生电场，恒定的电场不会产生磁场，恒定的磁场不会产生电场，故C错误； D、电磁波是横波，紫外线和射线都是电磁波，都能发生偏振现象，故D正确。 故选：D。 根据光电效应的条件判断；根据衍射的特点判断；根据电磁波理论判断；根据电磁波的特点判断。 考查光电效应的条件、衍射的特点、电磁波理论以及电磁波的组成与特点，知道这些与电磁波有关的知识点即可。 3.【答案】A  【解析】解：根据可得，轨道半径越大，运行线速度越小，探测器在轨道2上经过经过P点时的线速度小于在轨道1上的线速度，而轨道3的运行速度大于轨道1的运行速度，则探测器在轨道2上运行经过P点的速度小于在轨道3上运行经过Q点的速度，故A正确； B.根据，得，只要是经过P点，轨道半径都一样，所以探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度等于在轨道2上运行经过P点的加速度，故B错误； C.探测器从轨道2上的Q点进入较低的圆轨道3时，需要减速才能完成变轨，则需要向前喷气，故C错误； D.设探测器在轨道2上的周期为，根据开普勒第三定律有，解得，故D错误。 故选：A。 A.根据牛顿第二定律推导线速度和轨道半径的大小关系，结合探测器的离心运动知识分析解答； B.根据牛顿第二定律进行分析判断； C.根据做近心运动的条件判断； D.根据开普勒第三定律分析解答。 考查万有引力定律的应用问题，会根据题意进行准确的分析和计算。 4.【答案】C  【解析】解：A、外界大气压强保持不变，可知气体做等压变化，液柱稍稍向右移动，可知气体体积变大，根据，可知气体得温度升高，可知气体分子平均动能增大，故A错误； B、气体体积变大，则气体分子的数密度变小，故B错误； C、气体的平均动能增大，则平均速率变大，根据动量定理可知体与烧瓶碰撞过程中的力变大，但压强不变，可知单位面积上单位时间内气体分子的撞击次数变少，故C正确； D、气体体积变大，则气体对外做功，气体内能增大，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，并且吸收的热量大于对外做功的绝对值，故D错误。 故选：C。 根据气体做等压变化，由盖-吕萨克定律列式分析；气体体积变大，分子数密度减小；根据气体压强的微观意义分析；根据热力学第一定律分析。 该题考查了气体实验定律、气体压强的微观意义以及热力学第一定律等知识点的理解与应用，基础题。 5.【答案】C  【解析】解：振源P形成的波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知处质点起振方向沿y轴正方向，则振源P起振方向沿y轴正方向，故A错误； 两列波的波速为：，振动周期为：，角速度大小为：；由波形图可知，振源Q起振方向沿y轴负方向，则振源为Q的振动方程为：，故B错误、C正确； D.两列波在同一介质中传播，则波速相等，在处相遇后，振动情况完全相反，该质点的振动始终减弱，故D错误。 故选：C。 根据的位置的质点的振动方向确定振源P起振方向，然后根据图像求解波长与波速，再根据干涉条件确定两列波相遇后的叠加情况。 本题主要是考查了波的图像；解答本题关键是要掌握振动的一般方程，知道方程中各字母表示的物理意义，能够根据图像直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系。 6.【答案】BD  【解析】解：A、由图可知，O点附近的电场线比a点、b点附近的电场线密，说明电场强度大，电子受到的电场力大，由牛顿第二定律可知，加速度也大，故电子沿虚线aob从a点运动到b点的过程中加速度先增大后减小，故A错误； B、周围的电场线比周围的电场线密，说明的电荷量大于的电荷量，故B正确； C、根据电场线的分布情况可知和为异种电荷，根据曲线运动的合力方向指向凹处可知，为正电荷，为负电荷，电场线的方向由沿电场线方向指向，根据对称性可知c、d两点的电势相等，场强大小相等，但方向不同，故C错误； D、由图可知，电子从a点运动到O点的过程中电场力方向与速度方向的夹角小于，电场力做正功，电势能逐渐减小，即电子在O点时的电势能小于在a点时的电势能，故D正确。 故选：BD。 根据电场线的特点，结合带电粒子轨迹弯曲方向判断点电荷的电性和电荷量的相对大小；根据电场线的疏密情况判断加速度大小；根据电场力做功情况，分析电势能的变化情况。 本题是电场中轨迹问题，要明确带电粒子做曲线运动时，合力指向轨迹弯曲的内侧，明确电场力的方向，从而判断电场力做功情况。 7.【答案】BC  【解析】解：设升压变压器原线圈中的电流为，输电线上电流为，根据，当增加时，减小，则输电线上损失功率减小，增大，损失电压减小，增大， 则增大，故A错误； B.因为输电线电阻R上有损耗的电压，故，即使：：，用户获得的电压仍小于发电厂输出电压，故B正确. C.用户使用的用电器增多时，发电厂输出功率增大，，则和都增大，减小，根据，则减小，故C正确； D.用户使用的用电器增多时，变小，根据，如果只增大，则会变得更小，故D错误。 故选：BC。 A.根据变压器的变压比结合电压损失、电功率损失的公式列式分析求解； B.根据输电线是电压损失情况进行分析判断； C.根据理想变压器的功率不损失和输电线的电压损失进行分析解答； D.根据变压比公式进行分析求解。 考查远距离输电问题，会根据题意结合变压器的变压比灵活求解相关问题。 8.【答案】AD  【解析】解：A、小车刚达到额定功率开始计时，由图甲可知时刻小车的速度为，由图乙可知汽车速度为时，牵引力为，则小车的额定功率：，故A正确； B、由乙图可知，小车的阻力大小为：，则小车的最大速度：，故B错误； C、时刻小车的速度：，此时小车的牵引力大小： 由牛顿第二定律有：，可得：，故C错误； D、时间内，对小车利用动能定理有： 代入数据可得：，故D正确。 故选：AD。 A、由题意可知时刻小车功率为额定功率，根据可得小车额定功率； B、由乙图可知阻力大小，牵引力和阻力大小相等时，小车速度最大，根据可得最大速度； C、利用牛顿第二定律求解； D、时间内，对汽车利用动能定理可得小车运动的位移。 本题考查了汽车恒功率启动问题，解题的关键是知道小车的牵引力和阻力相等时，小车的速度最大。 9.【答案】小于  左    【解析】解：①根据，两次实验初始位置相同，所以弹簧弹力相同，但丙图中时刻的加速度大于图乙，所以图乙中的物块质量大于图丙，即小于； ②根据，可得，图像Ⅰ的斜率大于图像Ⅱ的斜率，在M相同是，图像Ⅰ的F大于图像Ⅱ中的F，再结合，F越大，x越大，所以图像Ⅱ的F对应的形变量小，所以B点在A点左侧； ③根据和，可得：，已知图像的斜率为k，即，所以 答：①小于； ②左； ③。 ①根据，比较乙，丙两幅图中初始加速度的大小，判断M的大小关系； ②根据，可得，比较两条直线的斜率，确定A、B两点的位置关系； ③根据和，联立得出a与x的关系，再结合图像分析。 本题主要考查加速度与弹力的关系，做题中要注意图像，根据牛顿第二定律和胡克定律进行分析。 10.【答案】C D 乙  等于  【解析】解：①为了调节过程中电表的示数变化明显，滑动变阻器最大阻值应与水果电池的内阻相差不多，故滑动变阻器选择最大阻值为的选择：； 由于水果电池的电动势E约为2V，内阻约为几百欧，电路中的电流较小，数量级为毫安级，故电流表选择量程最大值为3mA的选择：。 ②因所选电流表内阻约为，远小于水果电池的内阻，故采用电流表相对电源的内接法，可以减小系统误差，因此电路应选择乙电路。 ③根据所选的电路图，由于电流表的分压作用，使路端电压的测量偏小，产生了系统误差。设电压表与电流表的示数分别为U，I，电流表内阻为。 不考虑电流表内阻时，根据闭合电路欧姆定律可得： 考虑电流表内阻时，同理可得： 对比两式可知：， 故电动势的测量值等于真实值。 故答案为：①C；D；②乙；③等于 ①从实验时电表的示数变化要明显的角度，分析滑动变阻器的选择；分析电路中的电流大约值，据此选择量程合适的电流表。 ②根据水果电池的内阻与所选电表内阻的大小关系，确定电流表的接法，选择合适的电路。 ③根据闭合电路欧姆定律，分析不考虑电表内阻时的测量值与考虑电表内阻时的真实值的大小关系。 本题是应用伏安法测量电源电动势与内阻的实验，基础题目。实验原理是闭合电路欧姆定律，掌握电流表内外接的判断依据，以及误差分析的方法。 11.【答案】解：在沿斜面方向，由牛顿第二定律可得： 解得加速度大小为： 由运动学公式： 解得：； 摩擦力对滑雪者所做的功：； 此过程雪毯运行的距离为 滑雪板与雪毯间的摩擦生热 解得：。 答：滑雪者的加速度大小a为，经历的时间t为3s； 摩擦力对滑雪者所做的功为； 滑雪板与雪毯间的摩擦生热Q为7680J。  【解析】对滑雪者受力分析，根据牛顿第二定律求得加速度，利用运动学公式求得运动的时间； 根据功的计算公式求得摩擦力所做的功； 在时间t内求得雪毯和滑雪者间发生的相对位移，由求得产生的热量。 本题考查功能关系、牛顿第二定律与运动学公式的综合应用，要注意明确各物理过程，正确进行受力分析，注意加速度在力和运动中的桥梁作用是解题的关键，在求产生的热量时抓住即可。 12.【答案】解：对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律有 时，导体棒的速度，根据闭合电路的欧姆定律有 解得 时拉力F的功率 设导体棒匀速运动的速度为，导体棒匀速运动时受到的安培力为，导体棒受到的拉力 而，设内回路产生的总热量为Q，根据功能关系有 根据焦耳定律有 代入，联立解得 答：时，拉力F的大小为2N； 内，导体棒产生的热量为。  【解析】根据牛顿第二定律和匀变速直线运动速度规律以及闭合电路的欧姆定律联立求解； 根据功率公式，平衡条件和功能关系列式联立解答。 本题考查电磁感应中的能量问题，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。 13.【答案】解：作出粒子在第一象限运动时的圆心位置，如图所示： 根据几何关系可得： 解得： 根据洛伦兹力提供向心力可得： 解得：； 粒子从P到Q，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理得： 解得：； 设粒子速度与轴负方向的夹角为，由几何关系可得，解得： 粒子达到Q点时水平方向速度大小为： 设粒子在磁场中运动过程中，竖直方向平均速度大小为，粒子在经过磁场时的水平方向上，取向右为正方向，由动量定理可得： ，其中 解得：。 答：第一、四象限中匀强磁场的磁感应强度B的大小为； 第二象限中电场强度大小为； 求第二象限中磁感应强度大小为。  【解析】根据几何关系求解半径，根据洛伦兹力提供向心力进行解答； 粒子从P到Q，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理进行解答； 求出粒子达到Q点时水平方向速度大小，由动量定理求第二象限中磁感应强度大小。 对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$