2024年天津市宁河区芦台一中桥北学校高考物理一模试卷(含详细答案解析)

这是一份2024年天津市宁河区芦台一中桥北学校高考物理一模试卷(含详细答案解析)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( )
A. 体积变大，压强变小
B. 体积变小，压强变大
C. 体积不变，压强变大
D. 体积变小，压强变小
2.2022年6月5日，“神舟十四号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接。如图所示，虚线Ⅰ为载人飞船对接前的轨道，实线Ⅱ为核心舱运行的圆轨道，两者对接于A点。下列说法正确的是( )
A. 核心舱在轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
B. 飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C. 若引力常量已知，利用轨道Ⅱ的周期和半径可以算出地球的质量
D. 飞船沿轨道Ⅰ运行至A点时，需减速才能与核心舱成功对接
3.下列说法正确的是( )
A. 甲图中，“彩超”利用多普勒效应的原理测定血管中血液的流速
B. 乙图中，核电站的核反应堆外面修建很厚的水泥层，用来屏蔽聚变产物放出的各种射线
C. 丙图中，光的衍射现象说明光具有波粒二相性
D. 丁图中，由氢原子能级图可知能量为1.89eV的光子，有可能使处于n=2能级的氢原子电离
4.如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，原线圈两端连接有理想电压表，副线圈n2连接有可变电阻R和理想电流表A，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1：2，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度B=IT，发电机线圈匝数N=10，面积是 25m2，内阻不计。发电机转动的角速度是25rad/s，下列说法正确的是( )
A. 当线圈转到图示位置时磁通量的变化率为0
B. 当线圈从图示位置转过90∘时电流表示数为0
C. 当线圈转到图示位置时电压表的示数是50 2V
D. 当R=50Ω时，电流表的示数是2A
5.无人机常应用于应急救援物资输送上。在某次救援过程中，无人机下方用轻绳悬挂救援物资，它们在空中沿水平方向一起做匀速运动，救援物资在水平方向受到空气阻力作用。现在，调整无人机速度，在水平方向仍然匀速运动，发现悬挂物资的绳子与竖直方向的夹角θ变大，则调整速度后，下列说法正确的是( )
A. 救援物资受到的合力会变大
B. 悬挂救援物资的绳子张力变小
C. 救援物资在水平方向上受到的空气阻力不变
D. 救援物资受到的重力和绳子拉力的合力会变大
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光.以下说法正确的是( )
A. 在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度
B. 如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应
C. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大
D. b光比a光更容易发生明显衍射现象
7.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势线间的电势差相等，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是( )
A. 质点在 Q 点时电势能比 P 点时大
B. 质点在 Q 点时加速度方向与等势面 a 垂直
C. 三个等势面中等势面 a 的电势最低
D. Q 点的电场强度小于P点的电场强度
8.一简谐机械横波沿x轴负方向传播，t=0时刻波形如图甲所示，b、d是波上的两个质点。图乙是波上某一点的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 图乙可以表示d质点的振动B. 该波的传播速度v=4m/s
C. b，d两质点在任意时刻速度大小相同D. t=1s时刻，d质点速度沿y轴正方向
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
9.做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像。如图所示，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面aa′交于O点，MN表示法线。
(1)请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2；
(2)该玻璃砖的折射率可表示为n=______。(用θ1和θ2表示)
(3)下列说法正确的是______。
A.玻璃砖的宽度应尽量大些，即图中aa′与bb′间的距离大些
B.入射角应尽量大些
C.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
D.如果某同学将玻璃界面aa′和bb′的间距画得过宽了，如图所示，其他操作正确，折射率的测量值将偏大
10.某同学想通过测绘小灯泡的I−U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个，量程0∼3V，内阻约为3kΩ；
电流表一个，量程0∼0.6A，内阻约为0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
(1)请在图甲中画出实验的电路图；
(2)在图乙中描绘出小灯泡伏安特性曲线；
(3)由(2)中图像知，小灯泡正常工作时的电阻为______(结果保留两位有效数字)。
四、简答题：本大题共2小题，共32分。
11.光滑的平行金属导轨长L=1m，两导轨间距d=0.5m，轨道平面与水平面的夹角θ=30∘，导轨上端接一阻值为R=4Ω的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B=1T，如图所示，有一质量m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒ab，放在导轨最上端，其余部分电阻不计。棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到轨道最底端时速度的大小为3m/s，g取10m/s2。
(1)当金属棒的速度v=2.0m/s时，电阻R两端的电压U；
(2)在金属棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量Qr；
(3)金属棒从开始下滑到运动至轨道最底端所用时间t。
12.如图，在平面直角坐标系xOy中，直角三角形区域ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1，线段CO=OB=L，θ=30∘；第三象限内存在垂直纸面的匀强磁场B2(图中未画出)，过C点放置着一面与y轴平行的足够大荧光屏CD；第四象限正方形区域OBFE内存在沿x轴正方向的匀强电场。一电子以速度v0从x轴上P点沿y轴正方向射入磁场，恰以O点为圆心做圆周运动且刚好不从AC边射出磁场；此后电子经第四象限从E点进入第三象限，最后到达荧光屏时速度方向恰好与荧光屏平行。已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子的重力，求：
(1)P点距O点的距离d；
(2)电子到达E点时的速度；
(3)第三象限内的磁感应强度B2的大小。
五、计算题：本大题共1小题，共16分。
13.如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，圆弧轨道的半径R=0.32m，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B(均可视为质点)，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接)。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长L=0.5m的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，恰好未从小车左端掉下。B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。物块A与小车之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)物块B运动到圆弧轨道的最低点b时对轨道的压力大小。
(2)细绳剪断之前弹簧的弹性势能。
(3)小车的质量M。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：细管中被封闭的空气温度不变，作等温变化，当水位升高时，细管内气体压强增大，由玻意耳定律pV=C可知气体的体积减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
细管中封闭一定质量的空气，空气作等温变化，分析压强的变化，再根据玻意耳定律分析气体体积的变化。
对于气体问题，关键要判断出气体作何种变化，当气体作等温变化时，根据压强的变化可判断体积的变化情况。
2.【答案】C
【解析】解：A、7.9km/s是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，则核心舱在轨道Ⅱ上运行的速度小于7.9km/s，故A错误；
B、根据开普勒第三定律：r3T2=k可知，在轨道Ⅰ上运行的半长轴小于在轨道Ⅱ上运行的轨道半径，则飞船在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误；
C、飞船在轨道Ⅱ上，万有引力提供向心力，GMmr2=m4π2T2r，解得地球质量：M=4π2r3GT2，若引力常量已知，利用轨道Ⅱ周期和半径可以算出地球的质量，故C正确；
D、根据卫星变轨原理，在轨道Ⅰ上A点要加速做离心运动才能进入轨道Ⅱ，故D错误；
故选：C。
7.9km/s是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度；
根据开普勒第三定律可知绕同一中心天体的行星轨道半径的三次方与周期平方成正比；
根据万有引力提供向心力分析；
由低轨道进入高轨道，需要加速做离心运动。
本题考查万有引力的应用，解题关键在于理解卫星的变轨问题，从低轨道进入高轨道需要加速，从高轨道到低轨道要减速。
3.【答案】A
【解析】解：A、“彩超”利用的是多普勒效应原理，“彩超”工作时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后，被仪器测量出接收到的频率，从而判断血液的流速情况，故A正确；
B、核电站的核反应堆发生核反应的过程中会放出大量的射线，其产物也有很多的放射性物质，核电站的核反应堆外面修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，故B错误；
C、衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，故C错误；
D、要是处于n=2能级的氢原子电离所需的最小能量为3.40eV，故D错误。
故选：A。
根据多普勒效应原理分析作答；很厚的水泥层可以用来屏蔽裂变产物放出的各种射线；衍射是波的特有现象；根据电离的条件分析。
该题考查多普勒效应、核裂变、光的衍射以及玻尔理论等，属于对基础知识的考查，在平行的学习中多加积累即可。
4.【答案】D
【解析】解：A.图示位置线圈平面与磁场方向平行，此时磁通量的变化率最大，故A错误；
B.线圈从图示位置转过90∘时，线圈平面与磁场方向垂直，此时感应电动势为0，而电流表显示的有效电流，所以不为0，故B错误；
C.发电机产生的最大电动势为Em=NBSω=10×1× 25×25V=50 2V，电压表的示数为有效值，即U=Em 2=50 2 2V=50V，故C错误；
D.由变压器的特点可知U1U2=n1n2=12，U1=U=50V，解得U2=100V，当电阻R=50Ω时，电流表的示数I=U2R=10050A=2A，故D正确；
故选：D。
根据线圈所处位置判断磁感应强度的变化率；根据交流电压表和交流电流表的示数均为有效值进行判断；根据变压比公式以及欧姆定律进行分析。
该题考查了交变电流的产生原理以及理想变压器的工作原理，属于基本知识点的考查，题目难度不大。
5.【答案】D
【解析】解：A、无人机和救援物资仍做匀速运动，合力仍为零，没有变化，故A错误；
BC、设绳子拉力为T，救援物资受到的阻力为f，其受力情况如图所示，根据平衡条件在水平方向有
f=Tsinθ
竖直方向上有
Tcsθ=mg
可得：f=mgtanθ，T=mgcsθ
则当绳子与竖直方向的夹角θ变大时，绳子的拉力T变大，救援物资受到的空气阻力f变大，故BC错误；
D、由三力平衡可知，救援物资受到的重力和绳子拉力的合力大小等于受到的阻力大小，阻力变大，则救援物资受到的重力和绳子拉力的合力变大，故D正确。
故选：D。
救援物资做匀速运动，合力为零。对救援物资受力分析，利用正交分解法，建立力的等量关系，据此分析当绳子与竖直方向的夹角θ变大时，绳子的张力、空气阻力、以及重力和绳子拉力的合力如何变化。
对救援物资受力分析时解决本题的关键，注意三力平衡时，其中任意两力的合力一定跟第三个力等大反向。
6.【答案】AC
【解析】解：A、b光的折射率大，b光频率大，a光折射率小，故a光的频率小，根据v=cn，可知在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度，故A正确；
B、b光的折射率大于a光的折射率，则b光的频率大于a光的频率。产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，可知，若b光能使金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，故B错误；
C、因为b光的折射率大，b光的折射角小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大，故C正确；
D、折射率小，则频率小，波长大，知a光的波长大于b光的波长，根据发生明显衍射的条件可知，a光比b光更容易发生明显衍射现象，故D错误。
故选：AC。
根据光线进入水珠折射时折射角的大小关系，可分析出折射率的大小，由v=cn分析光在水珠中传播速度的大小；根据折射率关系确定出光的频率关系，结合光电效应原理分析B；以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，根据折射定律分析侧移量的大小；根据衍射条件分析D。
解决本题的突破口在于根据光的偏折程度比较出折射率的大小，掌握折射率、频率、临界角、波长等大小关系，并记住这些关系。
7.【答案】BD
【解析】解：假设负电荷从P运动到Q，根据物体做曲线运动时，合力指向运动轨迹的凹侧、等势面与电场线垂直以及物体做曲线运动时某点的速度方向与该点的切线方向的一致，作图如下：
A.从图中可知，负点电荷从P运动到Q的过程中，瞬时速度的方向与电场力的夹角小于90∘，电场力做正功；根据电场力做功与电势能变化的关系WPQ=EpP−EpQ>0，可知EpQ0，可知P、Q两点的电势高低为φP