2024届天津市高三学业水平等级性考试物理模拟试题（八）

2024年天津市高三学业水平等级性考试物理模拟试题（八）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．随着科技的发展，我国移动通信全面进入5G时代，5G信号比4G信号带宽更大，上传和下载数据更快速高效，3G信号使用的电磁波频率是4G信号的几十倍，下列说法正确的是（）A．电磁波需要在介质中才能传播B．5G信号电磁波的光子能量比4G信号电磁波的光子能量大C．5G信号电磁波的波长比4G信号电磁波的波长大D．在相同介质中5G信号比4G信号的传播速度大2．一定质量的理想气体从状态经过再到，其压强和热力学温度的关系如图所示，和的延长线均经过原点，和横轴平行，则下列说法正确的是（）A．状态的体积大于状态的体积B．的过程中，单位时间内单位面积的器壁上分子碰撞次数增加C．的过程中，气体要吸收热量D．完成一次循环过程，气体需要从外界吸收热量3．某机械波沿x轴传播，图甲为t＝0.6s时的波动图像，图乙为x＝5m处A质点的振动图像，此时P、Q两质点的位移均为﹣1cm，则（）A．这列波沿x轴正方向传播B．t＝0.6s时，P、Q两质点加速度大小相同，方向相反C．P质点的振动方程为D．从t＝0开始经过0.3s，P、Q两质点经过的路程相等4．图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表①、②均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（）A．线框从图示位置开始转过时，电压表V1的示数为B．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为C．滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为2NBSωD．滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，的发热功率增大5．真空中的某装置如图所示，竖直放置平行金属板A、B和水平放置的平行金属板C、D上均加有电压，M为荧光屏。现有质子（）、氘核（）和粒子（）均从A板上的O点由静止开始被加速，经过一段时间后，均打在荧光屏上。中子从O点水平射出，将打在荧光屏上的点，不计粒子所受重力，不考虑平行金属板外的电场，下列说法正确的是（）A．质子、氘核和粒子打在荧光屏上的位置不同B．质子、氘核和粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同C．质子、氘核和粒子打在荧光屏上时的速度方向不同D．平行金属板C、D间的电场力对质子、氘核和α粒子做的功之比为1∶1∶2二、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．通过百余年核物理的发展和进步，人们已经对原子核有了更进一步的认识，下列说法正确的是（）A．碘131的半衰期是8天，20g碘131经过24天后还有2.5g未衰变B．我国重大科学工程“人造太阳”主要是氘核聚变，H+H→X+n，其中X为HeC．原子核完全分解成自由核子所需能量为结合能，结合能越大原子核越稳定D．铀核（U）衰变为铅核（Pb），需经过8次α衰变和6次β衰变7．如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO′为过C点的AB面的垂线，a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直于AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，a光相邻亮条纹的间距较大C．a、b两束光从同一介质射入真空的过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角D．b光比a光更容易发生衍射现象8．嫦娥五号探测器完成月球表面采样后，进入环月等待阶段，在该阶段进行若干次变轨，每次变轨后在半径更大的轨道上绕月球做匀速圆周运动，其加速度a与轨道半径r的关系图像如图所示，其中b为纵坐标的最大值，图线的斜率为k，引力常量为G，下列说法正确的是（）A．月球的半径为B．月球的质量为C．月球的第一宇宙速度为D．嫦娥五号环绕月球运行的最小周期为第Ⅱ卷（共60分）9．（12分）（一）某同学用如图甲所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图乙所示。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为m1的入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后把质量为m2的被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N，测量xM、xP、xN分别为M、P、N距O点的水平距离。（1）关于本实验，下列说法正确的是。A．入射小球每次可由不同位置自由滚下B．两小球的质量关系必须m1>m2C．斜槽轨道必须光滑D．斜槽轨道末端必须水平（2）若测量数据近似满足关系式（用m1、m2、xM、xP、xN表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。（3）在验证动量守恒后，若测量数据满足表达式（仅用xM、xP、xN表示），则说明碰撞为弹性碰撞。（二）某实验小组为测量电池组的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，主要器材如下：A．电池组（两节干电池）B．毫安表（量程为，内阻）C．电压表（量程为）D．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）E．电阻箱（阻值）F．开关和导线若干（1）由于毫安表的是程太小，需将其改装为的量程，则应将图甲中电阻箱调节为；（2）实验步骤如下：①连接电路，将图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端；②闭合开关，改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表的示数，多次实验后，依所测数据在如图乙所示的坐标纸上作出图线．某次实验毫安表示数如图丙所示，则其读数为；（3）电池组的电动势；（4）若考虑电压表内阻影响，则电池组内阻的测量值真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。10．（14分）老师在物理课上用网球和篮球演示了一个实验，如图甲所示，同时由静止释放紧靠在一起、球心在同一竖直线上的网球和篮球，发现篮球与地面碰撞以后，网球弹起的高度大于释放时的高度。为了定量研究这一现象，将图甲简化为图乙所示模型，篮球下沿距地面高度为h，此过程中的所有碰撞均视为弹性碰撞，碰撞时间极短，可忽略，已知网球质量为m，篮球质量为网球质量的9倍，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求网球从碰撞位置上升的最大高度；（2）求篮球在与网球碰撞过程中篮球损失的机械能。11．（16分）如图所示，固定光滑绝缘斜面与水平面的夹角θ=30°，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁场边界水平，磁场Ⅰ的方向垂直斜面向里、磁感应强度大小B1=0.5T，磁场Ⅱ的方向垂直斜面向外、磁感应强度大小B2=0.5T，磁场Ⅰ、Ⅱ的宽度均为L=2m。现有一边长也为2m、电阻R=2.0Ω的正方形闭合导线框abcd从距磁场Ⅰ上边界x=1.6m处由静止释放，已知线框ab边刚进入磁场Ⅰ时线框恰好做匀速直线运动，进入磁场Ⅱ经一段时间后，在ab边未出磁场Ⅱ区域下边界之前线框又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁场区域的过程中，ab边始终水平，取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）线框abcd的质量m；（2）线框ab边刚到达磁场Ⅱ下边界时线框的速度大小；（3）线框从开始运动至ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，线框内产生的焦耳热Q。12．（18分）如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场II，由正离子和中性粒子组成的粒子束以相同的速度进入两极板间，其中的中性粒子沿原方向运动，被接收器接收；一部分正离子打到下极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知正离子电荷量为q，质量为m，两极板间电压U可以调节，间距为d，极板长度为，极板间施加一垂直于纸面向里的匀强磁场I，磁感应强度为B1，吞噬板长度为2d，其上端紧贴下极板竖直放置。已知当极板间电压U=0时，恰好没有正离子进入磁场II。不计极板厚度、粒子的重力及粒子间的相互作用。（1）求粒子束进入极板间的初速度v0的大小；若要使所有的粒子都进入磁场II，则板间电压U0为多少？（2）若所加的电压在U0~（1+k）U0内小幅波动，k>0且，此时带电粒子在极板间的运动可以近似看成类平抛运动。则进入磁场II的带电粒子数目占总带电粒子数目的比例至少多少？（3）若所加电压为U0，且B2=3B1，此时所有正离子都恰好能被吞噬板吞噬，求矩形偏转磁场的最小面积Smin。参考答案1．B2．D3．C4．A5．D6．AD7．BC8．AC9．（一）BD（二）0.6323.0等于10．（1）设篮球的质量为，网球的质量为,则落地时根据机械能守恒解得两球落地时的速度大小均为篮球与地面碰撞后速度方向向上，取向上为正方向，由动量守恒可得能量守恒可得联立解得

根据网球上升过程做竖直上抛运动，有解得（2）根据系统机械能守恒，篮球损失的机械能即网球增加的机械能代入数值解得11．（1）线框由静止开始做匀加速运动，设加速度大小为a，线框ab边到达磁场Ⅰ上边界时速度为v1，根据牛顿第二定律有根据运动学公式有线框ab边进入磁场Ⅰ边界切割磁感线产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有线框ab边受到的安培力大小线框ab边刚进入磁场Ⅰ时恰好做匀速直线运动，根据受力平衡有解得（2）当ab边进入磁场Ⅱ后，线框再次匀速运动时的速度为v2，线框ab边和cd边同时切割磁感线，产生同方向感应电流，此时回路的感应电动势此时线框abcd中的电流线框ab边和cd边同时受到沿斜面向上的安培力，由受力平衡可得解得（3）从线框开始运动到ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，设安培力做的功为W，根据动能定理有根据功能关系有解得12．（1