天津市和平区2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)

这是一份天津市和平区2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律，以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图，图丁是自然光通过偏振片的实验结果。下列说法中正确的是( )
A.图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距不变
B.图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小
C.图丙中，a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度
D.图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变暗
2．2023年8月25日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。核聚变是一种核反应的形式，下列关于核聚变的说法中正确的是( )
A.相同质量的核燃料，聚变产生的能量比裂变多
B.核聚变反应可以自发进行，不需要任何条件
C.太阳在核聚变的过程中质量保持不变
D.核聚变由于原料具有放射性因此不适合用来发电
3．2024年2月10日是“天问一号”火星环绕器环火三周年纪念日。3年前“天问一号”火星探测器成功实施制动捕获后，进入环绕火星椭圆轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。要完成探测任务探测器需经历如图所示变轨过程，轨道Ⅰ为圆轨道，轨道Ⅱ、轨道Ⅲ为椭圆轨道，三条轨道相切于P点。关于探测器，下列说法正确的是( )
A.探测器在轨道Ⅱ上的周期大于在轨道Ⅲ上的周期
B.探测器在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C.探测器在轨道Ⅰ上经过P点的速度小于轨道Ⅱ上经过P点的速度
D.探测器在轨道Ⅰ上经过P点的加速度小于轨道Ⅱ上经过P点的加速度
4．“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是( )
A.降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍
B.若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大
C.若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大
D.若用户功率增大，降压变压器的输出电压也增大
5．一实验小组使用如图所示的装置探究力和运动的关系，P是位于光滑水平轨道上的滑块，用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连，Q的质量为m，开始时用手托住Q，绳子处于拉直状态，释放Q后两物体由静止开始运动的过程中（P未与滑轮相碰），轨道以上的绳子始终是水平的，不计一切摩擦，以下对实验规律描述中正确的是( )
A.P受到轻绳的拉力大小等于Q的重力mg
B.Q减小的重力势能等于P增加的动能
C.若轨道以上的绳子不水平，P也能做匀变速直线运动
D.某段时间内，Q的重力冲量大小大于P的动量增加量
二、多选题
6．取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度L处上升到2L处，则( )
A.这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少
B.这一过程中，罐内气体分子的平均动能保持不变
C.油柱在刻度L处时罐内气体压强小于油柱在2L处时的压强
D.这一过程中，罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量
7．一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在内运动的路程为7cm。下列说法正确的是( )
A.该波一定沿x轴负方向传播
B.在1s内，波向传播方向传播了3m
C.波的传播速度大小为21m/s
D.时，处的质点沿y轴负方向运动
8．如图所示，在O点处固定一个正点电荷；图中虚线是以O点为圆心的圆周，从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹与圆周的交点，，则小球( )
A.小球在M点的速度等于在N点的速度
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功
三、实验题
9．某同学采用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，按以下步骤进行：
（1）用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，这说明________。
A.平抛运动在水平方向分运动是匀速直线运动
B.平抛运动在竖直方向分运动是自由落体运动
C.平抛运动的运动轨迹是抛物线
D.改变击打力度，可以得到A球水平方向上的运动特点
（2）为得到小球做平抛运动的轨迹，使用如图乙所示的装置，实验前，先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，下列步骤，必要的是________。
A.使用密度大、体积小的钢球
B.斜槽要尽可能光滑
C.每次实验钢球需要从同一位置释放
D.每次实验，挡板需要下降相同的高度
E.背板必须竖直放置
F.需要用折线将白纸上的各位置连接
（3）得到平抛运动的轨迹后，以抛出点为坐标原点O，建立平面直角坐标系，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，已知每个小方格的边长为L，已经在轨迹上确定了坐标为（5L，5L）的A点，若想得到小球水平方向运动的规律，需要再选取纵坐标为________的B点，若B点的横坐标为________，则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
10．为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍。设计电路测量灵敏电流计的内阻，实验室有下列器材：
待测灵敏电流计G（量程5mA，内阻约为50Ω）；
电压表V（，内阻约为10kΩ）；
电阻箱（）；
滑动变阻器（，1.5A）；
电源（电动势约为3V，内阻不计）；
导线和开关若干。
（1）为尽可能精确测出灵敏电流计的内电阻，不同小组设计了如图甲所示的四种电路，其中正确的是________。
A.B.
C.D.
（2）选择正确电路后进行实验，某次实验中，测得电压表示数为2.00V，灵敏电流计示数为4.00mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则可以得到灵敏电流计内阻为________Ω；
（3）为了将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱的阻值调为________Ω。
四、计算题
11．某生产线上的传送装置如图所示，质量为的零件先从A点由静止释放，通过半径的圆弧轨道，然后进入一段水平轨道，运动了之后，从水平轨道末端C点冲上静止在地面上且表面与水平轨道相切的传送小车，零件与小车相对静止后，小车到达挡板与挡板碰撞后立即停止运动，零件在小车上又滑行了恰好能被挡板处的工人接到，已知小车质量为，小车与地面间摩擦力很小可以忽略，已知零件与水平轨道和传送小车间的动摩擦因数均为，g取，求：
（1）传送小车的长度L；
（2）圆弧轨道的摩擦力对零件做的功。
12．航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场B，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小；
（2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小；
（3）回收舱主体可以实现软着陆，若从减速到的过缓冲程中，通过线圈的电荷量为q，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。
13．将一金属或半导体薄片垂直置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场方向会产生一个电势差，这一现象称为霍尔效应，此电势差称为霍尔电压。某长方体薄片霍尔元件，长为a、宽为b、厚为c，在霍尔元件中有沿x轴方向的电流强度为I，若霍尔元件中导电的载流子是自由电子，带电量为e，薄片处在沿方向磁感应强度为B的匀强磁场中，则在沿z轴方向产生霍尔电压。
（1）请判断该霍尔元件图中前、后两个侧面，哪端的电势高，并简要叙述理由；
（2）该霍尔元件在具体应用中，有，式中的称为霍尔元件灵敏度，一般要求越大越好，推导的表达式并解释为什么霍尔元件一般都做得很薄；
（3）由于金属中载流子密度很大，霍尔效应不明显，因此霍尔元件常用半导体而不是金属。一种半导体材料中同时存在电子与空穴两种载流子（空穴可视为能移动的带正电的粒子），每个载流子所带电量的绝对值均为e，单位体积内电子和空穴的数目之比为ρ，在霍尔电压稳定后，电子和空穴沿z方向定向移动的速率分别为和，求电子和空穴沿z轴方向定向移动的速率和之比。
参考答案
1．答案：C
解析：A.当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平距离变大，故相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏，故A错误；
B.根据双缝干涉条纹间距公式
图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误；
C.图丙中，b光的偏折程度较大，b光的折射率较大，根据
可知a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度，故C正确；
D.光是横波，图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度逐渐变亮，故D错误。
故选C。
2．答案：A
解析：A.相同质量的核燃料，聚变产生的能量比裂变多，故A正确；
B.轻核聚变需要很高的温度，使发生反应的两个核有较大的相对动能，故B错误；
C.太阳在核聚变的过程中放出大量能量，根据质能方程可知，太阳的质量有亏损，故C错误；
D.核聚变由于不可控因此不适合用来发电，故D错误。
故选A。
3．答案：C
解析：A.由开普勒第三定律
可知，轨道半径越大，周期越大，故A错误；
B.探测器从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，发动机点火致使其减速，做负功，其机械能将减小，所以探测器在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故B错误；
C.探测器从轨道Ⅱ上P点减速变轨到轨道Ⅰ，所以在轨道Ⅰ上经过P点的速度小于轨道Ⅱ上经过P点的速度，故C正确；
D.根据牛顿第二定律，有
可得
故在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于轨道Ⅱ上经过P点的加速度，故D错误。
故选C。
4．答案：B
解析：A.升压变压器次级电压为kU，由于导线上有电压损失则降压变压器初级电压小于kU，而次级电压等于U，则降压变压器原线圈匝数与副线圈匝数比小于k，选项A错误；
BCD.若用户功率增大，升压变压器的输入功率变大，而输入电压不变，则升压变压器的输出电压不变，输出功率变大，输出电流变大，输电线上的电流变大，则输电线上损失的功率也增大，输电线上的电压损失变大，降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，选项B正确，CD错误。
故选B。
5．答案：D
解析：A.整体做匀加速直线运动，设轻绳拉力为T，加速度为a，对Q有
可见P受到轻绳的拉力大小小于Q的重力mg，故A错误；
B.根据能量守恒可知Q减小的重力势能等于P增加的动能与Q增加的动能之和，故B错误；
C.若轨道以上的绳子不水平，因运动过程绳子与水平方向夹角不断变化，所以P不能做匀变速直线运动，故C错误；
D.某段时间t内，对Q，由动量定理有
对P
联立得
可见Q的重力冲量大小大于P的动量增加量，故D正确。
故选D。
6．答案：AD
解析：AB.这一过程中，气体压强不变，温度升高，气体分子的平均动能变大，分子平均速率变大，分子对器壁的平均作用力变大，气体数密度减小，可知罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少，选项A正确，B错误；
C.外界大气压保持不变，油柱产生的压强可忽略，则油柱在刻度L处时罐内气体压强等于油柱在2L处时的压强，选项C错误；
D.这一过程中，气体体积变大，对外做功，温度升高，内能变大，根据
可知，气体从外界吸收的热量等于气体对外做功与气体内能增量之和，则罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量，选项D正确。
故选AD。
7．答案：AC
解析：ABC.处的质点在内运动的路程为7cm，则
解得
由图可知波长为，波的传播速度大小为
内，波传播的距离为
将时刻波形图沿x轴负方向平移可得到时刻波形图，将时刻波形图沿x轴正方向平移不能得到时刻波形图，故该波沿x轴负方向传播，故AC正确，B错误；
D.波沿x轴负方向传播，根据同侧法，时，处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。
故选AC。
8．答案：BC
解析：AC.根据点电荷的电势分布情况
可知
M点和N点到点电荷的距离相等，则
根据电场力做功为
小球从M点到N点电场力做功为零，则小球在M点和N点的机械能相等，N点的重力势能小于M点的重力势能，则N点的动能大于M点的动能，即N点的速度大于M点的速度，故A错误，C正确；
B.根据
其中
小球带负电，所以
故B正确；
D.从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。
故选BC。
9．答案：（1）B（2）ACE（3）20L；10L
解析：（1）观察到两球同时落地。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，则说明，平抛运动在竖直方向分运动时自由落体运动。
故选B。
（2）A.为减少空气阻力的影响，所以应该选用密度大，体积小的钢球，故A项正确；
B.实验过程中斜槽不必尽可能光滑，故B项错误；
C.为保证小球以同一初速度做平抛运动，所以每次实验钢球需要从同一位置释放，故C项正确；
D.每次实验，竖直方向加速运动，相同时间竖直方向位移变大，挡板不是必修需要下降相同的高度，故D项错误；
E.平抛运动竖直方向为自由落体，在同一平面，所以背板必须竖直放置，故E项正确；
F.需要用光滑的曲线将白纸上的各位置连接，故F项错误。
故选ACE。
（3）小球平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。在相同时间内，其竖直方向的位移之比满足，由题意可知，第一段时间内竖直位移为5L，所以相同时间，第二段其位移为15L。则前两段时间竖直位移为20L，所以B点的纵坐标为20L。
若在水平方向做匀速直线运动，所以其第二段小球的水平位移也为5L，则其前两段的水平位移为10L，所以B点的横坐标应该为10L。
10．答案：（1）B（2）45（3）5
解析：（1）A.该电路图中不能确定电流计G两端电压，则不能求解电流计的内阻，选项A错误；
B.该电路中根据电流计读数I和电压表读数U，根据
可得电流计内阻，选项B正确；
C.该电路图中不能确定电流计G两端电压，况且电流表示数较小，误差较大，选项C错误；
D.该电路中电压表示数很小，读数误差较大，选项D错误。
故选B。
（2）电阻箱读数为455Ω，由电路可知，电流计内阻
（3）应将电阻箱的阻值调为
11．答案：（1）3.5m（2）
解析：（1）车静止后，零件在车上滑行过程
根据动量守恒和能量守恒定律可知零件在车上相对滑动过程有
解得传送小车的长度
（2）根据动量定理，零件在BC段滑行过程
根据动能定理，在圆弧轨道上下滑
可得圆弧轨道的摩擦力对零件做的功
12．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为
根据欧姆定律，线圈中的电流为
线圈受到的安培力为
根据牛顿第二定律
可得
（2）对滑块K，设滑块K受到的支持力为，由力的平衡
线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为
根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力为
可得
（3）由能量守恒
根据法拉第电磁感应定律
又
可得
13．答案：（1）前表面，见解析（2）见解析（3）
解析：（1）根据左手定则，电子向后表面偏转，故前表面电势高。
（2）电子受到的洛伦兹力与电场力平衡
电场强度
电流的微观表达式
可得
故
由表达式可知，霍尔灵敏度与元件厚度c成反比，c越小，值越大，故霍尔元件一般都做得很薄。
（3）霍尔电压稳定，则一段时间内，到达后表面的电子总电荷量和空穴总电荷量相等，有
又
可得