2024年高考物理终极押题密卷1（天津卷）含答案

2024年高考物理终极押题密卷1（天津卷）

一,选择题（共5小题）

1.（2024•南开区一模）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说

法符合历史事实的是（）

A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒

B.卢瑟福通过对a粒了散射实验的研究发现了质了

C.爱因斯垣第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱

D.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

2.（2024•天津模拟）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部

真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直，管道横截面半径为a,长度为1

带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与

管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为+q,不

计粒子的重力、粒子间的相互作用。下列说法不正确的是（）

A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为

B.粒子质量为典

V

C.管道内的等效电流为nqna2V

D.粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql

3.（2024•天津模拟）北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航

天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动全部既定任务。己

知核心舱组合体离地高度约391.9千米。以下说法正确的是（）

A.航天员相对太空舱静止时，所受合外力为零

B.由于太空舱在绕地圆周运动，出舱后航天员会很快远离太空舱

C.航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过2周

3

D.航天员出舱后，环绕地球的速度约为7.7km/s

4.（2024•河北区二模）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比m：n2=5：1,电阻R=20Q,Li、L2

为规格相同的两只小灯泡，Si为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关

系如图乙所示.现将Si接1、S2闭合,此时L2正常发光.入列说法正确的是（）

甲

A.输入电压u的表达式u=2（h/]sin

B.只断开S2后，Li,L2均正常发光

C.若Si换接到2后，R消耗的电功率为U.XW

D.只断开S2后，原线圈的输入功率增大

5.（2024•天津模拟）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方.从P点由静止释放一个带负电的

小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，某一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上

的两点，OP>OM,OM=ON,则小球（）

07I

A.在运动过程中，电势能先增加后减少

B.在P点的电势能小于在N点的电势能

C.在M点的动能小于在N点的动能

D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

二.多选题（共3小题）

（多选）6.（2024•天津模拟）有a、b两束平行单色光从空气中斜射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后

射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）

\'b

、、

、、、、

~av9b

A.若a光为黄光，b光可能为紫光

B.在同一单缝衍射实验装置发生衍射时b光的衍射现象更明显

C.若a、b两束单色光从空气中垂直照射在平行玻璃砖上，a光在玻璃中的传播时间长

D.同时增大两束光的入射角，b光在平行玻璃砖的下表面先发生全反射

（多选）7.（2024•天津模拟）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传到x=4.0m处的P点时波形如图所

示，该时刻记为0时刻，从该时刻起到l=0.7s时，观察到质点P刚好第二次到达波峰位置，下列说法

B.0〜1.1s时间内质点P运动的路程为48cm

C.l=0.4s时，x=7.0m处的质点Q刚好第一次到达波谷

D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为5Hz

（多选）8.（2024•天津模拟）如图甲所示，“复兴号”高速列车正沿直线由静止驶出火车站，水平方向的

动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示。t=400s后，列车以288km/h的速度做匀速直线运动，已

知列车所受阻力大小恒定。则下列说法正确的是（）

甲乙

A.前400s,列车做匀减速直线运动

B.列车所受阻力的大小为3.0X106N

C.根据已知条件可求出列车的质量为m=5X106kg

D.在t=400s时，列车牵引力的功率为8.0Xl（）4kW

三.实验题（共2小题）

9.（2024•和平区一模）在“利用单搜测量当地重力加速度”的实验中:

乙

①如图甲所示，用游标卡尺测得小球的直径d=mm。

②在实验中，你认为图乙中四种组装单摆方式正确的是o

③在用单摆测重力加速度的实验中，同学们改变摆长L,得到对应的周期T,用多组实验数据作出T2

-L图像，利用图像求出当地重力加速度g,4个组同学做的图像分别如图丙中的a、b、c、d所示，其

中a和c、d平行，b和c都过原点，图线c对应的g值最接近当地重力加速度的值。则卜.列分析正确的

是。

A.若不测量摆球直径，同样也可以利用图线求出重力加速度g

B.出现图线b的原因是误将N次全振动记作N-1次全振动

C.出现图线d的原因是测摆长时直接将摆线的尺度作为摆长L

D.出现图线a的原因是将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长L

10.（2024•河东区二模）在“测量金属丝的电阻率”实验中，小李同学想测定一段粗细均匀，电阻约为6C

的合金丝的电阻率，器材有：

A.电池组（电动势3.0V,内阻约1Q）

B.电流表（量程0-0.6A,内阻约0.5Q）

C.电压表Vi（量程0-3V,内阻约3kQ）

D.电压表V2（量程0-15V,内阻约3kQ）

E.滑动变阻器Ri：（0-10C,允许最大电流2.0A）

F.滑动变阻器R2：（0-500C,允许最大电流0.5A）

①以上器材中，电压表应选滑动变阻器应选（填写器材前面的字母）。

②用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图I所示，读数为mm。

③根据如图2所示的电路图，小李已经连接一部分电路如图3所示，请在图3对应位置将电路连接完整。

图3

四.解答题（共4小题）

II.（2024•南开区一模）2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人

一跳，赢得全场7个10分，并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一

定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为

质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度vo=lm/s,并在距离水面ho=1.6m前完成规定动作并调

整好入水姿势竖直入水，其入水深度h=2.5m,跳台距水面高度H=10m,运动员质量m=40kg,重力

加速度g=10m/s2,空气阻力不计。求：

（1）运动员距离跳台的最高距离hm;

（2）运动员完成规定动作允许的最长时间tm：

（3）运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。

12.（2024•红桥区二模）如图所示，质量为M=2.0kg,半径R=（）.3m的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑

水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质点的光滑小球mi、m2,mi=1.0kg,m2=2.0kg,m2右

侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将mi从圆弧槽顶端由静止

释放，重力加速度g=10m/s2,求：

（1）若圆弧槽固定不动，小球mi滑离圆弧槽时的速度大小vo；

（2）若圆弧槽不固定，小球向滑离圆弧槽时的速度大小v.；

（3）圆弧槽不固定的情况下弹簧压缩过程中的最大弹性势能。

13.（2024•河西区二模）如图所示，导体棒ab的质量mi=（）.lkg、电阻Ri=（）.3C、长度L=0.4m,导体棒

ab横放在直角金属框架MMNN上旦与导轨MM：NN垂直。金属框架放在绝缘水平面上,其质量m2

=0.2kg,其与水平面间的动摩擦因数以=0』，框架上相互平行的导轨MM\NN相距为L=0.4m。框架

只有MN部分具有电阻，该部分电阻R2=0.1。。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B

=0.5To垂直于ab棒施加F=1N的水平向右的恒力，ab棒从静止开始无摩擦地运动，始终与导轨保持

良好接触；当ab棒运动到某处时，框架开始运动。以上过程流过ab棒的电荷量为q=0.4C。设框架与

水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取lOmH。求：

（1）框架开始运动时，ab棒中电流的大小和ab棒的加速度大小；

（2）此过程棒的运动距离x和回路中产生的热量Q。

14.（2024•和平区校级一模）双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪，其原理如图

所示，电场分析器中有指向圆心。的辐射状电场，磁场分析器中有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画

出）。不同的带正电离子组成的离子束，以不同速度进入电场分析器后能沿着半径为R的圆弧轨迹通过

电场并从P点垂直进入」■圆形磁场区域，之后从磁场下边界肘出并进入检测器，检测器可在M,N之间

4

左右移动且与磁场下边界的距离恒等于0.5d。某一质量为m、电荷量为q的带正电离子A通过电场区

域和磁场区域后，恰好垂直于磁场下边界射出，并从K点进入检测器，已知磁场区域的磁感应强度大

小为B,POi=d，忽略离子间的相互作用，求：

（1）离子A在匀强磁场中运动时的速度大小；

（2）电场分析器中圆弧轨迹处的电场强度大小：

（3）探测器能接收到的离子中比荷的最大值。

2024年菁优高考物理终极押题密卷1（天津卷）

参考答案与试题解析

一.选择题（共5小题）

1.（2024•南开区一模）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说

法符合历史事实的是（）

A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒

B.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究发现了质子

C.爱因斯坦第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱

D.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

【考点】物理学史.

【专题】定性思想；推理法；原子的核式结构及其组成；推理能力.

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

【解答】解：A、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小

微粒，故A正确；

B、卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，故B错误；

C、玻尔第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原♦子•光谱是分立的线状光谱，故C错误：

D、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子核具有复杂结构，故D错误。

故选：Ao

【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这

也是考试内容之一。

2.（2024•天津模拟）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部

真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直，管道横截面半径为a,长度为1（l»a）o

带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与

管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为+q,不

计粒子的重力、粒子间的相互作用。下列说法不正确的是（）

B

A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为a

B.粒子质量为典

v

C.管道内的等效电流为nqna2V

D.粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律：向心力；洛伦兹力.

【专题】定展思想：推理法；带电粒了在磁场中的运动专题；分析综分能力.

【分析】带电粒子束以某一速度v沿轴线进入管道，洛伦兹力提供向心力，粒子做圆周运动半径为a,

再结合左手定则解答。

【解答】解：A.带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为：r=a,

故A正确;

2

可得粒子的质量为：m=%,

B.根据:qvB=m-^—,故B正确;

V

C.管道内的等效电流为：I=@=nq,故C错误;

t

D.粒子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受的安培力，为:F=BIl=BnqL故D正偏。

本题选错误的，故选：Co

【点评】本题考查左手定则、电流定义以及带电粒子在磁场中运动的规律，用好几何关系，

3.（2024•天津模拟）北京时间2023年7月20日21时40分,经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航

天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出能活动全部既定任务.已

知核心舱组合体离地高度约391.9千米。以下说法正确的是（）

A.航天员相对太空舱静止时，所受介外力为零

B.由于太空舱在绕地圆周运动，出舱后航天员会很快远离太空舱

C.航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过』周

D.航天员出舱后，环绕地球的速度约为7.7km/s

【考点】人造卫星；向心力；万有引力定律的应用；第一、第二和第三宇宙速度.

【专题】定性思想；推理法；万有引力定律在天体运动中的直用专题；推理能力.

【分析】根据航天员绕地球做圆周运动，判断向心力以及航天员出舱后的运动状态；根据周期和运动时

间的关系求解航天员的位置情况；

根据离地高度估算运行速度。

【解答】解：A.航天员相对太空舱静止时，一直绕地球做圆周运动，合外力提供向心力，故所受合外

力不为零，故A错误；

B.由于太空舱在绕地球圆周运动，出舱后航天员在太空舱表面工作，随太空舱一起绕地球做圆周运动,

并不会远离太空舱，故B错误；

C.根据万有引力提供向心力:代值解得太空舱在绕地球圆周运动的周期T大约1.5

小时，航天员在8小时的出舱活动中，大约将绕地球转过5周多，故C错误:

D.航天员出舱后，随太空舱一起绕地球圆周运动，根据万有引力提供向心力：6粤=占，代值解得

R2R

环绕地球的速度约为7.7km/s,故D正确。

故选：Do

【点评】本题考查了万有引力定律，理解万有引力提供向心力的情况，掌握不同的运动状态是解决此类

问题的关键。

4.（2024•河北区二模）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比m：n2=5：1,电阻R=20C,Li>L2

为规格相同的两只小灯泡，Si为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，愉入电压u随时间t的变化关

系如图乙所示.现将Si接1、S2闭合，此时L2正常发光.不列说法正确的是（）

0ES3||3^一。八।u/V"尻

甲乙

A.输入电仄u的表达式u=2od5sin（50m）V

B.只断开S2后，Li、L2均正常发光

C.若Si换接到2后，R消耗的电功率为0.8W

D.只断开S2后，原线圈的输入功率增大

【考点】变压器的构造和原理；电功和电功率；交变电流的组像和函数表达式.

【专题】应用题：定量思想；方程法；交流电专题.

【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即

可得出结论.

【解答】解：A、由图象得周期T=0.02s,O）=22L=100T[,输入电压最大值Um=2（h/^Y,所以输入

T

电压u的表达式应为u=2（h/5sin（10Ont）V,故A正确；

B、只断开S2后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，Li、L2的

功率均变为额定功率的四分之一，则Li、L2均不能正常发光，故B错误；

2

C、若S1换接到2后，电阻R电压有效值为4V,R消耗的电功率为P=4£=0.8W,故C正确；

20

D、只断开S2后，负教电阻变大，原副线圈电流变小，原线圈的输入功率减小，故D错误。

故选：Co

【点评】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决.

电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路

的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.

5.（2024•天津模拟）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方.从P点由静止释放一个带负电的

小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，某•段轨迹如图所示。M、N是轨迹上

的两点，（）P>OM,OM=ON,则小球（）

7

°J

A.在运动过程中，电势能先增加后减少

B.在P点的电势能小于在N点的电势能

C.在M点的动能小于在N点的动能

D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

【考点】电势能与电场力做功的关系：点电荷的电场.

【专题】定性思想；推理法；带电粒子在电场中的运动专题；推理能力.

【分析】A.根据电场力做功情况判断电势能的变化情况；

B.根据电场力做功情况结合等势点的知识进行分析判断；

C.根据合外力做功和动能变化的关系解答；

D.根据电场力实际做功的情况进行分析。

【解答】解：A.在运动过程中，电场力先做正功，后做负功，故电势能先减小后增加，故A错误；

B.小球从P到M,电场力做正功，电势能减小，所以P点电势能大于M点的电势能，由于OM=ON,

则M、N两点电势相等，则小球在两点的电势能相等，所以P点的电势能大「在N点的电势能，故B

错误；

C.由M到N,电势能相等，重力做正功，动能增大，所以M点的动能小于N点的动能，故C正确；

D.从M到N的过程中，电场力先做正功，后做负功，总功为0,故D错误。

故选：Co

【点评】考查电荷在组合场中的运动情况和能量问题，会根据题意进行准确的分析和判断，

二.多选题（共3小题）

（多选）6.（2024•天津模拟）有a、b两束平行单色光从空气中斜射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后

射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）

、、、、

ab

A.若a光为黄光，b光可能为紫光

B.在同一单缝衍射实验装置发生衍射时b光的衍射现象更明显

C.若a、b两束单色光从空气中垂直照射在平行玻璃砖上，a光在玻璃中的传播时间长

D.同时增大两束光的入射角，b光在平行玻璃前的下表面先发生全反射

【考点】光的衍射；光的折射及折射定律；全反射.

【专题】定性思想：推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专邈；理解能力.

【分析】根据光的偏折程度比较出光的折射率大小，根据v=q,比较出在介质中的速度，根据频率的

n

大小比较出波长的大小。

【解答】解：A、根据光路图知，a光的偏折程度大于b光，则a光的折射率大于b光的折射率，黄光

折射率小于紫光折射率，故A错误；

B、光的折射率大，则频率大，波长小，则a光的波长小，b光的波长大，b光衍射现象更明显，故B

正确；

C、根据v=£知，a光在玻璃中传播的速度较小，a光在玻璃中的传播时间长，故C正确；

n

D、由于光线射到玻璃砖下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，a、b两种单色光

在下表面不可能发生全反射，故D错误。

故选：BCo

【点评】解决本题的突破口通过光线的偏折程度比较出光的为射率大小，知道折射率、频率、在介质中

的速度等大小关系。

（多选）7.（2024•天津模拟）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传到x=4.0m处的P点时波形如图所

示，该时刻记为0时刻，从该时刻起到l=0.7s时，观察到质点P刚好第二次到达波峰位置，下列说法

正确的是（）

1.()2.03.()4.05.()6.07.08.0x/m

A.该波的波速为l（）m/s

B.0〜1.1s时间内质点P运动的路程为48cm

C.l=0.4s时，x=7.0m处的质点Q刚好第一次到达波谷

D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为5Hz

【考点】横波的图像；波长、频率和波速的关系.

【专题】比较思想：图析法；振动图象与波动图象专题：理辞能力.

【分析】先判断0时刻质点P的振动方向，再根据从该时刻起到t=0.7s时，质点P刚好第二次到达波

峰位置,求出周期，读出波长，从而求得波速.根据时间与周期的倍数，求质点A运动的路程.当0

时刻图中波谷传到质点Q时，质点Q刚好第一次到达波谷，根据t=三求出所用时间。当两列频率相同

的波相遇时才能发生稳定干涉。

【解答】解：A、简谐横波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，。时刻质点P向下振动，根据从该时

刻起到l=0.7s时，质点P刚好第二次到达波峰位置，则有：1+3）T=l=0.7s,解得T=0.4s,由图可

知波长入=4.0m,所以该波的波速为v=—=A_2.m/s=1Om/s,故A正确;

T4

B、因n=&>=_LA=2.75,则0〜1.1s时间内质点P运动的路程为s=2.75X4A=2.75X4X4cm=44cm,

T0.4

故B错误;

C、当。时刻图中波谷传到质点Q时，质点Q刚好第一次到达波谷，所用时间为t=

0.4s,则t=0.4s时,x=7.0m处的质点Q刚好第一次到达波谷,故C正确;

D、该波的频率为f=工=_」-H7=NSH7.则与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5H7,

T0.4

故D错误。

故选：ACo

【点评】本题考查分析波动形成过程的能力，要抓住波的周期性，确定时间与周期的关系，对rc项,

也可以根据这种方法求解：先求出波传到质点Q的时间，再加上质点Q从平衡位置第一次到达波谷的

时间。

（多选）8.（2024•天津模拟）如图中所示，“复兴号”高速列车正沿直线由静止驶出火车站，水平方向的

动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示。t=400s后，列车以288km/h的速度做匀速直线运动，已

知列车所受阻力大小恒定。则下列说法正确的是（）

甲

A.前400s,列车做匀减速直线运动

B.列车所受阻力的大小为3.0X106N

C.根据已知条件可求出列车的质量为m=5X106kg

D.在l=400s时,列车牵引力的功率为8.0Xl（）4kw

【考点】动量定理：牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率.

【专题】定量思想：图析法：功率的计算专题：分析综合能力.

【分析】t=400s后列车做匀速直线运动，牵引力F和阻力「大小相等，由图乙读出牵引力大小，从而

确定阻力大小，由牛顿第二定律分析前400s内加速度的变化特点，则可判断列车的运动性质；根据F

-（图线与横轴的面积表示牵引力的冲量，由动量定理求解列车的质量；由P=Fv求在t=400s时列车

牵引力的功率。

【解答】解：AB、t=400s后列车做匀速直线运动，牵引力F和阻力f大小相等，由图乙可知：f=F=

1.0X106N

前400s内，列车的牵引力大于阻力，由牛顿第二定律有

F-f=ma

随着牵引力F减小，f不变，则加速度a减小，可知列车做加速度减小的变加速直线运动，故AB错误;

C、F-t图线与横轴所夹的面现表示冲量，由图乙可得：40s内牵引力F的冲量为

11.0X106+3.0X106

X4X102WS=8X108WS

*二-------2-------------

列车匀速运动时的速度V=288km/h=80nVs

取列车运动方向为正方向，在前400s内，由动量定理得

IF-ft=mv-0

解得列车的质量为：m=5.0X106kg,故C正确;

D、在t=400s时,列车牵引力的功率为P=Fv=1.0Xlo6x80W=8.0X<o7w=8.0Xl（）4kw,故D正确。

故选：CDo

【点评】本题考查功率公式P=Fv、动量定理和牛顿第二定律的综合应用，解题的关键是知道F-t图

线与横轴所夹的面积表示力F的冲量。涉及力在时间上的积累效果时，要想到动量定理。

三,实验题（共2小题）

9.（2024•和平区一模）在“利用单摆测量当地重力加速度”的实验中:

内

①如图甲所示，用游标卡尺测得小球的直径d=13.80mm。

②在实验中，你认为图乙中四种组装单摆方式正确的是B。

③在川单摆测重力加速度的实验中，同学们改变摆氏L,得到对应的周期T,用多组实验数据作出丁2

-L图像，利用图像求出当地重力加速度g,4个组同学做的图像分别如图丙中的a、b、c、d所示，其

中a和c、d平行，b和c都过原点，图线c对应的g值最接近当地重力加速度的值。则下列分析正确的

是ABO

A.若不测量摆球直径，同样也可以利用图线求出重力加速度g

B.出现图线b的原因是误将N次全振动记作N-1次全振动

C.出现图线d的原因是测摆长时直接将摆线的长度作为摆长L

D.出现图线a的原因是将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长L

【考点】用单摆测定重力加速度.

【专题】定量思想；推理法；单摆问题；推理能力.

【分析】①根据游标卡尺的读数规则完成读数；

②根据单摆做简谐运动的要求和注意事项进行分析判断；

③根据单摆的周期公式结合图像进行分析判断。

【解答】解：①游标卡尺的精确度为0.05mm,其读数为13mm+16X0.05mm=13.80mm

②为了保证单摆做简谐运动，需要选体积小、质量大的铁球以减小阻力影响，同时要注意摆球摆动过程

中不要改变摆长，故B更符合题意，故ACD错误，B正确，故选：B：

③A.根据丁=2兀'匚

而摆长L=l+r

其中1为悬线长，r为小球的半径

解得丁2二回L.

gS§

若不测量摆球直径，仍可根据图像的斜率求出重力加速度g,故A正确；

B.若误将N次全振动记作N7次全振动，则周期测量值偏大，即与c比较，相同的L值时T值偏大，

即会出现图线b,故B正确；

C.出现图线d的原因是测搜长时将摆线长与摆球的直径之和作为搜长L,故C错误；

D.出现图线a的原因是直接将摆线的长度作为摆长，忘记加了小球的半径，故D错误。

故选：AB0

故答案为：①13.80；②B；③AB。

【点评】考查单摆做简谐运动的相关问题，会根据公式计算周期，结合图像进行分析和判断。

10.（2024•河东区二模）在“测量金属丝的电阻率”实验中，小李同学想测定一段粗细均匀，电阻约为6c

的合金丝的电阻率，器材有：

A.电池组（电动势3.0V,内阻约1C）

B.电流表（量程0・0.6A,内阻约0.5Q）

C.电压表Vi（量程0-3V,内阻约3k。）

D.电压表V2（量程0-15V,内阻约3kQ）

E.滑动变阻器Ri：（0-100,允许最大电流2.0A）

F.滑动变阻器R2：（0-500C,允许最大电流0.5A）

①以上器材中，电压表应选C滑动变阻器应选E（填写器材前面的字母）。

②用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图1所示，读数为1.220mmo

③根据如图2所示的电路图，小李已经连接一部分电路如图3所示，请在图3对应位置将电路连接完整。

图1图2图3

【考点】导体电阻率的测量；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的应用.

【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；恒定电流专题；实验能力.

【分析】①根据电动势的值选择电压表；滑动变阻器采用分压式接法，从保证电路安全和方便调节的角

度选择滑动变阻器：

②螺旋测微器的精确度为0.01mm,测量值=固定刻度对应示数（mm）+可动刻度对齐格数（估读一位）

X精确度；

③根据电路图连接实物图。

【解答】解：①根据电动势是值可知，电压表的量程选择。〜3V,因此电压表选择C；

滑动变阻器采用分压式接法，为「保证电路安全和方便调节，滑动变阻器选择E；

②螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为1mm+22.0X0.01mm=1.220mm；

③根据电路图连接实物图，如图所示：

故答案为：①C：E；②1.220；③见解析。

【点评】本题主要考查了实验器材的选择、螺旋测微器的读数和根据电路图连接实物图：要掌握实验器

材的选择方法。

四,解答题（共4小题）

11.（2024•南开区一模）2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人

一跳，血得全场7个10分，并最终夺得冠军。在进行1（）米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一

定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为

质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度vo=lm/s,并在距离水面ho=1.6m前完成规定动作并调

整好入水姿势竖直入水，其入水深度h=2.5m,跳台距水面高度H=IOm,运动员质量m=40kg,重力

加速度g=10m/s2,空气阻力不计。求：

（1）运动员距离跳台的最高距离hm;

（2）运动员完成规定动作允许的最长时间tm;

（3）运动员即将入水时速度V的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。

【考点】动能定理：竖直上抛运动.

【专题】定量思想；推理法；自由落体运动专题；推理能力.

【分析】（1）根据竖直上抛运动规律求解•；

（2）根据位移一时间公式求解时间及总时间；

（3）先求入水瞬间速度，再根据动能定理列式求解。

【解答】解：（1）运动员从起跳到最高点做竖直上抛运动，设初速度的方向为正方向，根据位移一速度

公式有

-2ghm=0-vG

得hm=0.05m

（2）运动员从起跳到最高点所用时间ti=—=-^-s=0.1s

g10

设运动员从最高点到距水面1.6m所用的时间为12,有

解得t2=1.3s

所以运动员完成规定动作最大允许的时间为lm=tl+l2=0.ls+l.3s=1.4s

（3）运动员从最高点自由下落到即将入水的过程满足

2

2g（H+hra）=v

得v=V201m/s

运动员入水至水深h处的过程，根据动能定理有

19

（mg-F）h=0-zrnv

得F=2008N

答：（1）运动员距离跳台的最高距离h.n为0.05m；

（2）运动员完成规定动作允许的最长时间tm为1.4s；

（3）运动员即将入水时速度v的大小为技lm/s,入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力

F的大小为2008N。

【点评】考查竖直.上抛运动和动能定理的问题，会根据题意列式求解相关的物理量。

12.（2024•红桥区二模）如图所示，质量为M=2.0kg,半径R=0.3m的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑

水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质点的光滑小球皿、m2,mi=1.0kg,m2=2.0kg,m2右

侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将mi从圆瓠槽顶端由静止

释放，重力加速度g=lOm/s2,求：

（1）若圆弧槽固定不动，小球mi滑离圆弧槽时的速度大小vo；

（2）若圆弧槽不固定，小球mi滑离圆弧槽时的速度大小vi；

（3）圆弧槽不固定的情况下弹簧压缩过程中的最大弹性势能。

【考点】动量与能量的综合应用一一弹簧类模型；机械能守恒定律；动量守恒定律.

【专题】定量思想；推理法；动量和能量的综合：推理能力.

【分析】（I）圆弧槽固定，小球皿滑离圆弧槽的过程其机械能守恒，根据机械能守恒定律求解;

（2）圆弧槽不固定，小球mi滑禽圆弧槽的过程，槽和小球mi组成的系统在水平方向上满足动量守恒

定律。根据动量守恒定律与机械能守恒定律求解；

（3）当两个小球压缩弹簧过程中速度相同时，弹簧具有最大弹性势能，根据动量守恒定律与机械能守

恒定律求解。

【解答】解：（1）圆弧槽固定，小球mi滑离圆弧槽的过程，小球机械能守恒，则有：

injgK-

解得：v0二於m/s

（2）圆弧槽不固定，小球mi滑离圆弧槽的过程，槽和小球mi组成的系统在水平方向上满足动量守恒

定律，以向左为正方向，则有：

mivi-MV2=0

由机械能守恒定律得：

叫gR^-nijV।

解得：vi=2m/s

（3）当小球mi与小球m2压缩弹簧过程中速度相同时，弹簧具有最大弹性势能，以向左为正方向，根

据动量守恒定律得：

mivi=（mi+m?）v共

解得：vit4m/s

八3

根据机械能守恒定律得：

6121/X2

/咏二万叫，彳（叫+m2）丫共

解得：R=—T

力max3」

答：（1）若圆弧槽固定不动，小球mi滑离圆弧槽时的速度大小vo为加m/s；

（2）若圆弧槽不固定，小球mi滑离圆弧槽时的速度大小VI为2m/s；

（3）圆弧槽不固定的情况下弹簧压缩过程中的最人弹性势能为

【点评】本题为动量守恒定律与能量守恒定律的综合应用。要掌握动量守恒定律成立的条件，动量是矢

量,动最守恒定律可以某一方向上成立。知道两物体压缩弹簧过程中速度相同时弹簧具有最大弹性势能。

13.（2024•河西区二模）如图所示，导体棒ab的质量mi=O.lkg、电阻Ri=0.3C、长度L=0.4m,导体棒

ab横放在直角金属框架MMNN上且与导轨MM，、NN唾直。金属框架放在绝缘水平面上.其质量m2

=0.2kg,其与水平面间的动摩擦因数p=0.1,框架上相互平行的导轨MM；NN相距为L=0.4m。框架

只有MN部分具有电阻，该部分电阻R2=0.10，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B

=0.5To垂直于ab棒施加F=1N的水平向右的恒力，ab棒从静止开始无摩擦地运动，始终与导轨保持

良好接触；当ab棒运动到某处时，框架开始运动。以上过程流过ab棒的电荷量为q=0.4C°设框架与

水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取lOm/s?。求：

（1）框架开始运动时，ab棒中电流的大小和ab棒的加速度大小；

（2）此过程棒的运动距离x和回路中产生的热量Q。

【考点】电磁感应中的能量类问题；闭合电路的欧姆定律：导体切割磁感线时产生的感应电动势.

【专题】定量思想；推理法；电磁感应一一功能问题：推理能力.

【分析】（1）根据平衡条件结合牛顿第一定律对框架和棒分析求解；

（2）根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律以及电流的定义式求解位移，再根据能量守恒

定律求解热量。

【解答】解：（1）设框架开始运动时，ab棒中的电流为I,ab棒加速度的大小为a。以框架为研究对象,

有：BIL=n（mi+m2）g

解得：I=L5A

以ab棒为研究对象，有：F-BIL=mia

解得：a=7m/s2

（2）设从ab棒开始运动到框架开始运动所经历的时间为t,此过程中回路中的平均感应电动势为E，

平均感应电流为工于是有：石型^

t

根据闭合电路欧姆定律，有：7=~—

Ri+R2

再根据：亍第

t

联立解得：x=0.8m

设框架刚开始运动时ab棒的速度大小为v,于是有：1BLV

+R?

再结合能量守恒有：Fx=Q4-miV2

可以解得：Q=0.35J

答：（1）框架开始运动时，ab棒中电流的大小为1.5A,ab棒的加速度大小为7m/s2；

（2）此过程棒的运动距离x为0.8m,回路中产生的热量Q为0.35J。

【点评】本题考查了电磁感应相关知识，理解平均感应电动势求法，合理选取分析目标和状态是解决此

类问题的关键。

14.（2024•和平区校级一模）双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪，其原理如图

所示，电场分析器中有指向圆心O的辐射状电场，磁场分析器中有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画

出）。不同的带正电离子组成的离子束，以不同速度进入电场分析器后能沿着半径为R的圆弧轨迹通过

电场并从P点垂直进入工圆形磁场区域，之后从磁场下边界射出并进入检测器，检测器可在M,N之间

4

左右移动且与磁场下边界的距离恒等于0.5do某一质量为m、电荷量为q的带正电离子A通过电场区

域和磁场区域后，恰好垂直于磁场下边界射出，并从K点进入检测器，已知磁场区域的磁感应强度大

小为B,POi=d，忽略离子间的相互作用，求：

（1）离子A在匀强磁场中运动时的速度大小；

（2）电场分析器中圆弧轨迹处的电场强度大小；

（3）探测器能接收到的离子中比荷的最大值。

【考点】带电粒了•在电场与磁场的组合场中的运动；向心力.

【专题】定量思想：推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；推理能力.

【分析】（1〉粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供句心力，求速度大小；

（2）粒子在电场中也做匀速圆周运动，在电场中，电场力提供向心力，求电场强度大小；

（3）根据合力提供向心力在磁场和电场中列式，根据数学关系分析比荷最大值。

【解答】解：（1）设离子的速度大小为vo,粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则

2

mv0

qvoB~

解得

qBd

v。、

(2)粒子在电场中也做匀速圆周运动，在电场中，电场力提供向心力，则

2

_mvo

qnFE=

解得

E.4吃日

mR

(3)设在某处被检测到的离子在磁场中运动的轨道半径为r,则在磁场中有

/2

/n_mV

qvb-------

r

在电场中有

/2

qE-R

可得

q'__

z2

mrm

由此可知离子的比荷与运动半径的平方成反比，当离子运动半径最小时，比荷最大。

作出符合条件的离了•的运动轨迹如图所示，易知在M处被检测到的离了•的运动半径最小，离子的比荷

2

MF=^O3M-ri

由几何关系有

01M_MF

联立解得

勺*

由

/,2

q_二dq

2

rm

可得离子比荷的最大值为

q‘二25q

m’9m

答：（1）离子A在匀强磁场中运动时的速度大小遐：

m

22

（2）电场分析器中圆弧轨迹处的电场强度大小双包_；

inR

（3）探测器能接收到的离子中比荷的最大值为。

9m

【点评】本题解题关键是找到向心力来源，根据合力提供向心力列式分析。

考点卡片

1.竖直上抛运动

【知识点的认识】

I.定义：物体以初速度vo竖直向上抛出后，只在重力作用下而做的运动，叫做竖直上抛运动。

2.特点：

（I）初速度：voHO；

（2）受力特点：只受重力作用（没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计）；

（3）加速度：a=g,其大小不变，方向始终竖直向下。

3.运动规律：

取竖直向上的方向为正方向，有：

vt=vo-gt,

17

h=vot-—gr,

2

Vt2-vo2=2gh；

4.儿个特征量：

2

（I）上升的最大高度hmax=E—；

2g

（2）质点在通过同一高度位置时，上升速度与下落速度大小相等；上升到最大高度处所需时间t上和从最

高处落回到抛出点所需时间相等t下，t上=t下=

g

【命题方向】

例1：某物体以30