2024届天津市南开中学高三第五次月检测（模拟考试）物理试卷（原卷版+解析版）

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考试时间：60分钟
I卷（共40分）
本试卷分第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。
一、单项选择题（共25分，每题5分）
1. 有关原子与原子核的相关知识，以下说法正确的是（ ）
A. 核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断其中X为正电子
B. α射线是高速运动的氦原子核，具有良好的穿透性，能够穿透几厘米厚的铅板
C. 聚变又叫“热核反应”，宇宙中时时刻刻都在进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆
D. 是核裂变方程，只有当铀块的体积大于“临界体积”时，才能发生链式反应
2. 如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数间的关系曲线。下列说法正确的是（ ）
A. a、b、c三种光的光子能量
B. a、b、c两种光通过同一双缝干涉装置后，形成干涉条纹中，a的条纹最宽
C. 若b光为绿光，a光可能紫光
D. a、b、c三种光从真空进入同一种介质后，频率不变，波长变长
3. 如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是（ ）
A. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
B. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为
C. 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大
D. 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮
4. 如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道Ⅰ上运行（忽略卫星到地面高度），然后通过变轨在椭圆轨道Ⅱ上运行，Q是轨道Ⅰ、Ⅱ相切点，当卫星运动到远地点P时，再变轨成为地球同步卫星在轨道Ⅲ上运行，下列说法正确的是
A. 卫星在轨道Ⅰ上经过Q点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度
B. 卫星在轨道Ⅱ上经Q点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
C. 若地球质量为M，P到地面的高度是r，则卫星在轨道Ⅲ上的运行周期为
D. 卫星在 Ⅱ轨道的P点处于超重状态
5. 2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如右下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子所受洛伦兹力方向由M指向N
B. M点的电势高于N点的电势
C. 污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
D. 只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量
二、多项选择题（共15分，每小题5分）
6. 新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 充气过程中，储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加
B. 充气过程中，储气室内气体分子平均动能不变
C. 充气过程中，储气室内气体内能不变
D. 喷液过程中，储气室内气体吸收热量对外界做功
7. 一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻与两个时刻，轴上区间的波形完全相同，如图所示。图中、两质点在时刻位移均为振幅的一半，下列说法中正确的是（ ）
A. 该波的波速可能为
B. 时刻，处的质点位移一定是
C. 从时刻起，处的质点比处的质点先回到平衡位置
D. 从时刻起，在质点第一次到达平衡位置时，质点恰好到达波峰
8. 东京奥运会女子铅球决赛中，32岁的老将巩立姣以20米58的成绩夺冠，为我国田径队收获了本届东京奥运会的第一枚田径金牌。这块金牌也实现了我国奥运会田赛项目“零的突破”。如图所示，运动员巩立姣斜向上推出铅球，铅球飞行一段时间后落地，若不计空气阻力，则（）
A. 运动员斜上推出铅球过程，运动员做的功全部转化为铅球的动能
B. 只要铅球离手时初速度越大，在空中飞行的时间一定长
C. 铅球在空中飞行过程中，铅球的重力势能先增大后减小
D. 铅球在空中飞行过程中，相同时间内球动量变化量相同
II卷（共60分）
三、实验题（每空2分，共12分）
9. 利用图中所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的点
（1）本实验采用电火花计时器，所接电源应为频率为50Hz的交流电，打点的时间间隔是_________s。
（2）取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为，，，，，，已知打点计时器的打点间隔，则重锤运动的加速度计算表达式为_________，代入数据，可得加速度_________m/s2（计算结果保留三位有效数字）。
10. 在实验室中某同学需要测定一节新干电池的内电阻。已选用的器材有：
干电池（电动势为1.5V，内阻很小）；
电流表（量程，内阻约为0.1Ω）；
电压表（量程，内阻约6kΩ）；
电键一个、导线若干。
（1）新电池的内阻较小，实验中所用的滑动变阻器应选下列的_________（填字母代号）。
A. 定值电阻（阻值1Ω）
B. 定值电阻（阻值10Ω）
C. 滑动变阻器（阻值范围、额定电流2A）
D. 滑动变阻器（阻值范围、额定电流1A）
（2）该同学根据选好的实验器材，将实验器材连接成图甲所示，你认为哪些导线连接的有错误_________（填导线旁的字幕代号）。
（3）按正确的方法连接好器材后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，根据这些数据画出图线如图乙。根据图线得电池的内电阻_________Ω。
四、计算题（48分）
11. 如图所示，质量为M的平板车P静止在光滑水平地面上，一质量为m的小物块Q置于平板车的左端。一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球，小球与小物块Q大小均可忽略不计。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，并由静止释放，小球到达最低点时与Q发生碰撞，碰撞时间极短且无能量损失。已知小物块Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，小物块Q与平板车P之间的动摩擦因数为μ，M=4m，重力加速度为g。求：
（1）小球与小物块Q结束相互作用瞬间，小物块Q速度vQ；
（2）小物块Q在平板车上运动的时间t；
（3）平板车P的长度L。
12. 如图所示，一带电微粒质量为、电荷量，从静止开始经电压为的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角，并接着沿半径方向近入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为。已知偏转电场中金属板长，圆形匀强磁场的半径为，重力忽略不计。求；
（1）带电微粒经加速电场后的速度大小；
（2）两金属板间偏转电场的电场强度E的大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小。
13. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨PQ、MN固定在倾角α=37°的绝缘斜面上，导轨下端接R0=2的电阻，导轨间的距离d=1m。磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，两导体棒a、b的质量均为m=1kg，接入电路的电阻均为R1=1，导体棒a与导轨间的动摩擦因数μ1=0.8，导体棒b与导轨间的动摩擦因数μ2=0.5，开始时导体棒a静止在导轨上，现让b棒从a棒上方一定距离的导轨上由静止释放，当a棒刚要开始运动时，a、b棒恰好相碰，碰后并联在一起向下运动。a、b棒始终与导轨垂直并保持良好的接触。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2。求：
（1）a棒刚要开始运动时，b棒的速度大小；
（2）a、b棒相碰后一起下滑过程中最大速度的大小；
（3）若两棒相碰后，经过t=7s已经达到最大速度，这段时间内电路中电阻产生的焦耳热量。