2023-2024年天津市十二区重点学校高三下学期联考（二模）物理试题（解析版）

2024年天津市十二区重点学校高三毕业班联考（二）物理试卷一、单项选择题1.位于我国四川省稻城县海拔米的“拉索”（）观测站是我国重大科技基础设施，也是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。一宇宙射线中的粒子与铝原子核发生作用的核反应方程为：。下列说法正确的是（）A.该核反应中为质子 B.该核反应常见于核电站C.该核反应前后质量数不变 D.该核反应前后总质量不变【答案】C【解析】核反应应满足质量数和电荷数守恒，根据电荷数和质量数守恒可知为（中子），故A错误，C正确；核电站利用的是重核裂变反应发电，故B错误；该核反应放出热量，反应前后质量亏损，故D错误。故选C。2.年月，华为小折叠屏手机正式发售。该款手机搭载了麒麟芯片，支持网络，可以满足用户对于高速网络的需求。网络相比网络具有更高的数据传输速率。已知网络通信技术采用频段的无线电波，网络通信技术采用频段的无线电波。下列说法正确的是（）A.在真空中，信号比信号传播速度快B.信号和信号相遇会发生干涉现象C.信号属于横波，信号属于纵波D.信号比信号更难发生明显衍射现象【答案】D【解析】在真空中，信号与信号传播速度相等，均为光速，选项A错误；信号和信号频率不同，则相遇不会发生干涉现象，选项B错误；信号和信号都属于横波，选项C错误；信号比信号频率更大，波长更短，更难发生明显衍射现象，选项D正确。故选D。3.“羲和号”卫星是我国首颗绕地球运行的太阳探测卫星，它预测年月日至日可能发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴。该卫星在距地表一定高度上绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为，能经过地球南北两极上空，可小时观测太阳。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，不考虑地球的自转。下列说法正确的是（）A.该卫星距地球表面的高度为B.该卫星的加速度小于地球表面重力加速度C.该卫星的发射速度可能大于第二宇宙速度D.根据题中的信息可以求出该卫星受到的万有引力大小【答案】B【解析】设该卫星距地球表面的高度为，对卫星有，假设地球表面有一物体，有，联立解得，故A错误；假设卫星的加速度为，有，对比，可知该卫星的加速度小于地球表面重力加速度，故B正确；该卫星还是环绕地球运行，所以该卫星的发射速度小于第二宇宙速度，故C错误；由于不知道卫星的质量，所以根据题中的信息无法求出该卫星受到的万有引力大小，故D错误。故选B。4.如图所示，在坐标平面内存在静电场，其等差等势线关于坐标轴对称，如图中虚线所示。现有一质子从左上方射入该电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实曲线所示，、、、、分别为轨迹与各等势线的交点。下列说法正确的是（）A.点电势低于点电势B.质子在由至的运动过程中，电势能逐渐减小C.质子在由至的运动过程中，加速度先增大后减小D.若将质子从坐标原点由静止释放，质子沿轴负方向加速运动【答案】A【解析】质子带正电，所受电场力为其合力，由于合力方向指向轨迹内侧，电场力方向沿电场线的切线，而电场线与等势线垂直，可知电场线方向垂直于等势线，整体向左，又由于沿电场线电势降低，可知，点电势低于点电势，故A正确；结合上述可知，质子在由至的运动过程中，电场力做负功，电势能增大，故B错误；等差等势线分布的密集程度表示电场的强弱，根据图示可知，由至的运动过程中，等势线分布先变稀疏后变密集，则电场强度先变小后变大，即电场力先变小后变大，根据牛顿第二定律可知，加速度先减小后增大，故C错误；结合上述可知，轴上的电场方向沿轴负方向，若将质子从坐标原点由静止释放，质子所受电场力方向始终沿轴负方向，则质子沿轴负方向加速运动，故D错误。故选A。5.有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（）A.线圈转动到如图所示位置时端电势低于端电势B.线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化C.线圈转动到如图所示位置时感应电流最大D.线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关【答案】C【解析】根据右手定则，图示位置的感应电流从端流出，可知，端为等效电源的正极，即线圈转动到如图所示位置时端电势高于端电势，故A错误；如图所示位置，穿过线圈的磁通量为，该位置与中性面垂直，电流只有在经过中性面位置时，电流方向才发生变化，即线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化，故B错误；结合上述，图示位置，穿过线圈的磁通量为，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确；根据正弦式交流电产生的原理可知，从图示位置计时的感应电动势为，可知，线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故D错误。故选C。二、多项选择题6.为了节能减排、绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某款电动汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，从某时刻开始突然以恒定的制动力刹车。在刹车至停车的整个过程中（）A.制动力越大，动量变化量越大B.制动力越大，汽车的动量变化率越大C.制动力越大，汽车的速度变化得越快D.制动力越大，汽车的机械能损失的越多【答案】BC【解析】刹车至停车整个过程中，动量变化量为，汽车初速度一定，可知，动量变化量始终一定，与制动力的大小无关，故A错误；根据动量定理有，则有可知，制动力越大，汽车的动量变化率越大，故B正确；根据动量定理有，则有可知，制动力越大，汽车的速度变化得越快，故C正确；刹车至停车的整个过程中，汽车的机械能损失始终为，与制动力的大小无关，故D错误。故选BC。7.如图，“战绳”训练是近年健身的一种流行项目。“战绳”可简化为图所示的弹性轻绳，绳上有很多标记数字且处于平衡位置的质点，相邻两个标记质点间距离为，健身者沿竖直方向向上抖动质点，并开始计时，时刻第个质点开始振动，此时质点第一次到达波谷，各质点偏离平衡位置的最大距离为，形成的绳波可看作简谐波，下列说法正确的是（）A.该波的波长为B.波源的振动周期C.时刻，质点处于平衡位置向上运动D.质点开始振动的方向竖直向上【答案】BD【解析】根据题意可知，“战绳”在时刻的波动图像为，由图可知，解得，故A项错误；由上述分析可知，有，所以有，故B项正确；由于该波项轴正方向传播，结合题图可知，在时刻，质点处于平衡位置向下运动，故C项错误；波上每一质点做的都是受迫运动，其开始振动方向与波源的振动方向一致，由题意可知，波源开始时向上振动，所以质点开始振动的方向向上，故D项正确。故选BD8.容器内密闭一定质量的理想气体，从状态变化到状态，再变化到状态，其状态变化过程的图像如图所示，下列说法正确的是（）A.气体处于状态时的热力学温度是状态时的倍B.从状态变化到状态，气体的内能不变C.从状态变化到状态，单位时间容器壁单位面积上碰撞的分子数减少D.从状态变化到状态的过程气体放热【答案】AC【解析】根据理想气体状态方程有，结合图像中的数据解得，即气体处于状态时的热力学温度是状态时的倍，故A正确；从状态变化到状态，根据理想气体状态方程有，结合图像中的数据解得，可知，从状态B变化到状态，气体温度降低，气体内能减小，故B错误；从状态变化到状态，气体体积不变，气体分布的密集程度不变，结合上述可知，气体温度降低，分子运动的平均速率减小，则单位时间容器壁单位面积上碰撞的分子数减少，故C正确；从状态变化到状态的过程，体积增大，气体对外做功，结合上述可知，气体温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，从状态变化到状态的过程气体吸热，且吸收的热量大于气体对外做功的大小，故D错误。故选AC。三、填空题9.两组同学计划探究加速度与力、质量的关系。（1）第一组同学采用如图装置验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为和的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使和在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。关于该方案，实验前___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，___________（填“需要”或“不需要”）满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量。（2）第二组同学的实验平面很光滑，摩擦力可以忽略不计。他们设想通过测量质量相同的两辆小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系，实验装置如图所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码来改变拉力的大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，你认为___________（选填“可行”或“不可行”）

【答案】（1）①.需要，②.不需要；（2）可行【解析】（1）[1][2]因两小滑块所受的摩擦力不一定相等，实验前需要平衡摩擦力。沙桶对细线的拉力提供左右两边相等的拉力，这个拉力不需要知道具体数值，所以不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量。（2）由位移公式得，两小车运动时间相同时，加速度与位移成正比，即，然后由实验再确定合力与位移的关系，所以该方案可行。10.某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：A.电流表（内阻，满偏电流）B.电流表（内阻，满偏电流）C.定值电阻（，）D.电阻箱（，）E.滑动变阻器（，）F.电源（，内阻不计）G.多用电表H.开关和导线若干该组同学进行了以下操作：（1）先用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“”挡测量时，指针位置如图甲所示，则示数为___________。（2）为更准确的测量电阻丝阻值，该组同学设计电路图如图乙所示。若用与电阻箱串联，改装成量程为的电压表，则电阻箱的阻值应为___________。然后调节滑动变阻器的滑片到合适位置，测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该种材料的电阻___________（用、、、或表示）【答案】（1）；（2）①.，②.【解析】（1）欧姆表的倍数为“”，所以其读数为；（2）[1]将电表该装成的电压表，有，解得；[2]两端的电势差为，由题意可知，，，设定值电阻两端电压为，有，由串并联电路有，通过的电流为，由欧姆定律有。四、计算题11.如图所示，倾角的光滑斜面长为，质量的物块以初速度从底端冲上斜面，恰好能到达斜面顶端。若在以初速度刚要冲上斜面时，质量的物块恰好从斜面顶端由静止释放，经过一段时间、发生弹性碰撞（碰撞时间极短），已知、均可视为质点，重力加速度，求：（1）物块的初速度的大小；（2）两物块碰撞前运动的时间；（3）碰撞后瞬间物块的速度的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）恰好能到达斜面顶端，由牛顿第二定律有，由匀变速直线运动有，解得；（2）与相向运动的过程中，两物块加速度相等，对物体有，对物体有，又有，解得；（3）碰撞前，对物体有，对物体有，动量守恒，因为弹性碰撞，所以机械能守恒有，解得。12.如图甲所示，水平金属导轨与倾角的倾斜金属导轨相接于处，两导轨宽度均为，电阻不计。竖直向上的匀强磁场分布在水平导轨部分，其磁感应强度随时间按图乙所示的规律变化，倾斜导轨部分存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为，导体棒、质量均为，电阻均为，分别垂直于导轨固定在水平和倾斜导轨上，时刻与的间距也为，时刻，对棒解除固定，并施以水平向右的恒力，经过一段时间后，对棒解除固定，恰好不下滑。已知重力加速度为，两棒与导轨始终接触良好，不计一切阻力。求：（1）时间内流过棒的电流的大小；（2）棒解除固定时，棒运动的速度的大小；（3）若从时刻起，到棒解除固定时，恒力做的功为，求这段时间内导体棒产生的焦耳热。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）时间内，根据法拉第电磁感应定律可得，，根据欧姆定律可得，解得；（2）对导体棒在解除固定时受力分析，，，，联立解得；（3）导体棒ab在轨道运动的过程，根据能量守恒定律，可得，，解得。13.芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从点以速度沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场（大小未知），与矩形离子控制区相切于点，边长为，开始时控制区无任何场，离子从点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为，在圆形磁分析器中运动的时间为，图中、、三点连线正好可构成一个等边三角形，足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。（1）求加速电场的电压；（2）求圆形磁分析器的半径；（3）若在控制区加