天津市高中2024届高三3月诊断考试物理试题

这是一份天津市高中2024届高三3月诊断考试物理试题，共17页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下（方向不变），现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（ ）
A．ab中的感应电流方向由b到a
B．电阻R的热功率逐渐变小
C．ab所受的安培力逐渐减小
D．ab所受的静摩擦力保持不变
2、如图所示，以19.6m/的水平初速v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为450的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是
A．1sB．2sC．sD．3s
3、2020年3月15日中国散列中子源利（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CNSN是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A．α粒子轰击，生成，并产生了中子
B．经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个
C．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度
4、电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（ ）
甲：电容式触摸屏 乙：电容式压力传感器
丙：电容式油位传感器 丁：电容式加速度传感器
A．甲图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作
B．乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b
C．丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态
5、如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（ ）
A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反
B．原来放射性元素的原子核电荷数为90
C．反冲核的核电荷数为88
D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:88
6、一个物体在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，关于F的大小和方向，下列说法正确的是（ ）
A．若F=mg，则F的方向一定竖直向上
B．若F=mgtanθ，则F的方向一定沿水平方向
C．若F=mgsinθ，则F的方向一定沿斜面向上
D．若F=mgcsθ，则F的方向一定垂直于斜面向上
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、物块套在光滑的竖直杆上，通过光滑的定滑轮用不可伸长的轻绳将物块由A点匀速拉到B点，AB高度为h，则在运动过程中（ ）
A．绳中张力变小
B．绳子自由端的速率减小
C．拉力F做功为
D．拉力F的功率P不变
8、如图所示为“感知向心力”实验示意图，细绳一端拴着一个小砂桶，用手在空中抡动细绳另一端，使小砂桶在水平面内做圆周运动，体会绳子拉力的大小，则下列说法正确的是（ ）
A．细绳所提供的力就是向心力
B．只增大砂桶的线速度，则细绳上拉力将会增大
C．只增大旋转角速度，则细绳上拉力将会增大
D．突然放开绳子，小砂桶将做直线运动
9、把光电管接成如图所示的电路，用以研究光电效应。用一定频率的可见光照射光电管的阴极，电流表中有电流通过，则（ ）
A．用紫外线照射，电流表中一定有电流通过
B．用红外线照射，电流表中一定无电流通过
C．保持照射光不变，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，电流表示数可能不变
D．将电路中电池的正负极反转连接，电流表中一定没有电流通过
10、如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和粒子，质子和粒子同时到达点。已知，粒子沿与成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．质子在磁场中运动的半径为
B．粒子在磁场中运动的半径为
C．质子在磁场中运动的时间为
D．质子和粒子发射的时间间隔为
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）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如图1所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：SA=16.6mm、 SB=126.5mm、SD=624.5 mm。
若无法再做实验，可由以上信息推知：
（1）相邻两计数点的时间间隔为_________s；
（2）打 C点时物体的速度大小为_________m/s（取2位有效数字）
（3）物体的加速度大小为________（用SA、SB、SD和f表示）
12．（12分）教材列出的木一木动摩擦因数为0.30，实验小组采用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。实验中，木块在重锤的拉动下，沿水平长木板做匀加速运动。
（1）实验所用重锤质量150g左右，下列供选择的木块质量最合适的是____；
A．20g B．260g C．500g D．600g
（2）关于实验操作和注意事项，下列说法正确的有____；
A．实验中先释放木块，后接通电源
B．调整定滑轮高度，使细线与板面平行
C．必须满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等
D．木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右
（3）实验得到的一根纸带如图乙所示，从某个清晰的点开始，每5个打点取一个计数点，依次标出0、l、2、3、4、5、6，测得点O与点3、点6间的距离分别为19.90cm、 54.20cm，计时器打点周期为0.02s，则木块加速度a= ____m/s2(保留两位有效数字)；
（4）实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，请写出两个可能的原因：____，_____。
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，宽度的足够长的平行金属导轨、的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量、电阻的金属杆，导轨上端跨接一个阻值的灯泡，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角。金属杆由静止开始下滑，始终与导轨垂直并保持良好接触，金属杆与导轨间的动摩擦因数。下滑过程重力功率达到最大时，灯泡刚好正常发光。（，，）求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）当金属杆的速度达到最大速度的一半时，金属杆的加速度大小。
14．（16分）如图所示，粗糙水平地面上静止放着相距d=1m的两块相同长木板A、B，每块木板长L=9m，与地面的动摩擦因数μ1=0.2。一可视为质点的物块C以=10m/s的初速度水平向右滑上木板A的左端，C的质量为每块木板质量的2倍，C与木板的动摩擦因数μ2=0.4。若A、B碰后速度相同但不粘连，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求:
(1)木板A经历多长时间与木板B相碰?
(2)物块C刚滑离木板A时，A的速度大小；
(3)A、B最终停下时，两者间的距离。
15．（12分）质量为的小型无人机下面悬挂着一个质量为的小物块，正以的速度匀速下降，某时刻悬绳断裂小物块竖直下落，小物块经过落地，已知无人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0.1倍，无人机的升力始终恒定，不计小物块受到的空气阻力，重力加速度为，求当小物块刚要落地时:
（1）无人机的速度;
（2）无人机离地面的高度。
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、C
【解析】
A．磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，故A错误；
B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律
可知，感应电动势恒定，则感应电流不变，由公式可知，电阻R的热功率不变，故B错误；
C．根据安培力公式F=BIL知，电流I不变，B均匀减小，则安培力减小，故C正确；
D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，则
安培力减小，则静摩擦力减小，故D错误。
故选C。
2、B
【解析】
物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为45°的斜面上时，物体的速度方向与斜面垂直，把物体的速度分解如图所示，
由图可得：此时物体的竖直方向上的分速度的大小为 vy=v0=19.6m/s，由vy=gt可得运动的时间为：，故选B．
3、D
【解析】
A．α粒子轰击，生成，并产生了质子，选项A错误；
B．经过4次α衰变，2次β衰变，新核质量数为222，电荷数为86，中子数为136，原来的原子核中子数为238-92=146，则与原来的原子核相比，中子数少了10个，选项B错误；
C．放射性β射线其实质是高速电子流，选项C错误；
D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，选项D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A．甲图中，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作。故A错误。
B．乙图中，力F增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的电流从b流向a，选项B错误；
C．丙图中，油箱液位上升时，正对面积变大，电容变大，选项C错误；
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器，电容变大，电容器处于充电状态，选项D正确。
故选D。
5、D
【解析】
微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动；由得：，若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：，对反冲核：，由于，根据，解得，反冲核的核电荷数为，它们的速度大小与质量成反比，由于不知道质量关系，无法确定速度大小关系，故A、B、C正确，D错误；
6、C
【解析】
A．由甲图可知，若F=mg，则F的方向可能竖直向上，也可能与竖直方向成2θ角斜向下，选项A错误；

B．由乙图可知，若F=mgtanθ，则F的方向可能沿水平方向，也可能与斜面成θ角斜向上，选项B错误；
C．由甲图可知，若F=mgsinθ，则F的方向是唯一的，一定沿斜面向上，选项C正确；
D．由图丙可知，若F=mgcsθ，则若以mgcsθ为半径做圆，交过G且平行于N的直线于两个点，则说明F的解不是唯一的，且F的方向一定不是垂直于斜面向上，选项D错误；故选C。
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、BD
【解析】
A．因为物块做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，则有
因为增大，减小，则拉力T增大，故A错误；
B．物块沿绳子方向上的分速度
该速度等于自由端的速度，增大，自由端速度v减小，故B正确；
C．F为变力，不能用功的定义。应根据动能定理，拉力F做功等于克服重力做的功，即
故C错误；
D．拉力的功率为
可知拉力F的功率P不变，故D正确。
故选BD。
8、BC
【解析】
A．小砂桶的向心力是由小砂桶的重力和绳的拉力的合力提供的，选项A错误；
B．如果小砂桶的线速度增大，则小砂桶的向心力会增大，绳的拉力与竖直方向的夹角会增大，绳的拉力
故绳的拉力会随着的增大而增大，选项B正确；
C．角速度增大，同样会导致绳与竖直方向的夹角增大，同理选项C正确；
D．突然放开绳子，小砂桶仍受重力作用，会从切线方向平抛出去，选项D错误。
故选BC。
9、AC
【解析】
A．紫外线的频率高于可见光，照射时能发生光电效应，电流表中一定有电流通过。所以A正确；
B．红外线的频率低于可见光，其光子能量更小。红外线的频率有可能大于阴极的截止频率，则可能发生光电效应，电流表中可能有电流通过。所以B错误；
C．当滑片向端滑动时，光电管两端电压增大，其阳极吸收光电子的能力增强。但若在滑动前电流已经达到饱和光电流，则增大电压光电流也不会增大。所以C正确；
D．将电路中电池的正负极反接，光电子处在反向电压下，若光电子的动能足够大，电流表中可能有电流通过。所以D错误。
故选AC。
10、BD
【解析】
AB．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有
解得
结合两种粒子的比荷关系得
对于粒子而言，画出其在磁场中运动的轨迹，根据几何关系得其轨迹对应的圆心角为300°，则粒子做圆周运动的轨迹半径为，质子做圆周运动的轨迹半径为，所以A错误，B正确；
CD．质子从点射入从点射出，结合，可知从点射入时的速度方向必须与边界垂直，在磁场中运动的时间
而粒子的运动时间
所以质子和粒子的发射时间间隔为，所以C错误，D正确。
故选BD。
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、0.1 2.5
【解析】
考查实验“用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度”。
【详解】
（1）[1]．电源的频率为50Hz，知每隔0.02s打一个点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点的时间间隔为0.1s；
（2）[2]．C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则
；
（3）[3]．匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以均匀增大，有：
。
12、B BD 1.6 木块、木板表面粗糙程度有差异 细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦
【解析】
（1）[1]由题知，重锤的质量m=150g左右，动摩擦因数0.30，设木块的质量为M，为使木块在重锤的拉动下沿水平长木板做匀加速运动，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
根据长木板做匀加速运动，即a>0，可得
解得
g
当木块的质量M越小时，滑动摩擦力越小，整体的加速度越大，在纸带上打的点越少，则在计算加速度时误差较大，综上分析可知，木块质量最合适的是260g，故B符合题意，ACD不符合题意；
故选B。
（2）[2]A．实验时应先接通电源，再释放纸带，故A错误；
B．为保证木块所受的拉力为细线的拉力，则应调整定滑轮的高度使细线与木板平行，故B正确；
C．根据实验原理
可知不必满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等，故C错误；
D．假设木板光滑，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有
将（1）问中的m=150g，M=260g代入上式，可得加速度
m/s2
为减少误差，计算方便，一般在纸带上是每隔5个点取一个计数点，即时间间隔，通常是取5至6个计数点，则总时间为0.5s到0.6s，取最开始的计数点是从初速度为0开始的，根据位移时间公式有
取t=0.5s计算可得
取t=0.6s计算可得
故为提高纸带利用效率，减少实验误差，木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右，故D正确。
故选BD。
（3）[3]由题知，每隔5个点取一个计数点，则时间间隔，根据
可得加速度为
由题知，，代入数据解得
（4）[4]实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，根据实验原理分析，可能存在的原因有：木块、木板表面粗糙程度有差异；细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦。
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）；（2）
【解析】
（1）金属杆由静止加速下滑时，其产生的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，金属杆所受的沿导轨平面向上的安培力逐渐增大，当金属杆所受的沿导轨平面向上的安培力和滑动摩擦力的合力与金属杆的重力沿导轨平面向下的分力平衡时，金属杆的速度达到最大为，此后以速度匀速运动，此时重力的功率也达到最大。
金属杆的电动势
感应电流
安培力
金属杆受力平衡，有
重力的最大功率
联立解得
，，
（2）金属杆达到最大速度的一半时，电流也是原来的一半，即
此时金属杆所受安培力
金属杆的加速度
解得
14、 (1) 1s(2) 1m/s(3) 1.5m
【解析】
（1）设每块木板的质量为m，则C的质量为2m，假设A、B碰撞时，C仍在A上且速度大于A，C、A相互作用的过程中，对A由牛顿运动定律有:
对C由牛顿运动定律有:

代人数据得:
=2m/s2
=4m/s2
A发生位移d与板B相碰，由运动规律有:

C发生的位移:

代入数据解得:
=1s
=8m
此时C与A右端的距离:
s=L+d-=2m
碰撞前A的速度为:

代入数据得:
=2m/s
碰撞前C的速度为:

代入数据得:
=6m/s
故假设成立，所以A滑至与B相碰时所经历的时间为:
=1s
（2）A、B相碰过程中动量守恒，有:
代入数据得:
=1m/s
碰后，A、B两板所受的合外力
F合=
故两板一起做匀速运动，所以，C刚滑离木板A时，A的速度为:
=1m/s
（3）设从A、B相碰到C刚滑上B板经历的时间为
有:

代人数据得:
=0.5s
故C刚滑上B板的速度为:
=4m/s
A、B分离后，A板做匀减速运动，有:

代入数据得:
=2m/s2
离到停下，发生的位移为:
=0.25m
B板以=2m/s2的加速度做匀加速运动，直到与C同速，设此过程经历时间为；
有:

代入数据得:
=0.5s
=2m/s
此过程B板的位移:
=0.75m
此后B、C一起以=2m/s2的加速度做匀减速运动直到停下
发生的位移为:
=1m
所以，最终停下来时，A、B板间的距离为:
=1.5m
15、（1）；方向竖直向.上（2）27.44 m
【解析】
（1）设无人机的升力为，则
求得
悬绳断开后，无人机先向下做匀减速运动，设加速度大小为，则
求得
运动到速度为零时，需要的时间
然后无人机向上做加速运动，设加速度大小为，
根据牛顿第二定律有
求得
再经过无人机的速度
方向竖直向上
（2）小物块从无人机上刚脱落时，
离地的高度
小物块脱落后，无人机下落的高度
后又在内上升的高度
因此当小物块落地时，无人机离地面的高度