精品解析：2024届天津市第四十五中学高三下学期统练物理试卷（四）

24届物理统练（四） 一、单项选择题 1. 如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（　　） A. 分子平均动能变小 B. 每个气体分子速率都增大 C. 从外界吸热，气体内能增加 D. 分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加 2. 用a、b两单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的光屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是单色光束a照射时形成的图样，图乙是单色光束b照射时形成的图样，则下列关于a、b两束单色光的说法中，正确的是( ) A. 若光束a照在某金属上恰能发生光电效应，则光束b照到该金属上不能发生光电效应 B. 若两束光都能使某金属发生光电效应，则光束a照到该金属表面所逸出的光电子的最大初动能比光束b小 C. 它们在真空中具有不同大小的传播速度 D. 在相同条件下，光束b比光束a更容易产生明显的衍射现象 3. “神舟十二号”载人飞船于2021年6月17日，顺利发射升空开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行，则下列说法正确的是（　　） A. “神舟十二号”卫星的向心加速度大于“空间站”的向心加速度 B. 发射“神舟十二号”卫星的速度小于第一宇宙速度 C. 已知“神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球质量 D. “神舟十二号”卫星的周期大于24小时 4. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，ab相距4m，a、b两质点的振动图像如图甲和乙，则这列波的波长可能是（　　） A. 16m B. 10m C. 8m D. 4m 5. 如图，M和N是两个带有异种电荷的带电体，（M在N的正上方，图示平面为竖直平面）P和Q是M表面上的两点，c是N表面上的一点。在M和N之间的电场中画有三条等势线。现有一个带正电的液滴从E点射入电场，它经过了F点和W点，已知油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能。（E、W两点在同一等势面上，不计油滴对原电场的影响，不计空气阻力）则以下说法正确的是（　　） A. P和Q两点的电势不相等 B. P点的电势高于c点的电势 C. 油滴在F点的电势能低于在E点的电势能 D. 油滴在E、F、W三点的“机械能和电势能总和”会改变 二、不定项选择题 6. 以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有（ ） A. 紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B. 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C. 原子核式结构模型是由汤姆孙在粒子散射实验基础上提出的 D. 关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象 7. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3，滑动变阻器R和定值电阻R1并联后接在变压器的输出端。电压表、电流表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A. 此时穿过线圈的磁通量为零 B. 此时电压表的示数为 C. 定值电阻消耗的功率为 D. 当仅当滑动变阻器的滑片下滑时电流表的示数变大 8. 如图所示，一辆质量的小车A静止在光滑的水平面上，A上有一质量的光滑小球B，将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能，B与A右壁距离为l，解除锁定，B脱离弹簧后与A右壁的油灰阻挡层（忽略其厚度）碰撞并被粘住，下列说法不正确的是（　　） A. 碰到油灰阻挡层前A与B的动量相同 B. B脱离弹簧时，A的速度为 C. B和油灰阻挡层碰撞并被粘住，该过程B受到的冲量大小为 D. 整个过程B移动的距离为 三、非选择题 9. 某同学在学习完单摆的相关知识后，想要在家利用手边的物品测量本地的重力加速度。用不规则的钥匙扣代替小球做成简易单摆装置，手机上的计时功能代替秒表，实验过程如下： （1）用家中软尺测得悬挂点O到钥匙扣连接处M的长度为l； （2）拉开较小角度后将钥匙扣由静止释放，并在钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，用手机记录钥匙扣发生N次全振动的时间为t，则单摆的周期T为______； （3）若该同学多次改变细线长度得到多组数据，描点作出得到图像，得到的图像可能是图中三条曲线的 ______（填“a”“b”或“c”）曲线； （4）钥匙扣的形状不规则，对上述实验测得的重力加速度______（填“有”或者“无”）影响。 10. 在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，本实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。 实验操作步骤如下: A.将滑动变阻器滑到最左端位置 B.接法I:单刀双掷开关与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下若干组数据的值，断开开关 C.将滑动变阻器滑到最左端位置 D.接法II:单刀双掷开关与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器，记录若干组数据的值，断开开关 E.分别作出两种情况所对应的和图像 （1）根据测得数据，作出和图像如图丁所示。若只用图像的数据，求得电源电动势E=____________________，内阻_________________。（结果均保留两位小数） （2）综合考虑，若只能选择一种接法，应选择___________（填“接法Ⅰ”或“接法II”）测量更合适。 11. 如图所示，一长度L＝7m的传送带与水平方向间的夹角α＝30°，在电动机带动下以v＝4m/s的速率顺时针匀速转动．在传送带上端接有一个斜面，斜面表面与传送带表面都在同一平面内．将质量m＝2kg可视作质点的物体无初速地放在传送带底端，物体经传送带作用后能到达斜面顶端且速度为零．若物体与传送带及物体与斜面间的动摩擦因数都为 ，g＝10m/s2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）物体在从传送带底端运动到斜面顶端过程中传送带对物体所做的功； （2）传送带上方所接的斜面长度． 12. 如图甲所示，MN、PO为足够长的两平行金属导轨，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=30°，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，垂直于导轨平面向上，MP间接有电流传感器，质量m=0.2kg、阻值R=1.0Ω的金属杆ab垂直导轨放置，它与导轨的动摩擦因数。现用外力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使ab由静止开始运动并开始计时，电流传感器显示回路中的电流Ⅰ随时间t变化的图象如图乙所示，除导体棒电阻外，其他电阻不计。取g=10m/s2，求： （1）0~3s内金属杆ab运动的位移； （2）0~3s内F随时间变化的关系。 13. 如图所示，在xOy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上高坐标原点3L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为的电子（质量为m，电量为e），如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动。如果撇去磁场只保留电场，电子将从P点离开电场，P点的坐标是不计重力的影响，求： （1）电场强度E和磁感应强度B的大小及方向。 （2）如果撇去电场，只保留磁场，电子将从x轴上的D点（图中未标出）离开磁场，求D点的坐标及电子在磁场中运动的时间. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 24届物理统练（四） 一、单项选择题 1. 如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（　　） A. 分子平均动能变小 B. 每个气体分子速率都增大 C. 从外界吸热，气体内能增加 D. 分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加 【答案】D 【解析】 【详解】AC．迅速下压过程中，外界对气体做功，由于气体变化经历时间极短，来不及与外界发生热交换，可近似认为是绝热过程，根据热力学第一定律可知气体内能增大，温度升高，分子平均动能变大，故AC错误； B．由于温度是大量分子整体表现出来的性质，并不能说明单个分子的状态，所以并不是每个气体分子速率都增大，故B错误； D．气体体积减小，单位体积内分子数增多，且分子平均动能增大，所以分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加，故D正确。 故选D。 2. 用a、b两单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的光屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是单色光束a照射时形成的图样，图乙是单色光束b照射时形成的图样，则下列关于a、b两束单色光的说法中，正确的是( ) A. 若光束a照在某金属上恰能发生光电效应，则光束b照到该金属上不能发生光电效应 B. 若两束光都能使某金属发生光电效应，则光束a照到该金属表面所逸出的光电子的最大初动能比光束b小 C. 它们在真空中具有不同大小的传播速度 D. 在相同条件下，光束b比光束a更容易产生明显的衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．a光照射产生的条纹间距大于b光照射产生的条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式 知a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，所以若光束a照在某金属上恰能发生光电效应，则光束b照到该金属上一定能发生光电效应，故A错误； B．由爱因斯坦质光电效应方程可知 由于a光的频率小于b光的频率，所以光束a照到该金属表面所逸出的光电子的最大初动能比光束b小，故B正确； C．在真空中各种色光的光速相同，故C错误； D．因为a光的波长长，则a光比b光更容易产生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 3. “神舟十二号”载人飞船于2021年6月17日，顺利发射升空开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行，则下列说法正确的是（　　） A. “神舟十二号”卫星的向心加速度大于“空间站”的向心加速度 B. 发射“神舟十二号”卫星的速度小于第一宇宙速度 C. 已知“神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球质量 D. “神舟十二号”卫星的周期大于24小时 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据公式则有 可得 “神舟十二号”与“空间站”对接后处于同一轨道，所以它们的向心加速度相等，故A错误； B．发射“神舟十二号”卫星需要达到第一宇宙速度才能围绕地球做圆周运动，故B错误； C．根据公式 可知，如果已知 “神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球的质量，故C正确； D．根据公式 地球静止卫星的轨道高度约为3.6万千米，“神舟十二号”卫星的轨道高度为400公里，远小于静止卫星的轨道高度，由上式可知其周期小于24小时，故D错误。 故选C。 4. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，ab相距4m，a、b两质点的振动图像如图甲和乙，则这列波的波长可能是（　　） A. 16m B. 10m C. 8m D. 4m 【答案】A 【解析】 【详解】由振动图像可知0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，b质点处于波峰，作出0时刻ab之间的可能波形图如下，由周期性可知 解得 当n=0时 故选A。 5. 如图，M和N是两个带有异种电荷的带电体，（M在N的正上方，图示平面为竖直平面）P和Q是M表面上的两点，c是N表面上的一点。在M和N之间的电场中画有三条等势线。现有一个带正电的液滴从E点射入电场，它经过了F点和W点，已知油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能。（E、W两点在同一等势面上，不计油滴对原电场的影响，不计空气阻力）则以下说法正确的是（　　） A. P和Q两点的电势不相等 B. P点的电势高于c点的电势 C. 油滴在F点的电势能低于在E点的电势能 D. 油滴在E、F、W三点的“机械能和电势能总和”会改变 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为带电导体表面是等势面，所以P和Q两点的电势相等，故A错误； B．由题意液滴在F点机械能大于在W点机械能，则液滴从F到W点，电场力做负功，则F点电势低于W点电势，则M带负电荷，N带正电荷，P点电势低于c点电势，故B错误； C．因为正电荷在电势高的地方电势能大，故油滴在F点电势能比在E点电势能低，故C正确； D．因为只有电场力和重力做功，所以机械能和电势能总和不变，故D错误。 故选C。 二、不定项选择题 6. 以下是有关近代物理学的若干叙述，其中正确的有（ ） A. 紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 B. 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C. 原子核式结构模型是由汤姆孙在粒子散射实验基础上提出的 D. 关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的数目也随之增大，光电子的最大初动能不变，故A错误； B．核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，故B正确； C．原子核式结构模型是由卢瑟福在粒子散射实验基础上提出的，故C错误； D．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象，故D正确； 故选BD． 7. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3，滑动变阻器R和定值电阻R1并联后接在变压器的输出端。电压表、电流表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A. 此时穿过线圈的磁通量为零 B. 此时电压表的示数为 C. 定值电阻消耗的功率为 D. 当仅当滑动变阻器的滑片下滑时电流表的示数变大 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．在图示位置，线圈平面与磁感线平行，所以此时穿过线圈的磁通量为零， A正确； B．发电机产生的交变电流为正弦交变电流，电动势的最大值 而电压表的示数为电动势的有效值，所以电压表的示数为 B错误； C．由变压器的电压关系有 又由功率关系可知定值电阻R1的功率 解得 C正确； D．当仅将滑动变阻器的滑片下滑时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，并联电路的总电阻变大，副线圈输出电压不变，所以电流表的示数变小， D错误。 故选AC。 8. 如图所示，一辆质量的小车A静止在光滑的水平面上，A上有一质量的光滑小球B，将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能，B与A右壁距离为l，解除锁定，B脱离弹簧后与A右壁的油灰阻挡层（忽略其厚度）碰撞并被粘住，下列说法不正确的是（　　） A. 碰到油灰阻挡层前A与B的动量相同 B. B脱离弹簧时，A的速度为 C. B和油灰阻挡层碰撞并被粘住，该过程B受到的冲量大小为 D. 整个过程B移动的距离为 【答案】A 【解析】 【详解】A．A、B和弹簧组成的系统的动量守恒，则碰到油灰阻挡层前A与B的动量大小相等，方向相反，故A错误； B．解除锁定后弹簧的弹性势能转化为系统动能，根据动量守恒和能量守恒列出等式得 代入数据解得 v1=3m/s，v2=1m/s 故B正确； C．B和油灰阻挡层碰撞并被粘住，由动量守恒可知，B和油灰阻挡层碰撞速度为0，取向右为正方向，由动量定理可得 故C正确； D．根据动量守恒和各自位移关系得 ，x1+x2=l 代入数据联立解得 故D正确。 本题选不正确的，故选A。 三、非选择题 9. 某同学在学习完单摆的相关知识后，想要在家利用手边的物品测量本地的重力加速度。用不规则的钥匙扣代替小球做成简易单摆装置，手机上的计时功能代替秒表，实验过程如下： （1）用家中软尺测得悬挂点O到钥匙扣连接处M的长度为l； （2）拉开较小角度后将钥匙扣由静止释放，并在钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，用手机记录钥匙扣发生N次全振动的时间为t，则单摆的周期T为______； （3）若该同学多次改变细线长度得到多组数据，描点作出得到图像，得到的图像可能是图中三条曲线的 ______（填“a”“b”或“c”）曲线； （4）钥匙扣的形状不规则，对上述实验测得的重力加速度______（填“有”或者“无”）影响。 【答案】 ①. ②. c ③. 无 【解析】 【详解】（2）[1]发生N次全振动的时间为t，则单摆的周期T为 （3）[2]令钥匙扣的重心到钥匙扣与细线连接处的间距为d，根据周期公式有 变形得 可知，图像与纵轴的截距为正值，即得到的图像可能是图中三条曲线的c曲线。 （4）[3]结合上述与图像，若图像的斜率为k，则有 解得 可知，钥匙扣的形状不规则，对上述实验测得的重力加速度无影响。 10. 在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，本实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。 实验操作步骤如下: A.将滑动变阻器滑到最左端位置 B.接法I:单刀双掷开关与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下若干组数据的值，断开开关 C.将滑动变阻器滑到最左端位置 D.接法II:单刀双掷开关与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器，记录若干组数据的值，断开开关 E.分别作出两种情况所对应的和图像 （1）根据测得数据，作出和图像如图丁所示。若只用图像的数据，求得电源电动势E=____________________，内阻_________________。（结果均保留两位小数） （2）综合考虑，若只能选择一种接法，应选择___________（填“接法Ⅰ”或“接法II”）测量更合适。 【答案】（1） ①. 1.70 ②. 2.25 （2）II 【解析】 【小问1详解】 [1][2]当单刀双郑开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为的纵轴截距，则有 V 当单刀双掷开关接2时，电压表示数为零时，电流表测量准确，由图像可知此时电路电流为0.40A，根据闭合电路欧姆定律可知 解得内阻为 若只用图像的数据，可得 V 内阻 【小问2详解】 由图丁可知图像斜率为 解得 由图丁可知图像的斜率为 解得 可得 故接法II测得的电源内阻更接近真实值。 11. 如图所示，一长度L＝7m的传送带与水平方向间的夹角α＝30°，在电动机带动下以v＝4m/s的速率顺时针匀速转动．在传送带上端接有一个斜面，斜面表面与传送带表面都在同一平面内．将质量m＝2kg可视作质点的物体无初速地放在传送带底端，物体经传送带作用后能到达斜面顶端且速度为零．若物体与传送带及物体与斜面间的动摩擦因数都为 ，g＝10m/s2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）物体在从传送带底端运动到斜面顶端过程中传送带对物体所做的功； （2）传送带上方所接的斜面长度． 【答案】(1)84J (2)0.64m 【解析】 【分析】物体先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动，先根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再由速度公式求出物体在传送带相对滑动的时间，此过程中物体通过的位移大于传送带的长度，所以物体一直做匀速直线运动，根据动能定理求解传送带对物体所做的功；物体离开传送带后做匀减速运动，到斜面顶端时速度为零，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解传送带上方所接的斜面长度； 【详解】解：(1)对物体，先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得： 又 解得：，沿斜面向上 设物体速度经过时间t与传送带相等，则由： 解得： 此过程中物体通过的位移为 所以物体一直做匀速直线运动，则有 离开传送带时速度为： 对整个过程，由动能定理： 得传送带对物体所做的功： (2)物体到斜面上以后，根据牛顿第二定律得： 解得： 由解得传送带上方所接的斜面长度： 12. 如图甲所示，MN、PO为足够长的两平行金属导轨，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=30°，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，垂直于导轨平面向上，MP间接有电流传感器，质量m=0.2kg、阻值R=1.0Ω的金属杆ab垂直导轨放置，它与导轨的动摩擦因数。现用外力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使ab由静止开始运动并开始计时，电流传感器显示回路中的电流Ⅰ随时间t变化的图象如图乙所示，除导体棒电阻外，其他电阻不计。取g=10m/s2，求： （1）0~3s内金属杆ab运动的位移； （2）0~3s内F随时间变化的关系。 【答案】（1）9m；（2） 【解析】 【详解】（1）由图乙知图线与横轴的面积为这段时间通过金属杆的电量 q=4.5C 又金属杆ab切割磁感线产生的感应电动势 产生的感应电流 又 得 =9m （2）根据题意 ， 得 由图乙知 由闭合回路的欧姆定律得 所以 由可得，则金属杆ab沿着导轨做初速度为0加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动，由牛顿运动定律得 解得 13. 如图所示，在xOy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上高坐标原点3L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为的电子（质量为m，电量为e），如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动。如果撇去磁场只保留电场，电子将从P点离开电场，P点的坐标是不计重力的影响，求： （1）电场强度E和磁感应强度B的大小及方向。 （2）如果撇去电场，只保留磁场，电子将从x轴上的D点（图中未标出）离开磁场，求D点的坐标及电子在磁场中运动的时间. 【答案】（1）沿y轴负方向 ；   垂直纸面向里（2）（L，0）， 【解析】 【详解】（1）只有电场时，电子做类平抛运动到D点， 则沿Y轴方向有 ① 沿v0方向有 ② 由①②得 ③ 沿y轴负方向 电子做匀速运动时有 eE=Bev0④ 由③④解得 ⑤ 垂直纸面向里 （2）只有磁场时，电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为R，由牛顿第二定律有 ⑥， 由⑤⑥得 R=2L ⑦ 电子在磁场中运动的轨道如图所示，由几何关系得 α=30° 所以 即D点的坐标为（L，0） 电子在磁场中运动的周期为T， 电子在磁场中运动的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $