天津七中2024学年物理高三上期末综合测试模拟试题含解析

天津七中2024学年物理高三上期末综合测试模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、2019年8月31日7时41分，我国在酒泉卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将微重力技术实验卫星和潇湘一号07卫星发射升空，卫星均进入预定轨道。假设微重力技术试验卫星轨道半径为，潇湘一号07卫星轨道半径为，两颗卫星的轨道半径，两颗卫星都作匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为，则下面说法中正确的是（）A．微重力技术试验卫星在预定轨道的运行速度为B．卫星在轨道上运行的线速度大于卫星在轨道上运行的线速度C．卫星在轨道上运行的向心加速度小于卫星在轨道上运行的向心加速度D．卫星在轨道上运行的周期小于卫星在轨道上运行的周期2、如图所示，两根互相平行的长直导线垂直于平面S，垂足分别为M、N，导线中通有大小相等、方向相反的电流。O为MN的中点，PQ为M、N的中垂线，以O为圆心的圆与MN、PQ分别相交于a、b、c、d四点。则下列说法中正确的是（）A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．a、c两点处的磁感应强度方向不同D．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同3、百余年前，爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言。2019年4月10日21点整，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。若认为黑洞为一个密度极大的球形天体，质量为，半径为，吸引光绕黑洞做匀速圆周运动。已知光速为，以黑洞中心为起点，到黑洞外圈视界边缘的长度为临界半径，称为史瓦西半径。下面说法正确的是（）A．史瓦西半径为 B．史瓦西半径为C．黑洞密度为 D．黑洞密度为4、氢原子的能级图如图所示。用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光照射逸出功为6.34eV的金属铂，下列说法正确的是（）A．产生的光电子的最大初动能为6.41eVB．产生的光电子的最大初动能为12.75eVC．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光不能使金属铂发生光电效应D．氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光也能使金属铂发生光电效应5、如图所示，OA是水平放置的弹性薄钢片，左端固定于O点，右端固定有一个软铁圆柱体，P为套在钢片上的重物。调节P的位置可以改变OA上下振动的固有频率，使其在40Hz—120Hz之间变化。在A的正下方固定一个带铁心B的线圈，线圈中通有f=50Hz的交变电流，使OA在磁场力作用下振动。关于OA稳定后的振动情况，下列说法中正确的是（）A．无论P位于何处，频率一定是50HzB．无论P位于何处，频率一定是100HzC．P所处位置的不同，频率可能取40Hz—120Hz间的任何值D．调节P使OA振动的固有频率为50Hz时OA的振幅最大6、两辆汽车a、b在两条平行的直道上行驶。t=0时两车并排在同一位置，之后它们运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（）A．汽车a在10s末向反方向运动B．汽车b一直在物体a的前面C．5s到10s两车的平均速度相等D．10s末两车相距最近二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、真空中质量为m的带正电小球由A点无初速自由下落t秒，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。小球电荷量不变且小球从未落地，重力加速度为g。则A．整个过程中小球电势能变化了B．整个过程中小球速度增量的大小为C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了D．从A点到最低点小球重力势能变化了8、如图所示，半径分别为R和2R的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为2h和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数μ相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开圆盘甲后，未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）A．动摩擦因数μ一定大于B．离开圆盘前，a所受的摩擦力方向一定指向转轴C．离开圆盘后，a运动的水平位移大于b运动的水平位移D．若，落地后a、b到转轴的距离之比为9、如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，O1、O2分别为两细环的圆心，且O1O2=2r，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q(Q>0)。一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处，现给粒子一向左的初速度，使其沿轴线运动，穿过两环后运动至左侧远处。在粒子运动的过程中A．从O1到O2，粒子一直做减速运动B．粒子经过O1点时电势能最小C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最大D．粒子从右向左运动的整个过程中，电势能先减小后增加10、在水面上的同一区域内，甲、乙两列水面波独立传播，传播方向互相垂直，波的频率均为2Hz。时刻其波峰与波谷情况如图所示。甲波的振幅为5cm，乙波的振幅为10cm。质点2、3、5共线且等距离。下列说法中正确的是________。A．质点2的振动周期为0.5sB．质点2的振幅为15cmC．图示时刻质点1、2的竖直高度差为15cmD．图示时刻质点3正处于平衡位置且向上运动E.从图示的时刻起经0.25s，质点5通过的路程为30cm三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A和B（B左侧安装挡光片）。实验步骤如下：①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A的质量比B大，实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。②用剪刀剪断钩码B下方的细绳，使B在A带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为、。③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度，如图2，则________。④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离。⑥查表得到当地重力加速度大小为。⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）__________，用以上物理量写出验证方程_____________。12．（12分）为了测某电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：电阻箱R，定值电阻R0、两个电流表A1、A2，电键K1，单刀双掷开关K2，待测电源，导线若干．实验小组成员设计如图甲所示的电路图．(1)闭合电键K1，断开单刀双掷开关K2，调节电阻箱的阻值为R1，读出电流表A2的示数I0；然后将单刀双掷开关K2接通1，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表A2的示数仍为I0，则电流表A1的内阻为_____．(2)将单刀双掷开关K2接通2，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A1的示数I，该同学打算用图像处理数据，以电阻箱电阻R为纵轴，为了直观得到电流I与R的图像关系，则横轴x应取（_________）A．IB．I2C．D．(3)根据(2)选取的x轴，作出R-x图像如图乙所示，则电源的电动势E=_____，内阻r=______．（用R1，R2，R0，及图像中的a、b表示）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，半径的四分之一光滑圆弧竖直放置，与粗糙水平地面平滑连接于点，整个空间存在场强大小的匀强电场，竖直边界右侧电场方向水平向右，左侧电场方向竖直向上；小物块（视为质点）大小形状相同，电荷量为，不带电，质量，。从点由静止释放，与静止在地面上点的碰撞。已知与地面间动摩擦因数均为，P、D间距离，取，间碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。求：（1）物块运动到点时，受到圆弧轨道支持力的大小；（2）物块碰撞后瞬间，速度的大小和方向；（3）物块第一次碰撞后，过多长时间发生第二次碰撞。14．（16分）如图所示，在直角坐标系xoy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，C点坐标为（4L，3L），M点为OC的中点．质量为m带电量为-q的粒子从C点以平行于y轴方向射入磁场Ⅱ中，速度大小为，不计粒子所受重力，粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场．（1）若粒子无法进入区域Ⅰ中，求区域Ⅱ磁感应强度大小范围；（2）若粒子恰好不能从AC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度大小；（3）若粒子能到达M点，求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值．15．（12分）如图所示，粗糙水平地面上放置长木板A和滑块C，滑块B置于A的左端。开始时A、B静止，C与A右端相距，现C以的初速度水平向左运动，然后与A发生弹性碰撞（时间极短）。已知A、B、C质量均为，A和C与地面间的动摩擦因数为，A与B间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B最终没有从A上掉下去，重力加速度g取，求：（1）C与A碰撞前的速度；（2）A、B间因摩擦产生的热量。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】

A．由万有引力提供向心力有得设地球半径为R，则有联立得由于则故A错误；B．由公式得由于则卫星在轨道上运行的线速度小于卫星在轨道上运行的线速度，故B错误；C．由公式得则卫星在轨道上运行的向心加速度小于卫星在轨道上运行的向心加速度，故C正确；D．由开普勒第三定律可知，由于则卫星在轨道上运行的周期大于卫星在轨道上运行的周期，故D错误。故选C。2、D【解题分析】

A．根据右手螺旋定则，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，故A错误；B．M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故B错误；C．M在a处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，则a处的合磁场方向竖直向下，M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，且大小相等，由平行四边形定则可知，c处的合磁场方向竖直向下，故C错误；D．M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，且大小相等，由平行四边形定则可知，c处的合磁场方向竖直向下，同理可知，d处的合磁场方向竖直向下，由于c到M、N的距离与d到M、N的距离相等，则c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故D正确。故选D。3、B【解题分析】

AB．逃逸速度此为脱离中心天体吸引的临界速度，代入光速可知临界半径为A错误，B正确；CD．若光绕黑洞表面做匀速圆周运动，轨道半径等于黑洞半径，由可知密度为CD错误。故选B。4、A【解题分析】

AB．从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为产生的光电子的最大初动能为故A正确B错误；C．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为10.2eV，能使金属铂发生光电效应，故C错误；D．氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量小于逸出功，故不能发生光电效应，故D错误。故选A。5、B【解题分析】

ABC．因交流电的频率为f=50Hz，则线圈吸引软铁A的频率为f′=100Hz，由受迫振动的规律可知，无论P位于何处，频率一定是100Hz，选项AC错误，B正确；D．调节P使OA振动的固有频率为100Hz时产生共振，此时OA的振幅最大，选项D错误；故选B。6、B【解题分析】

A．汽车a的速度一直为正值，则10s末没有反方向运动，选项A错误；B．因v-t图像的面积等于位移，由图可知，b的位移一直大于a，即汽车b一直在物体a的前面，选项B正确；C．由图像可知，5s到10s两车的位移不相等，则平均速度不相等，选项C错误；D．由图像可知8-12s时间内，a的速度大于b，两车逐渐靠近，则12s末两车相距最近，选项D错误；故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AB【解题分析】

小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反。设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则由，又v=gt，解得a=3g，则小球回到A点时的速度为v′=v-at=-2gt；整个过程中小球速度增量的大小为△v=v′=-2gt，速度增量的大小为2gt。由牛顿第二定律得，联立解得，qE=4mg，，故A正确；从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了，故C错误。设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得解得，，从A点到最低点小球重力势能减少了．D错误。8、ABD【解题分析】

A．由题意可知，两物块随圆盘转动的角速度相同，当最大静摩擦力提供物体向心力时，此时的角速度为物体随圆盘做圆周运动的最大角速度，为临界角速度，根据牛顿第二定律得解得b物体滑离圆盘乙的临界角速度为同理可得，a物块的临界角速度为由几何知识知，物体a滑离圆盘时，其位移的最小值为由题意知，其未与圆盘乙相碰，根据平抛运动规律可知解得所以A正确；B．离开圆盘前，a随圆盘一起做匀速圆周运动，由静摩擦力来提供向心力，所以a所受的摩擦力方向一定指向转轴，B正确；C．由于所以一定是b物块先离开圆盘，离开圆盘后，物块做平抛运动，对b物体的水平位移为同理可得，a物体的水平位移为故离开圆盘后a的水平位移等于b的水平位移，所以C错误；D．当时a的落地点距转轴的距离为同理，b的落地点距转轴的距离为故所以D正确。故选ABD。9、AC【解题分析】

A．圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为0，只有水平分量相加，所以圆环在水平线上的场强方向与水平线平行，同理圆环在水平线上的场强方向与水平线平行；根据场强的叠加，带负电粒子从到过程中，受到的电场力合力方向始终水平向右，与粒子运动方向相反，所以粒子做减速运动，A正确；BC．圆环在水平线上处场强为0，在向右无穷远处场强为0，同理圆环在水平线上的场强分布也如此，根据场强的叠加说明在右侧和左侧必定存在场强为0的位置，所以粒子从右侧远处运动到过程中，合场强先水平向左减小，带负电粒子所受电场力水平向右减小，电场力做正功，电势能减小，粒子做加速运动，在右侧某位置合场强为0，粒子速度达到最大，动能最大；继续向左运动，合场强水平向右且增大，粒子所受电场力水平向左，电场力做负功，电势能增大，粒子做减速运动至，B错误，C正确；D．粒子穿过后，对比上述分析可知，粒子所受电场力先水平向右，后水平向左，所以电势能先减小，后增大，综合BC选项分析，D错误。故选AC。10、ABE【解题分析】

Ａ．两列波的频率均为2Hz，可知周期为，选项A正确；B．质点2是谷谷叠加，则振动加强，则质点2的振幅为15cm，选项B正确；C．图示时刻质点1在波峰位置，位移为正向15cm；质点2为波谷位置，位移为负向15cm，则此时质点1、2的竖直高度差为30cm，选项C错误；D．图示时刻质点2在波谷，质点5在波峰位置，质点3正处于2和5的中间位置，由波的传播方向与质点振动方向的关系可知，质点3处于平衡位置且向下运动，选项D错误；E．质点5的振动加强，振幅为A=15cm，则从图示的时刻起经0.25s=0.5T，质点5通过的路程为2A=30cm，选项E正确；故选ABE.三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、6.710钩码A、B的质量m1、m2【解题分析】

③[1]根据螺旋测微器测量原理得⑦[2][3]为验证机械能守恒定律，还需测量钩码A、B的质量m1、m2。对系统，因为动能的增加量等于重力势能的减少量，则验证方程为12、R2-R1CE=r=a-R0-（R2-R1）【解题分析】

(1)由题意可知，电路电流保持不变，由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻不变，则电流表A1内阻等于两种情况下电阻箱阻值之差，即．(2)单刀双掷开关K2接通2时，据欧姆定律可得：，整理得：，为得到直线图线，应作图象．故C项正确，ABD三项错误．(3)由图象结合得：图象斜率、图象纵截距，解得：电源的电动势、电源的内阻．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）60N；（2）6m/s，方向水平向右；18m/s，方向水平向右；（3）7.2s；【解题分析】

(1)物块A从Q到P过程，由动能定理得：，代入数据解得：vP=10m/s，在P点，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：F=60N；(2)物块A从P到D过程，由动能定理得：，代入数据解得：v1=12m/s，A、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAv1=mAvA+mBvB，由机械能守恒定律得：，代入数据解得：vA=6m/s，方向水平向右vB=18m/s，方向水平向右(3)A、B碰撞后，由牛顿第二定律得，对A：qE