2024年天津河西区高三一模高考物理试题答案详解（精校打印版）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页河西区2023-2024学年度第二学期高三年级总复习质量调查（一）物理试卷本试卷共12题，共8页，共100分，考试时间60分钟，考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱。不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。第Ⅰ卷（选择题共40分）一、选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的．每小题5分，共25分）1．生活中有很多有趣的光学现象，关于这些现象，下列表述中错误的一项是（

）A．甲图所示的光导纤维，内芯的折射率比外套的大B．乙图所示的肥皂膜看起来是彩色的，这是光的折射现象C．丙图所示的劈尖干涉，任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定D．如丁图所示，要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片2．关于放射性元素的衰变和核反应，以下说法完全正确的一项是（

）A．射线是波长很短的电磁波，与射线和射线相比，其穿透能力是最弱的B．碳14的半衰期为5730年，则100个碳14原子在11460年后还剩下25个C．卢瑟福用粒子轰击氮原子核的核反应方程为D．衰变释放的电子来自于原子核，其实质是核内的质子转化为中子和电子3．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小4．甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（

）A．时电压表的示数为5VB．电压表的示数始终为C．原线圈中交变流电的频率为50Hz，原线圈中的电流方向每秒改变50次D．若，则可以实现燃气灶点火5．一颗非近地卫星绕地球做匀速圆周运动，地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的轨道半径为r，万有引力常量为G。以下表述或表达式正确的一项是（）A．卫星轨道的圆心可以不与地球球心重合B．卫星的线速度C．地球的第一宇宙速度D．卫星的线速度大于地球的第一宇宙速度、小于地球的第二宇宙速度二、选择题（每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。每小题5分，全对的得5分，选不全得3分，选错或不答得0分，共15分）6．如图所示，水平放置的大餐桌转盘绕着过转盘圆心的竖直轴做匀速圆周运动，转盘表面质地均匀；转盘上放着两个完全相同的小碟子，随着转盘共同转动；两个碟子的质量都是m，线速度大小都是v；其中一个碟子中装有一个苹果，在任何情况下苹果都与该碟子保持相对静止；另一个碟子是空的。以下说法正确的是（

）A．匀速转动时，碟子对转盘的摩擦力方向指向转盘圆心B．若转盘的角速度逐渐增大，则空碟子先相对转盘发生滑动C．转盘匀速转动半周的过程中，转盘对空碟子摩擦力的冲量大小为D．转盘匀速转动半周的过程中，转盘对空碟子的摩擦力所做的功为零7．平衡位置位于坐标原点的波源M沿y轴方向做周期为2s的简谐运动，产生的简谐波沿x轴传播。时刻波的图像如图中实线所示，此时M恰好运动到y轴正向最大位移处。下列说法正确的是（）A．由波源M振动产生的简谐波与声波一样，都是横波B．由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，也能够发生衍射C．时刻质点P正在向上振动D．从时刻开始，质点Q经过达到波峰位置8．图（a）中M、N是同一条电场线上的两个点，一个电子仅在静电力的作用下沿着这条电场线从M点运动到N点，其运动的图像如图（b）所示。电子经过M、N两点时的速度分别为和，电子的质量为m，电子电荷量的绝对值为e。以下说法正确的是（

）A．电场强度的方向由N指向MB．M、N两点之间的电势差C．电子运动的过程中，其电势能不断减小D．N点的电场强度大于M点的电场强度三、实验题（共2小题，共12分）9．为了研究平抛运动，某同学用如甲图所示的装置进行实验。(1)下列操作中，必要的是______。A．通过调节使斜槽末端保持水平B．每次都需要从不同位置由静止释放小球C．通过调节使木板保持竖直D．尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦(2)该同学得到的痕迹点如图乙所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验时______。A．小球释放的高度偏高 B．小球释放的高度偏低C．小球没有被静止释放 D．挡板MN未水平放置(3)如丙图所示，在通过实验得到的平抛轨迹上以A点为坐标原点建立坐标系，B、C两点的坐标值也已标出，则可以推断出小球做平抛运动的初速度大小。（取）10．某同学想要测量一段合金丝的电阻率：需要先测量这段合金丝的的阻值（约50Ω）。实验器材有：电源E（电动势3V，内阻不计）；电流表（量程0~60mA，内阻约5Ω）；电流表（量程0~0.6mA、内阻为100Ω）；滑动变阻器R；开关一个、导线若干。主要操作步骤如下：(1)首先将电流表与阻值为Ω的定值电阻进行（填写“串”或“并”）联改装成量程为0~3V的电压表；(2)设计、连接电路，该电路要尽可能精确地测定合金丝的阻值。请在下方虚线框内画出符合要求的电路图（电路图中的各个器材元件用、、、R、等字母标明）。(3)根据步骤（2）中的正确电路进行实验，若电流表的读数为（单位为A），电流表的读数为（单位为A），则的精确测量值可以表达为。（用字母、和数字表示）三、计算题：（48分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11．如图所示，细线的一端固定在O点，一端拴着A球；B球位于O点正下方，且静止放置在表面光滑的支架上，B球到O点的距离等于细线长度；将A球向右拉到一定高度（细线拉直且与竖直方向的夹角为37°）后由静止释放，A球在O点正下方与B球发生弹性正碰，两球碰撞后B球水平飞出。已知A球的质量，B球的质量；细线不可伸长，细线长度；支架高度。忽略空气阻力，两球皆视为质点，整个过程A球不与支架发生作用。，，g取。求：（1）两球碰前瞬间，细线对A球的拉力大小；（2）两球碰后瞬间，B球速度的大小；（3）B球落到地面之前的瞬间，B球重力的瞬时功率。12．小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0T．质量m＝4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24m．一位健身者用恒力F＝80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.13．加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒D1边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。（1）求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm；（2）在分析带电粒子的运动轨迹时，用Δd表示任意两条相邻轨迹间距，甲同学认为Δd不变，乙同学认为Δd逐渐变大，丙同学认为Δd逐渐减小，请通过计算分析哪位同学的判断是合理的；（3）若该回旋加速器金属盒的半径R=1m，窄缝的宽度d=0.1cm，求粒子从A点开始运动到离开加速器的过程中，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果保留两位有效数字）答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页1．B【详解】A．光导纤维能够使光在有机玻璃内传播是利用光的全反射原理，要想发生全反射光必须从光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大于外套的折射率，A正确；B．肥皂膜看起来是彩色的，这是薄膜干涉，是光的干涉现象，B错误；C．劈尖干涉中任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定，C正确；D．要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片，D正确。本题选错误的，故选B。2．C【详解】A．射线是波长很短的电磁波，与射线和射线相比，其穿透能力是最强的，故A错误；B．半衰期是大量原子核的统计学规律，对于少量原子核不成立，故B错误C．卢瑟福用粒子轰击氮原子核的核反应方程为，故C正确；D．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子和电子所产生的，故D错误。故选C。3．A【分析】根据热力学第一定律公式△U=W+Q，公式中△U表示系统内能的增加量，W表示外界对系统做的功，Q表示系统吸收的热量，题中气体膨胀对外界做功，即气体对外界做负功，故W＜0，气体与外界无热交换，故Q=0，从而判断出气体内能的变化，也就得到分子的平均动能的变化情况．【详解】密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外界对气体做负功，因而W＜0，缸内气体与外界无热交换说明Q=0，忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子动能的总和．根据热力学第一定律△U=W+Q，可知内能增加量△U＜0，故内能减小，分子平均动能减小，温度降低．所以只有A正确；故选A．点评：热力学第一定律的公式△U=W+Q中，△U表示系统内能的增加量，W表示外界对系统做的功，当系统对外界做功时，W取负值，Q表示系统吸收的热量，当系统放出热量时，Q取负值．4．D【详解】AB．根据图（乙）得到原线圈输入电压的最大值为5V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压的有效值为V则电压表的示数始终为V，故AB错误；C．根据图（乙）得到原线圈输入电压周期为0.02s，频率为Hz一个周期电流方向改变2次，变压器不改变交变电流的频率，故副线圈电流方向每秒改变100次，故C错误；D．瞬时电压大于5000V即火花放电，即副线圈输出电压最大值为5000V，根据变压比可知所以实现燃气灶点火的条件是若，则可以实现燃气灶点火，故D正确。故选D。5．B【详解】A．卫星轨道的圆心一定与地球球心重合，故A错误；C．对近地卫星，由万有引力提供向心力有得故C错误；B．对非近地卫星，由万有引力提供向心力有得故B正确；D．第一宇宙速度是最大运行速度，卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，故D错误。故选B。6．CD【详解】A．匀速转动时，碟子的向心力由转盘给碟子的摩擦力提供，指向转盘圆心，由牛顿第三定律可得，碟子对转盘的摩擦力方向为转盘圆心与碟子的连线向外，故A错误；B．当刚发生相对滑动时有最大静摩擦提供向心力，即两个碟子与转盘接触面动摩擦因数相同，半径相同，则可知两个碟子相对转盘发生滑动的角速度相同，故B错误；C．转盘匀速转动半周的过程中，空碟子速度反向，合外力对空碟子的冲量等于其动量改变量，则有故C正确；D．转盘匀速转动半周的过程中，转盘对空碟子的摩擦力提供向心力，始终指向圆心，与速度方向垂直，不做功，则转盘对空碟子的摩擦力所做的功为零，故D正确。故选CD。7．BD【详解】A．声波是纵波，故A错误；B．衍射是波特有的现象，由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，也能够发生衍射，故B正确；C．根据“同侧法”，时刻质点P正在向下振动，故C错误；D．波速从时刻开始，质点Q经过时间达到波峰位置，故D正确。故选BD。8．AC【详解】AB．由图乙可知负电荷的速度在增大，根据动能定理可知电场力对负电荷做了正功，即解得电场力对负电荷做正功，所以电场力向右，则电场线方向由N指向M，故A正确，B错误；C．根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力做正功，电势能减小，故C正确；D．根据图像的变化特点可知，负电荷在M、N两点的加速度大小关系为负电荷仅受电场力的作用，则所以N点的电场强度小于M点的电场强度，故D错误。故选AC。9．(1)AC(2)AC(3)1【详解】（1）[1]A．为了使小球离开斜槽后做平抛运动，需要调节斜槽末端水平，A正确；B．为了使小球每次离开斜槽后的速度相同，需要在同一位置静止释放小球，B错误；C．为了使小球向下的运动在竖直方向上，需要调节木板保持竖直，C正确；D．只要使小球每次离开斜槽后的速度相同，在同一位置释放即可，无需减小小球与斜槽之前的摩擦，D错误。故选AC。（2）[2]由图可知，第3个痕迹点与其它痕迹点偏差较大，原因可能是离开斜槽是的速度较大，使离开斜槽时速度偏大的原因可能是小球释放高度偏高，小球没有静止释放，AC正确。故选AC。（3）[3]由图可知、两点间的水平位移等于、两点间的水平位移，则、两点间的时间间隔等于、两点间的时间间隔，在竖直方向上根据逐差公式可知解得、两点间的时间间隔为则小球做平抛运动的初速度大小为【点睛】本题（3）问中，题中并未提及运动轨迹为从平抛运动开始的运动轨迹，所以要通过观察轨迹图像，利用逐差法计算出各个轨迹点的时间间隔为解题关键。10．(1)4900串(2)见解析(3)【详解】（1）改装成大量程电压表，应利用电阻的分压作用，所以