天津市2023-2024学年高三下学期物理模拟试题

这是一份天津市2023-2024学年高三下学期物理模拟试题，共15页。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
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、1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：．X的原子序数和质量数分别为
A．15和28
B．15和30
C．16和30
D．17和31
2、如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°，一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧．调节A、B间细线的长度，当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦．设小环甲的质量为m1，小环乙的质量为m2，则m1∶m2等于( )
A．tan 15°B．tan 30°C．tan 60°D．tan 75°
3、氢原子的核外电子从n=2的能级跃迁到n=1的能级时，发出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则下列各种说法中正确的是（ ）
A．该光是氢原子所有可能发出的光中能量最大的
B．氢原子中由高能级跃迁到n=2的能级时发出的光可能使该金属发生光电效应
C．该金属发生光电效应产生的光电子的最大能量恰好等于氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量
D．氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出光子的能量等于该金属的逸出功
4、两车在平直的公路上沿同一方向行驶，两车运动的图象如图所示。在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，则（ ）
A．若在时刻相遇，则
B．若在时刻相遇，则
C．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为
D．若在时刻相遇，则下次相遇时车速度为
5、如图所示，图a中变压器为理想变压器，其原线圈接在（V）的交流电源上，副线圈与阻值R1=2Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表。图b中阻值为R2=32Ω的电阻直接接到（V）的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则（ ）
A．通过电阻R1的交流电的频率为50Hz
B．电阻R1消耗的电功率为9W
C．变压器原、副线圈匝数比为8:1
D．电流表的示数为2.5A
6、将一小球从高处水平抛出，最初1 s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g取10 m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是( )
A．小球的质量
B．小球的初速度
C．最初1 s内重力对小球做功的平均功率
D．小球抛出时的高度
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、如图所示。在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（ ）
A．粒子c带正电，粒子a、b带负电
B．射入磁场时粒子c的速率最小
C．粒子a在磁场中运动的时间最长
D．若匀强磁场磁感应强度增大，其它条件不变，则a粒子运动时间不变
8、如图，倾角为30°的粗糙绝缘斜面固定在水平面上，在斜面的底端A和顶端B分别固定等量的同种负电荷。质量为m、带电荷量为的物块从斜面上的P点由静止释放，物块向下运动的过程中经过斜面中点O时速度达到最大值，运动的最低点为Q（图中没有标出），则下列说法正确的是（ ）
A．P，Q两点场强相同
B．
C．P到Q的过程中，物体先做加速度减小的加速，再做加速度增加的减速运动
D．物块和斜面间的动摩擦因数
9、如图所示的 “U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（ ）
A．磁场对金属棒做功为
B．流过金属棒的电荷量为
C．整个过程因摩擦而产生的热量为
D．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为
10、下列说法正确的是（ ）
A．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特性
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．两个相邻的分子间的距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小
D．热量既能够从高温物体传到低温物体，也能够从低温物体传到高温物体
E.绝热气缸中密封的理想气体在被压缩过程中，气体分子运动剧烈程度增大
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）某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切，桌面与地面的高度差为。让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的点，记下平抛的水平位移。平移滑槽的位置后固定，多次改变距离，每次让滑块从滑槽上同一高度释放，得到不同的水平位移。作出图像，即可根据图像信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数（重力加速度为g）
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v，随着L增大v将会_____（选填增大、不变或减小）
(3)若已知图像的斜率绝对值为，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数____（用本题中提供的物理量符号表示）
12．（12分）某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理．
（1）有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器 B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．
（3）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用 ΔEk= 算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应_________（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．
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，用一块长的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高，长。斜面与水平桌面间的倾角。一个质量为的小滑块放在桌面最右端，现将质量为的小滑块A从斜面顶端由静止释放，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块与水平桌面间的动摩擦因数，忽略滑块在斜面与桌面交接处的能量损失，滑块A与滑块B发生正碰，碰后滑块A最终停在离桌面右端处。滑块与木板及桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，重力加速度，，。求：
（1）与B相碰前瞬间小滑块A的速度大小；
（2）小滑块B的落地点距桌面最右端的水平距离。
14．（16分）如图所示，两竖直极板之间存在匀强电场，两极板之间的电势差为U，左侧电势高、右侧电势低，两极板间的距离为d。一不计重力质量为m、电荷量为q的带正电粒子P从靠近左极板的位置由静止释放，带电粒子经过加速后从右侧极板间的狭缝进入正方形匀强磁场区域ABCD。匀强磁场ABCD区域的AC连线竖直，BD连线水平，正方形ABCD的边长为L。
(1)如果带电粒子从A点离开磁场，则匀强磁场的磁感应强度为多少？
(2)如果带电粒子从AB边离开，且离开磁场时，速度方向与AB边垂直，则匀强磁场的磁感应强度为多少？粒子离开磁场的位置到B点的距离为多少？
15．（12分）足够长的光滑斜面固定在水平面上，现以恒力F沿斜面向上拉物体，使其以初速度为0、加速度从斜面底端向上运动。恒力F作用一段时间t后撤去，又经过相同时间t物体恰好回到斜面底端。求：
（1）施加恒力时物体的加速度与撤去恒力后物体的加速度大小之比；
（2）撤去恒力的瞬间物体的速度与物体回到斜面底端时速度大小之比。
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】
根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2+13=15，质量数为4+27-1=30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，故B正确；ACD错误．
2、C
【解析】
试题分析：小球C为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600，C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300，A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300，
乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600，根据平衡条件，对甲环：，对乙环有：，得，故选C．
【名师点睛】小球C为轻环，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，可以根据平衡条件得到A段与竖直方向的夹角，然后分别对甲环和乙环进行受力分析，根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解．
考点：共点力的平衡条件的应用、弹力．
3、D
【解析】
A．氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级，所放出光子的能量是所有相邻能级间跃迁时能量最大的，但小于其他能级跃迁到n=1的能级时所放出的光子的能量，故A错误；
B．氢原子从高能级跃迁到n=2的能级所放出的光子的能量都小于从n=2的能级跃迁到n=1的能级所放出的光子的能量，不会使金属发生光电效应，故B错误；
C．恰好发生光电效应，说明光电子的最大初动能为零，故C错误；
D．恰好发生光电效应，说明光子的能量等于金属的逸出功，故D正确。
故选D。
4、B
【解析】
A．根据题述，在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有
解得，故A错误；
B．若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有
解得，故B正确；
C．若在时刻相遇，则下次相遇的时刻为关于对称的时刻，故C错误；
D．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为，下次相遇时车速度
故D错误。
故选B。
5、C
【解析】
A．根据可知ω=50πrad/s，故频率为
故A错误；
B．R2消耗的功率为

故R1消耗的功率为4.5W，故B错误；
D．有P=I2R1得
电流表的示数为1.5A，故D错误；
C．电阻R1两端的电压为
U2=IR1=1.5×2=3V
故
故C正确。
故选C。
6、D
【解析】
试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．
解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v1==，
根据图象可知：小球的初动能为：EK0=mv01=5J，
1s末的动能为：EK1=mv11=30J，
解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B错误．
C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：
P=mgvy=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．
D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：
h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．
故选D．
【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．
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、AC
【解析】
A．带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转，根据左手定则可知粒子c带正电，粒子a、b带负电，A正确；
B．洛伦兹力提供向心力
解得
根据几何关系可知粒子运动的半径最小，所以粒子的速率最小，B错误；
C．粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中轨迹对应的圆心角最大，大小为，所以粒子在磁场中运动的时间最长，为半个周期，C正确；
D．洛伦兹力提供向心力
解得粒子运动半径
磁感应强度增大，可知粒子运动的半径减小，所以粒子运动的圆心角仍然为，结合上述可知粒子运动的周期改变，所以粒子运动的时间改变，D错误。
故选AC。
8、CD
【解析】
ABD．物块在斜面上运动到O点时的速度最大，加速度为零，又电场强度为零，所以有
所以物块和斜面间的动摩擦因数，由于运动过程中
所以物块从P点运动到Q点的过程中受到的合外力为电场力，因此最低点Q与释放点P关于O点对称，则有
根据等量的异种点电荷产生的电场特征可知，P、Q两点的场强大小相等，方向相反，故AB错误，D正确；
C．根据点电荷的电场特点和电场的叠加原理可知，沿斜面从P到Q电场强度先减小后增大，中点O的电场强度为零。设物块下滑过程中的加速度为a，根据牛顿第二定律有，物块下滑的过程中电场力qE先方向沿斜面向下逐渐减少后沿斜面向上逐渐增加，所以物块的加速度大小先减小后增大，所以P到O电荷先做加速度减小的加速运动，O到Q电荷做加速度增加的减速运动，故C正确。
故选CD。
9、BD
【解析】
A．通过R和r的电流相等，R上产生的热量为Q，所以回路中产生的焦耳热
由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做功
故A项错误；
B．由法拉第电磁感应定律得
又
解得：流过金属棒的电荷量
故B项正确；
C．由能量守恒可知
所以整个过程因摩擦而产生的热量
故C项错误；
D．由C选项的分析可知
解得
故D项正确。
10、ADE
【解析】
A．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特性工作的，选项A正确；
B．当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，故B错误；
C．两个相邻的分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项C错误；
D．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，热量从低温物体传递给高温物体，必须借助外界的帮助，故D正确；
E．绝热气缸中密封的理想气体在被压缩过程中，内能增大，温度升高，气体分子运动剧烈程度增大，故E正确。
故选ADE。
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、保证滑块到达滑槽末端的速度相同 减小
【解析】
(1)[1]每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了保证到达斜面体底端的速度相同；
(2)[2]滑块离开滑槽后，受到摩擦力作用，做匀减速直线运动，设离开滑槽的速度为v0，根据运动学公式可知
随着L增大，v将会减小；
(3)[3]滑块从桌边做平抛运动，则有
且有
联立解得
若x2－L图像的斜率绝对值为k，则有
得
12、B 乙 远大于
【解析】
(1)[1]电磁打点计时器是通过机械振动打点的，而电火花打点计时器是通过电火花来打点，用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小。故A不符合题意，B符合题意。
(2)[2]同学乙的做法正确。只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力与沙子和盘的重力大小相等，才能够消除摩擦力的影响。对于甲同学，小车开始运动时，沙子和盘的重力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力。
(3)[3]对于砝码、砝码盘和沙子，根据牛顿第二定律：mg-F=ma，只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时，绳子的拉力 F 才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力 mg。
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）2m/s；（2）0.64m
【解析】
（1）在斜面上，对A分析，根据牛顿第二定律有
又
则滑块在斜面底端的速度
在水平桌面上，对A分析，斜面底部到滑块的距离
设碰前瞬间A的速度为，根据动能定理有
得
（2）设碰撞后A返回的距离为，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据动能定理有
碰后B做平抛运动，则有
，
联立解得滑块B的落地点距桌面右端的水平距离为
14、 (1)；(2)
【解析】
(1)带电粒子在加速电场中
解得
带电粒子进入磁场后，根据几何关系，带电粒子的运动半径为
根据
可得
联立可得
(2)粒子垂直于AB边射出，根据几何关系，带电粒子的运动半径为
根据
可得
联立可得
粒子离开磁场的位置到B点的距离
d=2L－R
解得
15、（1） ；（2）
【解析】
（1）（2）施加恒力时，物体做匀加速直线运动，则有
，
撤去恒力物体返回斜面底端过程，物体做匀变速直线运动
方向沿斜面向下，则有
，，
联立解得
，
故与大小之比为，与大小之比为。