2024届天津市红桥区高三下学期一模考试物理试卷及答案

这是一份2024届天津市红桥区高三下学期一模考试物理试卷及答案，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为射线
B．如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大
C．玻尔通过图（c）所示的粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱
2．如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，直径MN与水平面平行。由两种单色光组成的细光束沿aM从MN边射入玻璃砖，细光束进入玻璃砖后分成两束光分别打到玻璃砖截面的b、c两点处（入射到b、c两点的两束单色光分别称为单色光b和单色光c），b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。下列说法正确的是（ ）
A．图中b、c光线通过玻璃砖的时间相同
B．在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的大
C．单色光b的波长比单色光c的长
D．单色光b的频率比单色光c的小
3．一定质量的理想气体由状态a经①过程到状态b，由状态b经②过程到状态c，由状态c又经③过程回到状态a，①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变．整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．①过程外界对气体做正功
B．②过程气体从外界吸热
C．③过程气体既不吸热也不放热
D．整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功
4．图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处的质点的振动图像，是平衡位置为的质点。下列说法正确的是（ ）
A．波的传播方向向右
B．波速为
C．时间内，运动的路程为
D．当时，恰好在正的最大位移处
5．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端连接一光滑小球a（可视为质点），斜面b静止在水平地面上，小球放在斜面上，开始时弹簧与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处，小球仍静止在斜面上。下列说法正确的是（ ）
A．b对a的弹力增加B．弹簧的长度减小
C．地面对b的支持力增加D．地面对b的摩擦力减小
二、多选题
6．三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知，则对于三颗卫星，正确的是（ ）
A．运行线速度大小关系为
B．运行角速度大小关系为
C．向心力大小关系为
D．轨道半径与运行周期关系为
7．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为4Ω，外接灯泡的电阻为8Ω。则（ ）
A．电压表的示数为6V
B．瞬时电动势的表达式为
C．在时，穿过线圈的磁通量最小
D．发电机的输出功率为2W
8．如图，电容器与电源连接，两极板竖直平行正对放置，左极板A接地且与电源正极相连，极板间P点固定一负点电荷。现将开关S闭合，电路稳定后再断开S，然后把A极板稍向左平移，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容将变小B．电容器极板间的电场强度将变小
C．点电势将升高D．处电荷的电势能将变大
三、实验题
9．如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
(1)实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，下列做法可行的是_________。
A．仅换用间距更小的双缝
B．仅将单缝向双缝靠近
C．仅将屏向靠近双缝的方向移动
D．仅将红色滤光片换成紫色滤光片
(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数为1.030mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为 mm。已知双缝间的宽度d=0.3mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=1.0m，则该种色光的波长是 m。
10．某物理兴趣小组的同学要测定电源（由两节新干电池组成）的电动势和内阻，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图甲所示的原理图，其中定值电阻R0=1.8Ω。还有一毫安表，最大量程为40mA，内阻=4Ω。
(1)因为所给毫安表的最大量程较小，需利用定值电阻将毫安表改装成最大量程为200mA的电流表，图甲中虚线框内为改装后的电流表，其中R1= Ω。
(2)现将实验中所测得的实验数据（电压表的示数用U表示，毫安表的示数用I表示）描绘在如图乙所示的坐标纸上，并画出了U-I图线，根据图乙可知电源的电动势为2.98V，则可求得内阻r= Ω（结果保留2位小数）。
(3)当电压表的示数为2.30V时，由图乙可知I=30mA，此时电源的输出功率为 W（结果保留2位小数）。
四、解答题
11．如图甲所示，水平面上有一圆形线圈，通过导线与足够长的光滑水平导轨相连，线圈内存在垂直线圈平面方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间变化图像如图乙所示。平行光滑金属导轨处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一导体棒垂直于导轨水平放置，由静止释放。已知线圈匝数，面积，其电阻，导轨相距，磁感应强度，导体棒质量，其电阻，其余电阻不计。求
（1）时刻，导体棒中的电流I的大小及方向；
（2）时刻，导体棒的加速度大小和方向；
（3）导体棒的最大速度的大小。
12．如图所示，一质量M=2.0kg的长木板AB静止在水平面上，木板的左侧固定一半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同。现在将质量m=1.0kg的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时的速度v0=3.0m/s，最终小铁块和长木板达到共同速度。忽略长木板与地面间的摩擦。取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小F；
（2）小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功Wf；
（3）小铁块和长木板达到的共同速度v。
13．如图所示，在平面直角坐标系的第一象限有竖直向上的匀强电场，在第四象限有一圆心在O1（2L，-2L）半径为2L的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一负电子从P（0，L）点沿x轴正方向以速度v0入射，经匀强电场偏转后恰好从M（2L，0）点进入匀强磁场。已知电子电荷量为e，质量为m，电子重力不计。求：
（1）求匀强电场的电场强度大小E；
（2）若匀强磁场的磁感应强度为B，电子离开磁场后恰好垂直穿过y轴，求B的大小；
（3）求电子从y轴上的P点出发至再次经过y轴所需要的时间t。
参考答案：
1．D
【详解】A．图（a）所示放射源射出的三种射线在磁场中运动轨迹不同，射线带正电，根据左手定则判断出射线1为射线，故A错误；
B．如图（b）所示，发生光电效应时，根据光电效应方程
可知入射光频率越大，光电子的最大初动能也就越大，与入射光的强度无关，故B错误；
C．卢瑟福通过图（c）所示在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型，故C错误；
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，氢原子能级是分立的，光谱也是分立的，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】B．根据折射定律
可知，单色光b与单色光c的入射角相同，但单色光b的折射角小于单色光c的折射角，所以单色光b的折射率大于单色光c的折射率，根据
可知，在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的小，故B错误；
CD．由于单色光b的折射率比单色光c的大，所以单色光b的频率比单色光c的大，根据
可知，单色光b的波长比单色光c的小，故CD错误；
A．单色光在玻璃砖中传播的路程为
所以传播时间为
可知，图中b、c光线通过玻璃砖的时间相同，故A正确。
故选A。
3．B
【详解】A．①过程气体体积增大，外界对气体做负功，故A项错误；
B．②过程为等容变化，温度升高，气体内能增大，外界没有对气体做功，气体从外界吸热，故B项正确；
C．③过程温度不变，内能不变，外界对气体做的正功，据热力学第一定律，气体放热，故C项错误；
D．②过程外界没有对气体做功，③过程外界对气体做的正功大于①过程外界对气体做的负功，因此全过程外界对气体做正功，故D项错误。
故选B。
4．C
【详解】A．根据图（b）可知，平衡位置在处的质点在2s时刻沿y轴负方向运动，在图（a）中，根据同侧法可知，波的传播方向向向左，故A错误；
B．根据图像可知，波速为
故B错误；
C．周期为4s，由于
则时间内，运动的路程为
故C正确；
D．由于
根据图（a）可知，2s时刻，质点P位于波谷，则当时，恰好在平衡位置，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，如图所示
设弹簧与斜面的夹角为，斜面倾角为，由平衡条件有
，
又有
斜面缓慢向左移到虚线处，增大，则增大，减小，弹簧长度增大，故AB错误；
CD．根据题意，对斜面受力分析，如图所示
结合AB分析，由牛顿第三定律可知，减小，由平衡条件可得，地面对b的支持力减小，地面对b的摩擦力减小，故C错误，D正确。
故选D。
6．ABD
【详解】ABC．根据万有引力提供向心力有
所以
所以
，
故AB正确，C错误；
D．根据开普勒第三定律可得轨道半径与运行周期关系为
故D正确。
故选ABD。
7．BD
【详解】A．由图乙可知，电动势有效值为
电压表测的是有效值，则示数为
故A错误；
B．由图乙可知，电动势的最大值为，周期为，则瞬时电动势的表达式为
故B正确；
C．在时，电动势为0，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误；
D．灯泡消耗的功率为
故发电机的输出功率为，故D正确。
故选BD。
8．AD
【详解】A．根据电容公式有
可知把A极板稍向左平移，板间距离d变大，电容变小，A正确；
B．由于断开了开关，因此电容器所带电荷不变，又
解得
可知电容器间的电场强度将不变，B错误；
C．P点电势为
因为电场强度不变，A极板向左平移，因此P点的电势将降低，C错误；
D．电势能为
因为电势降低，而所带电荷为负，因此电势能变大，D正确。
故选AD。
9．(1)A
(2) 14.530
【详解】（1）A．根据双缝干涉条纹间距公式
从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，应增大双缝干涉条纹间距，仅换用间距更小的双缝，双缝干涉条纹间距增大，故A符合题意；
B．仅将单缝向双缝靠近，双缝干涉条纹间距不变，故B不符合题意；
C．仅将屏向靠近双缝的方向移动，双缝干涉条纹间距减小，故C不符合题意；
D．仅将红色滤光片换成紫色滤光片，紫光的波长较小，双缝干涉条纹间距减小，故D不符合题意。
故选A。
（2）[1]手轮的读数为
[2]双缝干涉条纹间距为
根据双缝干涉条纹间距公式
该种色光的波长为
10．(1)1
(2)2.66（2.60~2.72均可）
(3)0.39
【详解】（1）根据电流表改装原理
解得
（2）电路中的电流为
根据闭合电路的欧姆定律可得
整理得
图像斜率的绝对值为
解得内阻为
（3）当电压表的示数为2.30V时，由图乙可知I=30mA，此时电路中的电流为
电源的输出功率为
11．（1），从到；（2），水平向右；（3）
【详解】（1）时刻，感应电动势为
导体棒中的电流的大小为
根据楞次定律，导体棒中的电流方向为从到。
（2）根据牛顿第二定律
解得时刻，导体棒的加速度大小为
根据左手定则，导体棒受到的安培力水平向右，故导体棒的加速度水平向右。
（3）当导体棒受到的安培力为零时，即回路中的感应电流为零时，导体棒的速度最大，则
解得导体棒的最大速度的大小为
12．（1）25N；（2）1.5J；（3）1.0m/s
【详解】（1）小木块在弧形轨道末端时，满足由牛顿第二定律
F－mg＝
解得小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小为
F＝25 N
（2）根据动能定理
mgR－Wf＝
解得小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功为
Wf＝1.5 J
（3）根据动量守恒定律
解得小铁块和长木板达到的共同速度为
v=1.0m/s
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电子在电场中类平抛运动，则
联立解得
，
（2）设电子进入磁场时速度方向与x轴夹角为θ，则
所以
电子运动的轨迹如图所示
根据磁发散模型特点可知
根据洛伦兹力提供向心力有
联立解得
（3）电子在磁场中运动的时间为
所以
电子出磁场后做匀速直线运动，则有
所以电子从y轴上的P点出发至再次经过y轴所需要的时间为