2024年天津市高三物理寒假能力提升试卷

这是一份2024年天津市高三物理寒假能力提升试卷，共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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、如图所示，一个质量为=9.1×10－31kg、电荷量为e=1.6×10－19C的电子，以4×106m/s的速度从M点垂直电场线方向飞入匀强电场，电子只在电场力的作用下运动，在N点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则M与N两点间的电势差约为（ ）
A．-1.0×102VB．-1.4×102V
C．1.8×102VD．2.2×102V
2、1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度．根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近 （ ）（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）
A．5.5×103kg/m3B．5.5×104kg/m3C．7.5×103kg/m3D．7.5×104kg/m3
3、如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，a、b带正电，电荷量均为q，c带负电，整个系统置于方向水平的匀强电场中，已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．a球所受合力斜向左
B．c球带电量的大小为2q
C．匀强电场的方向垂直于ab边由ab的中点指向c点
D．因为不知道c球的电量大小，所以无法求出匀强电场的场强大小
4、甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移-时间图象如图所示，则在0～t1时间内
A．甲的速度总比乙大
B．甲、乙位移相同
C．甲经过的路程比乙小
D．甲、乙均做加速运动
5、下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．根据公式可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C．根据公式可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D．根据公式可知，电容与电容器所带电荷成正比，与两极板间的电压成反比
6、电路如图所示，当a、b两端接入100 V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20 V；当c、d两端接入100 V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50 V，则R1∶R2∶R3等于( )
A．4∶2∶1B．2∶1∶1
C．3∶2∶1D．5∶3∶2
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、一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的P-V图象如图所示．若已知在A状态时，理想气体的温度为320K，则下列说法正确的是_______(已知)
A．气体在B状态时的温度为720K
B．气体分子在状态A分子平均动能大于状态C理想气体分子平均动能
C．气体从状态A到状态C的过程中气体对外做功
D．气体从状态A到状态C的过程中气体温度先降低后升高
E.气体从状态A到状态C的过程中气体吸收热量为900 J
8、一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，此时波恰好传到平衡位置在用x1=2.5m处的P点。已知平衡位置在x2=5.5m处的Q点在0~8s内运动的路程为0.2m，则下列说法正确的是_____。
A．P点的起振方向沿y轴正方向
B．P点振动的周期为4s
C．该波的传播速度大小为1m/s
D．质点Q的振动方程为
E.若一列频率为1Hz的简谐横波沿x轴负方向传播，与该波相遇时会产生稳定的干涉现象
9、如图（a）所示，质量为2m、长为L的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹（可视为质点）以初速度水平向右射向木块，穿出木块时速度减为。若再将另一相同木块固定在传送带上（如图（b）所示），使木块随传送带以的速度水平向左运动，相同的子弹仍以初速度水平向右射向木块，木块的速度始终不变.已知木块对子弹的阻力恒定.下列说法正确的是（ ）

A．第一次子弹穿过木块过程中，木块的位移大小为
B．第一次子弹穿过木块过程中，子弹克服阻力做的功为
C．子弹前后两次穿过木块的时间之比为
D．第二次子弹穿出木块时的速度为
10、如图甲所示，等离子流由左边连续以方向如图所示的速度v0垂直射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且规定向左为磁场B的正方向，如图甲所示.则下列说法正确的是（ ）
A．0～1s内ab、cd导线互相吸引
B．1s～2s内ab、cd导线互相排斥
C．2s～3s内ab、cd导线互相吸引
D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥
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）某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图所示的电路测量该铅笔芯的电阻值．所用器材有电流表、，电阻箱、滑动变阻器、待测铅笔芯、电源E、开关S及导线等．操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值：记录两个电流表、的示数分别为、，
请回答以下问题：
（1）若电流的内阻可忽略．则电流表示数______时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值．
（2）用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图所示，该笔芯的直径为______mm．
（3）已测得该笔芯的长度，电阻箱的读数为，根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率______．（结果保留3位有效数字）
（4）若电流表的内阻不能忽略，仍利用（l）中方法，则笔芯电阻的测量值______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）．
12．（12分）某实验小组用来研究物体加速度与质量的关系，实验装置如图甲所示。其中小车和位移传感器的总质量为，所挂钩码总质量为，小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为。
(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子中的拉力大小=__________（用题中所给已知物理量符号来表示）；当小车的总质量和所挂钩码的质量之间满足__________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；
(2)保持钩码的质量不变，改变小车的质量，某同学根据实验数据画出图线，如图乙所示，可知细线的拉力为__________（保留两位有效数字）。
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）如图所示，质量为1kg的长木板A放在光滑的水平面上，质量为0.5kg的物块B放在长木板上表面的右端，现对长木板施加大小为6 N的水平恒力F，使长木板A和物块B一起由静止开始向左做加速运动，物块B相对于长木板A恰好不滑动，重力加速度为g=10 m/s2，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)物块B与长木板A间的动摩擦因数；
(2)若F作用2s时，立即将F水平反向，大小增大为原来的2倍，结果当物块B的速度为零时，刚好从木板的左端滑离，求长木板的长度。
14．（16分）如图甲所示，两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置，弧形部分竖直，直线部分水平且左端连线垂直于导轨，已知导轨间距为L。金属杆a、b长度都稍大于L，a杆静止在弧形部分某处，b杆静止在水平部分某处。水平区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。a杆从距水平导轨高度h处释放，运动过程中a杆没有与b杆相碰，两杆与导轨始终接触且垂直。已知a、b的质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R，重力加速度为g；导轨足够长，不计电阻。
(1)求a杆刚进入磁场时，b杆所受安培力大小；
(2)求整个过程中产生的焦耳热；
(3)若a杆从距水平导轨不同高度h释放，则要求b杆初始位置与水平导轨左端间的最小距离x不同。求x与h间的关系式，并在图乙所示的x2-h坐标系上画出h=hl到h=h2区间的关系图线。
15．（12分）如图所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。
某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组h和F，把这些数据标在F-h图中，并用一条直线拟合，结果如图所示。
为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。请根据该研学小组的简化模型和如图所示的F-h图分析：
（1）当释放高度h=0.20m时，小球到达圆轨道最低点时的速度大小v；
（2）圆轨道的半径R和小球的质量m；
（3）若两段倾斜直轨道都足够长，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足什么条件。
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
【解析】
电子在电场力的作用下做类平拋运动，在垂直电场方向上做匀速直线运动：
根据动能定理：
所以有：
故B正确，ACD错误。
2、A
【解析】
由黄金代换可得地球质量，地球体积公式可得密度，故A正确BCD错误。
3、B
【解析】
A．a球处于静止状态，所受合外力为0，故A错误；
BC．因为带负电的c球受力平衡处于静止状态，根据平衡条件可知电场线方向竖直向上
则对a球受力分析，水平方向上ab之间的库仑力和ac之间库仑力在水平方向上的分力平衡
解得
故B正确，C错误；
D．对c球受力分析
解得
故D错误。
故选B。
4、B
【解析】
A．因x-t图像的斜率等于速度，可知在0～t1时间内开始时甲的速度大于乙，后来乙的速度大于甲，选项A错误；
B．由图像可知在0～t1时间内甲、乙位移相同，选项B正确；
C．甲乙均向同方向做直线运动，则甲乙的路程相同，选项C错误；
D．由斜率等于速度可知，甲做匀速运动，乙做加速运动，选项D错误．
5、C
【解析】
A．电阻率是由导体本身的性质决定的，其大小与电阻无关，选项A错误；
B．公式适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流所做功，选项B错误；
C．根据公式可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，选项C正确；
D．电容的公式采用的是比值定义法，电容大小与电量和电压无关，选项D错误。
故选C。
6、A
【解析】
当a、b两端接入100 V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20 V，有：
＝Ucd
即：
＝20
整理得＝2；当c、d两端接入100 V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50 V，有：
＝Uab
即：
＝50
整理得＝2，所以R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，A正确，BCD错误。
故选A。
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、ACE
【解析】
A：由图象得：、、、，据理想气体状态方程，代入数据得：．故A项正确．
B：由图象得：、、、，则，所以．温度是分子平均动能的标志，所以状态A与状态C理想气体分子平均动能相等．故B项错误．
C：从状态A到状态C的过程，气体体积增大，气体对外做功．故C项正确．
D：据AB两项分析知，，所以从状态A到状态C的过程中气体温度不是先降低后升高．故D项错误．
E：，A、C两个状态理想气体内能相等，A到C过程；图象与轴围成面积表示功，所以A到C过程，外界对气体做的功；据热力学第一定律得：，解得：，所以状态A到状态C的过程中气体吸收热量为900 J．故E项正确．
8、ABD
【解析】
A．根据横波的传播方向与振动方向的关系可知，t=0时刻P点的振动方向沿y轴正方向，故A正确；
B．由题图可以看出，该波的波长λ=2m、振幅A=0.1m，则
说明在0~8s内Q点振动的时间为，该波的传播速度大小
结合，解得
T=4s、v=0.5m/s
故B正确，C错误；
D．波从P点传到Q点所用的时间
=8s－=6s
Q点的振动方向沿y轴正方向，故质点Q的振动方程为
(m)(t>6s)
即
(m)(t>6s)
故D正确；
E．产生稳定干涉现象的必要条件是顿率相等，故这两列波相遇时不会产生稳定的干涉现象，故E错误。
故选ABD。
9、AC
【解析】
AB．第一次子弹穿过木块过程中动量守恒
解得
对物块由动能定理

对子弹
即子弹克服阻力做的功为；
联立解得

选项A正确 ，B错误；
CD． 第一次，对物块由动量定理

解得

第二次，子弹在木块没做匀减速运动，加速度为

子弹穿过木块时满足

解得
则子弹前后两次穿过木块的时间之比为
第二次子弹穿出木块时的速度为
选项C正确，D错误。
故选AC。
10、AD
【解析】
AB．由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b；由右侧电路及题图乙可以判断，0～2s内cd中电流方向为由c到d，跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A正确、B错误；
CD．2s～4s内cd中电流方向为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C错误，D正确。
故选AD。
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、 1.000 小于
【解析】
(1)[1]若电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值，则两条支路的电流相等，所以：
(2)[2]主尺上的刻度为0.5mm，副尺上的刻度为50格，所以读数为：
(3)[3] 铅笔芯的横截面积：
带入电阻定律得：
带入数据得：
(4)[4]若电流表的内阻不能忽略，则笔芯电阻的测量值为，真实值为,则笔芯电阻的测量值小于真实值．
12、 0.20
【解析】
(1)[1]平衡摩擦力后：
解得：
；
[2]当小车和位移传感器的总质量和所挂钩码的质量之间满足时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；
(2)由牛顿第二定律知：
则的图线的斜率是合外力，即绳子拉力，则：
。
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、（1）0.4 （2）12m
【解析】
(1) 设在F作用下，A、B一起运动的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有
对物块B研究有：
解得：
μ=0.4
(2) A、B一起加速的加速度大小为a1=4m/s2 ，F作用2s时，AB一起运动的速度大小
v=a1t1=8m/s
将F水平反向，设A做减速运动的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：
设B做减速运动的加速度大小为a3
当B速度减为零时的运动时间：
2s内A运动的距离：
B运动的距离：
由此知木板的长度为12m。
14、 (1) ；(2) ；(3) ，
【解析】
(1)设a杆刚进入磁场时的速度为，回路中的电动势为，电流为，b杆所受安培力大小为F，则
解得
(2)最后a、b杆速度相同，设速度大小都是，整个过程中产生的焦耳热为Q，则
解得
(3)设b杆初始位置与水平导轨左端间的距离为x时，a杆从距水平导轨高度h释放进入磁场，两杆速度相等为时两杆距离为零，x即为与高度h对应的最小距离。设从a杆进入磁场到两杆速度相等经过时间为Δt，回路中平均感应电动势为，平均电流为，则
对b杆，由动量定理有
或者对a杆，有
图线如图所示（直线，延长线过坐标原点）。
15、（1）（2）R=0.12m ，m=0.02kg（3）h≤0.12m或者h≥0.3m
【解析】
（1）设小球质量为m，对于从释放到轨道最低点的过程，根据动能定理，有
解得：
（2）设小球到达A点速度为vA，根据动能定理
在A点，设轨道对小球的压力为N，根据牛顿第二定律：
根据牛顿第三定律
N=F
联立上述三式可得：
对比F-h图像，根据斜率和截距关系，可得：
R=0.12m
m=0.02kg
（3）假设h=h1时，小球恰好到达最高点A，此时F=0
由F-h图像可得：
h1=0.3m
假设h=h2时，小球恰好到达圆轨道圆心的右侧等高点，此过程根据动能定理：
解得：
h2=R=0.12m
综上，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足：
h≤0.12m或者h≥0.3m