2024届天津市新四区示范校高考物理试题

2024届天津市新四区示范校高考物理试题

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5亳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、试题卷上答题无效。

4.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。

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、一定质量的理想气体由状态A沿平行丁轴的直线变化到状态凡然后沿过原点的直线由状态乃变化到状态C,p-

丁图像如图所示，关于该理想气体在状态A、状态8和状态。时的体积匕、VB.Vc的关系正确的是（）

A.匕=%=%

B.V-

C.匕

D.匕＜%＜勿

2、一理想自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈，通过滑动触头取该线圈

的一部分，接在c、d间作为副线圈，囿线圈两端连有一电阻R.在a、b间输入电压为Ui的交变电压时，c、d间的电

压为U2,在将滑动触头从图中M点逆时针旋转到N点的过程中

A.5有可能大于UiB.5、U2均增大

C.Ui不变、5增大D.a、b间输入功率不变

E

3、已知氢原子的基态能量为激发态能量为E产一h其中〃=2,3,4……己知普朗克常量为心电子的质量为小。

n~

巴尔末线系是氢原子从/i>3的各个能级跃迁至〃=2能级时辐射光的谱线，则下列说法中正确的是（）

n£/cV

x0

5........................-0.54

4-0.85

3------------------------------1.51

2-3.40

1-13.60

A.巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为3.40eV

B.氢原子从基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变

C.基态氢原子中的电子吸收一频率为卜的光子被电离后，电子速度大小为?（/二+目）

Vm

D.一个处于〃=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光

4、如下图所示，ab间接入u=200立sinlOOntV的交流电源，理想变压器的原副线圈匝数比为2：1,Rt为热敏电阻,

且在此时的环境温度下R,=2C（温度升高时其电阻减小），忽略保险丝L的电阻,电路中电表均为理想电表.电路正常

工作,则

A.电压表的示数为100及V

B.保险丝的熔断电流不小于25A

C.原副线圈交流电压的频率之比为2：1

D.若环境温度升高，电压表示数减小，电流表示数减小，输入功率不变

5、1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下列给出的与

光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（）

A.图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电

B.图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强

度有关

C.图丙中，若电子电荷量用e表示，vp%、q已知，由"一口图像可求得普朗克常量的表达式为--

V2-VI

D.图丁中，由光电子最大初动能々与入射光频率u的关系图像可知，该金属的逸出功为£或〃%

6、4、月两小车在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间，变化的关系如图所示，已知A车的s“图象为抛物线的

一部分，第7s末图象处于最高点，B车的图象为直线，则下列说法正确的是（）

A.A车的初速度为7m/s

B.A车的加速度大小为2m*

C.4车减速过程运动的位移大小为50m

D.10s天两车相遇时，3车的速度较大

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、2018年7月27日将发生火星冲日现象，我国整夜可见，火星冲日是指火星、地球和太阳儿乎排列成一线，地球位

于太阳与火星之间此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察.地球和火星绕太阳公转的方向相

同，轨迹都可近似为团，火最公转轨道半径为地球的1.5倍，则（）

A.地球的公转周期比火星的公转周期小

B.地球的运行速度比火星的运行速度小

C.火星冲日现象每年都会出现

D.地球与火星的公转周期之出为瓜：V27

8、关于简谐运动，以下说法正确的是o

A.在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式尸=-"中，尸为振动物体所受的合外力，&为弹簧的劲度系数

B.物体的速度再次相同时，所经历的时间一定是一个周期

C.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

D.水平弹簧振子在简谐振动中动能和势能的和是不变的

E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背笃平衡位置时，速度方向与位移方向相同

9、如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距力=0.20m,两导轨的左端

之间连接的电阻R=0.40Q,导轨上停放一质量〃片0.10kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10C,导

轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度v=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力下水平

向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U

随时间，变化的关系如图乙所示。则（）

A.Q5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A,方向由。指向力

B.U3s时金属杆的速率为3m/s

C.U5s时外力尸的瞬时功率为0.5W

D.0〜5s内通过K的电荷量为2.5C

10、如崔所示，小滑块P、。通过轻质定滑轮和细线连接，0套在光滑水平杆上，P、。由静止开始运动，产下降最大

高度为〃。不计一切摩擦，尸不会与杆碰撞，重力加速度大小为g。下面分析不正确的是（）

A.尸下落过程中，绳子拉力对。做功的功率一直增大

B.。的最大速度为向T

C.当产速度最大时，。的加速度为零

D.当尸速度最大时，水平杆给。的弹力等于2mg

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）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中祛码改变

小车和秘码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量机，用拉力传感器测出轻绳的拉

⑴用此装置探究加速度与质量的关系时，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

⑵用此装置探究加速度与力的关系时，（填“需要”或“不需要”）满足Mi

⑶用此装置探究加速度与质量的关系，保持小不变，且已平衡摩擦力，当小车和硅码的总质量较小时，可能不满足

的情况，此时加速度。与，7的关系图像正确的是

12.（12分）为了测量一个电动势约为6V~8V,内电阻小于30的电源，由于直流电压表量程只有3V,需要将这只电

压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程9V的电压表，然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻，以

下是他们的实验操作过程:

⑴把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空。

第一步：按电路图连接实物

第二步：把滑动变阻器滑动片移到最右端.把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合电键，把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为3.0V

第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为Vo

第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为9V的电压表

⑵以上实验可供选择的器材有：

A.电压表（量程为3V,内阻约2kQ）

B.电流表（量程为3A,内阻约0.1。）

C.电阻箱（阻值范围0〜9999。）

D.电阻箱（阻值范围。〜999。）

E.滑动变阻器（阻值为0〜20C,额定电流3A）

F.滑动变阻器（阻值为0〜20g,额定电流0.2A）

电阻箱应选_______,滑动变阻器应选_______。

③用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势£和内电阻,，实验电路如图乙所示，得到多组电压

表U和电流，的值，并作出U—/图线如图丙所示，可知电池的电动势力-V,内电阻为_____C。（结果保留2位

有效数字）

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，内壁光滑的圆桶形导热容器A内装有足够深的水银，水银与活塞间封闭有定质量的理想气体，将

一长为"二45cm、上端封闭的导热细玻璃管B通过长为/?=45cm的细杆固定在活塞下方，A的横截面积远大于B

的横截面积。开始时细玻璃管B的开口端刚好未触及水银,封闭气体的压强相当于高度=80cm水银柱产生的压强。

现给活塞施加向下的外力，使活塞缓慢向下移动45cm。求最终细玻璃管B内气柱的长度（环境温度保持不变）。

14.（16分）如图所示，一全反射棱镜"CO,ZD=90）,BD=CDf后是30的中点，某单色光AE从E点射入棱镜,

AE//BC,已知该色光在棱镜中传播的全反射临界角为30。，8c边长为I,光在真空中传播的速度为c,求：

①在界面发生折射时折射角的正弦值：

②该色光从进入棱镜到第一次射出棱镜的时间。

15.（12分）如图所示，两平行的光滑金属导轨固定在竖直平面内，导轨间距为乙、足够长且电阻忽略不计，条形匀

强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为仄方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝导线框

连接在一起组成装置，总质量为，小置于导轨上。导体棒与金属导轨总是处于接触状态，并在其中通以大小恒为/的

电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的边长为d（d<L）,电阻为R,下边与磁场区域上边界重合。将装置

由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度为外

试求：

（1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热0

⑵经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离Xm。

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、B

【解题分析】

从4到B为等压变化，根据上可知，随着温度的升高，体积增大，故

T

匕“

从8到C为坐标原点的直线，为等容变化，故

匕叫

所以

匕

故ACD错误，B正确。

故选B。

2、C

【解题分析】

A、根据变压器的电压关系有＞二’，由于〃2〈小，所以SVUI,故A错误.B、C、当滑动触头M顺时针转动时,

即〃2减小时，输入电压U1由发电机决定不变，电压应该减小即降低，B错误、C正确.D、因负载不变,

故输出功率减小，则变压器的输入功率变小，D错误.故选A.

【题目点拨】自耦变压器的原理和普通的理想变压器的原理是相同的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据

基本的规律分析即可.

3、C

【解题分析】

A.巴尔末线系为跃迁到2能级的四种可见光，红青蓝紫（3-2、4-2、5-2、6-2）,则能级差最小的为红光（3-2）,

其频率最小，波长最长，对应的能量为

FFS

一一L=--E.=1.89eV

--94361

故A错误；

B.氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，则氢原子的总能量（动能和电势能之和）变大，而电子的轨道半径变

大，库仑力做负功，则电势能增大，跃迁后的库仑力提供向心力

可得

故半径变大后，电子的速度变小，电子的动能变小，故B错误；

C.基态氢原子中的电子吸收一频率为》的光子被电离，由能量守恒定律，有

〃吁（0-£））=­/nv2

解得自由电子的速度为

故C正确；

D.一个处于，『4的激发态的氢原子向低能级跃迁，逐级向下辐射出的光子种类最多为（4-1）=3种，故D错误；

故选C。

4、B

【解题分析】

根据变压器初次级的匝数比求解次级电压有效值即为电压表读数；熔断电流是指有效值；变压器不改变交流电的频率;

环境温度升高，则热敏电阻阻值减小，根据次级电压不变进行动态分析.

【题目详解】

ab端输入电压的有效值为200V,由于理想变压器的原副线圈匝数比为2：1,可知次级电压有效值为100V,即电压表

的示数为100V,选项A错误；次级电流有效值为/2=(=WA=50A,则初级电流有效值/|=&，2=25A,则

保险丝的熔断电流不小于25A,选项B正确；变压器不改变交流电压的频率，原副线圈的交流电压的频率之比为1

：1,选项C错误；若环境温度升高，声电阻减小，但是由于次级电压不变，则电压表示数不变，电流表示数变大，

次级功率变大，则变压器的输入功率变大，选项D错误；故选B.

【题目点拨】

要知道有效值的物理意义，知道电表的读数都是有效值；要知道变压器的原副线圈的电压比等于匝数比，并会计算；

要会分析电路的动态变化，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.

5、D

【解题分析】

A.图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器也带正电，选项A错误；

B.图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，但是遏止电压和光

的强度无关，选项B错误；

C.根据=切一叫出功，则由图像可得

LhU

k=—=]!—

e匕

解得

匕+匕

选项c错误；

D.图丁中，根据&=/叱一吗念出功，由光电子最大初动能心与入射光频率u的关系图像可知，该金属的逸出功为E或

h%,选项D正确。

故选D。

6、B

【解题分析】

AB.A车做匀变速直线运动，设A车的初速度为%,加速度大小为。，由图可知f=7s时，速度为零，由运动学公式

可得:

v7=v()-7a=0

根据图象和运动学公式可知z=IOs时的位移为:

x10=40m-0=40m

1,

xw=v()t--aC=\0v()-50a

联立解得〃=2m/s2,v0=14m/s,故选项B正确，A错误;

%+0,0+14

C.A车减速过程运动的位移大小为电=x7m=49m,故选项C错误;

22

D.位移时间图象的斜率等于速度，10s末两车相遇时B车的速度大小为:

Ar..

%=—=4m/s

A车的速度为：

vA=at=-6m/s

两车的速度大小相等，故选项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、AD

【解题分析】

A.地球和火星绕太阳转动，万有引力提供向心力，〃24=丝”，得。=丝，火星的公转轨道半径大，加速度小，

厂r~

故A错误；

B.根据公式^=，"，可知火星的运行速度比地球小，故B错误；

CD、地球公转周期为1年，而火星的周期大于1年，每个冲日周期内，地球比火星多转一圈，所以不是每年出现火星

冲日现象，故C错误；

D.根据开普勒第三定律二二女，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，所以地球与火星的公转周期之比为真,故

T-V27

D正确.

故选D.

点睛：根据万有引力提供向心力，分析地球和火星加速度、线速度之间的关系；根据地球公转周期为1年，每个冲日

周期内，地球比火星多转一圈，所以不是每年出现火星冲日现象，根据开普勒定律分析火星周期与地球周期的关系.

8、ADE

【解题分析】

A.简谐运动的回复力表达式为尸=-依，对于弹簧振子而言，尸为振动物体所受的合外力，&为弹簧的劲度系数，故

A正确；

B.一个周期内有两次速度大小和方向完全相同，故质点速度再次与零时刻速度相同时，时间可能为一个周期，也可

能小于一个周期，故B错误；

C.位移方向总跟加速度方向相反，而质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向

两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故C错误；

D.水平弹簧振子在简谐振动时，只有弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，则动能和势能的和是不变，故D正确；

E.回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反；但速度可以与位移相同，也可以相反；物体运动方向指向平

衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同；故E正确。

故选ADE。

9、BD

【解题分析】

A.由图像可知，/=5.0s时，U=0.40V,此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为

0.40

u_A=1A

040

用右手定则判断出，此时电流的方向由力指向，，故A错误;

B.由图可知，/=3s时，电压表示数为

,o4

t/=—x3V=0.24V

5

则有

R

U'=E

R+r

得

厂+R0.1+0.4

E=U=x0.24V=0.3V

~R~0.4

由公式房山得

E0.3

m/s=3m/s

~BL0.50x0.20

故B正确;

C.金属杆速度为v时，电压表的示数应为

R

U=——BLv

R+r

由图像可知，U与f成正比，由于£、八B及L均与不变量，所以羽与，成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速

度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为

V3c

a=-=-m/s~=lm/s-

t3

根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有

F-BIL-ma

得

F=BIL+ma=(0.50x1x0.20+().l()xl)N=0.20N

此时尸的瞬时功率为

p=Fv=/^r=0.2xlx5W=1.0W

故C错误;

D.U5.0s时间内金属杆移动的位移为

1,1，

x=—af=—x.[x5~m=12.5m

22

通过K的电荷量为

A(DBLx0.5x0.2x12.5

q=----=-----=-------------C=2.5C

R+rR+r0.4+0.1

故D正确。

故选BD.

10、ACD

【解题分析】

A.Q下落过程中，绳子拉力始终对。做正功，。动能增大，当。在滑轮正下方时，。速度最大，拉力和速度垂直，拉

力功率为0,所以功率不可能一直增大，故A错误；

B.当。速度最大时，根据牵连速度，夕速度为零，尸、。为系统机械能守恒,

mgh,=—Iwv"。

所以Q的最大速度：

v=y/2gh

故B正确;

CD.P先加速后减速，当加速度为零时，速度最大，此时绳子拉力等于，咫，右侧绳子与竖直方向夹角小于90。，。继

续加速，对。受力分析知，水平杆给。的弹力不等于2mg,故CD错误。

本题选择不正确答案，故选：ACDo

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、需要不需要D

【解题分析】

(1)[1].在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳

子的拉力大小就不等于小车的合力；

(2)[2].用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M>>,小因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；

(3)(31.用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持，〃不变，当小车和祛码的总质量较小时，但仍不满足的情

况时，虽然控制尸不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此。与‘的图象斜率减小，故ABC

M

错误，D正确。

12、1.0CE6.91.5

【解题分析】

把3V的直流电乐表接一电阻箱,改装为量程为9V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联.整个作为一只电

压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V,则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为

3

f/=-x3V=1.0V

9

(2)[2]由题，电压表的量程为3V,内阻约为2k。，要改装成9V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻

箱电阻应为

2"2kC-4kC

故电阻箱应选C；

⑶在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E；

(3)[4]由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为

U=2.3V

则电源的电动势为

E=2.3K3V=6.9V

[5]内阻为

23x3-1.5x3_、/

r=-----------------Q=1.5Q

1.6

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、20cm

【解题分析】

设A的横截面积为B的横截面积为S2,最终A内气体的压强相当于高度〃水银柱产生的压强，B内气柱的长度

为工，A内气体初状态时的体积

%=23

末状态时的体积

匕2=蛤

对A内气体，根据玻意耳定律

PHO.匕1=PH'A?

B内气体初状态时的体积

。=hS2

末状态时的体积

噎二码

末状态时的压强

〃B2=PH+P\

对B内气体，根据玻意耳定律

PHO'匕1=PB2*匕2

联立以上各式并代入数据，解得

x=20cm

14、①二；②一^——o

47c

【解题分析】

根据全反射临界角，由公式sinC=，求出棱镜的折射率，再根据折射定律求光线在87）界面发生折射时折射角的正弦

n

值，做出光在棱镜中的传播路径，根据几何关系求出光线在棱镜内通过的路程，由□二£求出光在棱镜中传播速度，