天津市红桥区2024届高三下学期二模考试物理试卷(含答案)

这是一份天津市红桥区2024届高三下学期二模考试物理试卷(含答案)，共14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．如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热气缸内。若环境温度不变，活塞与气缸壁间无摩擦，现对活塞施加向下压力使其缓慢下降，此过程中( )
A.缸内气体压强增大，内能增加
B.缸内气体分子平均动能增大，吸收热量
C.外界对气体做功，缸内气体温度升高
D.缸内气体分子在单位时间内碰撞到容器壁单位面积上的次数增多
2．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为。其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是( )
A.变压器输入电压的最大值是220V
B.电压表的示数是40V
C.若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是40W
D.原线圈输入的正弦交变电流的是频率是100Hz
3．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、M为这轨迹上的两个点，由此可知( )
A.三个等势面中，a电势最高
B.粒子在P点比在M点时的电势能较小
C.粒子在P点比在M点时加速度大
D.粒子在M点比在P点时动能大
4．如图所示，一束由绿、橙、蓝三种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，在右侧光屏M、N、P处各呈现一亮线，不计光在三棱镜中的多次反射，以下说法正确的是( )
A.光屏上的三条亮线由上到下的顺序是蓝、绿、橙
B.光屏上的三条亮线是光的干涉条纹
C.三种色光相比，照射到P处的色光在三棱镜中传播的时间最长
D.三种色光相比，照射到P处的色光最容易发生明显衍射
5．如图所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧固定在水平地面上。质量为m的小球从弹簧正上方高h处自由下落，当弹簧的压缩量为x时，小球到达最低点。不计空气阻力，重力加速度为g。此过程中( )
A.小球的机械能守恒
B.小球到距地面高度为时动能最大
C.小球最大动能为
D.弹簧最大弹性势能为
二、多选题
6．2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和”核心舱成功对接，6名宇航员首次实现“太空会师”。如图，对接前神舟十五号飞船在圆形轨道Ⅰ运动，核心舱在距地面400km高度的轨道Ⅱ运行。飞船从Ⅰ轨道加速到达Ⅱ轨道与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是( )
A.对接后飞船的运行速度大于7.9km/s
B.对接后核心舱的运行周期将增大
C.飞船在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能
D.飞船在轨道Ⅰ的运行速度大于飞船在轨道Ⅱ的运行速度
7．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的光可让光电管阴极K发生光电效应。调节滑片P的位置，当电压表的示数为7.55V时，微安表示数恰好为零。下列说法中正确的是( )
A.图乙电路中电源左侧为负极
B.氢原子跃迁放出的光中有3种频率不同的光子
C.光电管阴极K金属材料的逸出功为4.54eV
D.用能量为1.5eV的光照射处于第3能级的氢原子，可以使氢原子发生电离
8．O点处有一质点从时刻开始在y方向做简谐运动，时，在其右边的水平绳上第一次形成如图所示的波形，此时波源质点的频率突然变为原来的2倍，则( )
A.后波速为10m/s
B.当处的质点第一次处于波峰时，处的质点处于波谷
C.从到时间内，处的质点通过的路程为20cm
D.时，处的质点处于波峰
三、实验题
9．某学校一实验小组采用甲图装置研究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系.
(1)图乙是弹簧弹力F与弹簧长度l的关系图像，由图可知，弹簧的原长为______cm，弹簧的劲度系数为______。
(2)图丙表示两根劲度系数不同的弹簧的弹力F与形变量x的关系，下列说法正确的是_____。
A.两图线未经过坐标原点的原因，可能是测量弹簧原长时未将弹簧悬挂起来
B.两弹簧原长一定相同
C.a图线末端为曲线，无法比较两弹簧的劲度系数
D.a图线末端是曲线是因为超出了弹簧的弹性限度
10．某实验小组欲将电流表的量程由改装为。实验器材如下：
A.待测电流表（内阻约为）；
B.标准电流表（满偏电流为）；
C.滑动变阻器R（最大阻值为）；
D.电阻箱（阻值范围为）；
E.电池组、导线、开关。
(1)实验小组根据图甲所示的电路测电流表的内阻，请完成以下实验内容：
①将滑动变阻器R调至最大，闭合；
②调节滑动变阻器R，使电流表满偏；
③再闭合，保持滑动变阻器R不变，调节电阻箱，电流表指针的位置如图乙所示，此时电阻箱的示数为。可知电流表内阻的测量值为______，与真实值相比______（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）；
(2)为了更加准确地测量电流表的内阻，实验小组利用上述实验器材重新设计实验，请完成以下实验内容：
①实验小组根据电路图进行实验，采集到电流表、的示数分别为、，电阻箱的读数为，则电流表内阻为______；
②实验小组将电流表改装成量程为的电流表，要______（选填“串联”或“并联”）一个阻值_____Ω的电阻（结果保留一位有效数字）。
四、计算题
11．如图所示，质量为，半径的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质点的光滑小球、，、，右侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将从圆弧槽顶端由静止释放，重力加速度，求：
(1)若圆弧槽固定不动，小球滑离圆弧槽时的速度大小；
(2)若圆弧槽不固定，小球滑离圆弧槽时的速度大小；
(3)圆弧槽不固定的情况下弹簧压缩过程中的最大弹性势能。
12．如图，平行板电容器两板间距离为，板间电压大小为，同时板间还存在匀强磁场。平行板电容器右侧有内径为、外径为内径的2倍的圆环状匀强磁场。比荷为的正离子从电容器左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入环形磁场，离子的重力可忽略。求：
(1)离子射入两板间的速率；
(2)若离子恰好不能进入小圆区域，磁感应强度的大小；
(3)满足第(2)问结果的条件下，粒子通过环形磁场所用的时间（，，π取3）。
13．我国在高铁列车和电动汽车的设计和制造领域现在处于世界领先水平，为了节约利用能源，在“刹车”时采用了电磁式动力回收装置，可将部分动能转化为电能并储存起来。如图所示为该装置的简化模型，在光滑的水平面内，一个“日”字形的金属线框，各边长，其中、、边电阻均为，、电阻可忽略，线框以速度冲进宽度也为l，磁感应强度的匀强磁场，最终整个线框恰好能穿出磁场，忽略空气阻力的影响，求：
(1)线框刚进磁场时流过的电流大小和方向，并指出M、N哪端电势高；
(2)整个线框的质量m；
(3)边穿过磁场过程中，边中产生的焦耳热Q。
参考答案
1．答案：D
解析：ABC.若环境温度不变，现对活塞施加向下压力使其缓慢下降，则气体体积减小，根据玻意耳定律
可知缸内气体压强增大，由于气体温度不变，缸内气体分子平均动能增大，气体内能不变；由于气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故ABC错误；
D.由于气体压强增大，气体温度不变，缸内气体分子平均动能增大，根据压强微观意义可知，缸内气体分子在单位时间内碰撞到容器壁单位面积上的次数增多，故D正确。故选D。
2．答案：B
解析：A.由图乙可知变压器输入电压的最大值为，故A错误；
BC.输入电压的有效值为
根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为
若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是，故B正确，C错误；
D.变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期
可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故D错误。故选B。
3．答案：B
解析：A.正电粒子所受电场力指向轨迹凹侧，又电场线与等势面垂直，正电荷所受电场力与电场方向相同，则电场方向由c指向a，沿电场线方向电势降低，a电势最低，A错误；
B.c电势最高，则正电粒子P点比在M点时的电势能较小。由能量守恒，粒子在M点比在P点时动能小，B正确，D错误；
C.等差等势面越密集，电场向越密集，即电场力越大，加速度越大，粒子在P点比在M点时加速度小，C错误。故选B。
4．答案：C
解析：A.因绿光折射率最大，橙光折射率最小，可知光屏上的三条亮线由上到下的顺序是橙、绿、蓝，选项A错误；
B.光屏上的三条亮线是光的折射造成的色散现象，选项B错误；
C.三种色光相比，照射到P处的蓝光折射率最大，则由
可知，在棱镜中的速度最小，在棱镜中传播距离最长，可知该色光在三棱镜中传播的时间最长，选项C正确；
D.三种色光相比，照射到P处的蓝色光波长最短，则最不容易发生明显衍射，选项D错误。故选C。
5．答案：D
解析：A.当小球与弹簧接触后，弹簧的弹力对小球做负功，小球的机械能减少，弹簧的弹性势能增加，小球的机械能不守恒。故A错误；
BC.当小球所受合外力为零时，小球的速度最大，此时小球的动能最大，设此时弹簧的形变量为，则根据平衡条件有
解得
由于不知道弹簧原长，故无法知道小球此时距地面的高度。设此时弹簧的弹性势能为，则根据能量守恒定律可知，此时小球的动能为
，故BC错误；
D.当小球运动到最低点时，小球的动能为零，弹簧的形变量最大，此时弹簧的弹性势能最大。设此时弹簧的弹性势能为，则根据能量守恒定律可得
故D正确。故选D。
6．答案：CD
解析：为地球第一宇宙速度，是卫星围绕地球做圆周运动的最大速度，则对接后飞船的运行速度小于7.9km/s，故A错误；
B.根据万有引力提供向心力有
对接后核心舱的运行周期不变，故B错误；
C.飞船从Ⅰ到Ⅱ需要加速做离心运动，机械能增加，则飞船在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能，故C正确；
D.根据，
飞船在轨道Ⅰ的运行速度大于飞船在轨道Ⅱ的运行速度，故D正确。故选CD。
7．答案：BC
解析：A.光电子由阴极K向对面的极板运动，形成的电流在图乙中从右向左流动，要阻止该电流，需要施加反向电压，即电源左侧应该为正极，故A错误；
B.氢原子跃迁放出的光中有种频率不同的光子，故B正确；
C.由图甲可知光子的能量为
遏止电压为7.55V，光电子的初动能为
解得金属材料的逸出功为，故C正确；
D.至少用能量为1.51eV的光照射处于第3能级的氢原子，才能使氢原子发生电离，故D错误。故选BC。
8．答案：ABD
解析：A.由图可知，波长为4m，周期为0.4s，波的传播速度由介质决定，频率变化后，周期变化，但波的传播速度不变，所以后波的传播速度为
故A正确；
B.由题意可知前0.4s，质点的周期为，0.4s后质点的周期为
第一个波峰传播到处需要的时间为
而波传播到处需要0.85s，所以处质点在波的带动下振动了0.45s
即处的质点正在波谷的位置，故B正确；
C.波传播到处需要0.2s，然后在波的带动下振动了一个周期即路程为4A，然后又在波作用下振动了0.2s即1个周期即质点的路程为4A，则在0至0.8s内振动走过的路程为，故C错误；
D.波传播到处需要0.1s，在时，处的质点振动了0.55s，即，质点的起振方向向下，处于波峰的位置，故D正确。故选ABD。
9．答案：(1)5.0/5；30.0/30(2)AD/DA
解析：(1)根据胡克定律有
所以图像的横截距表示弹簧的自然长度，斜率表示劲度系数，则
(2)A.弹簧弹力为0时，弹簧已经有形变量，故弹簧未悬挂起来后测量原长，故A正确；
B.两弹簧的形变量相等，不能说明原长相等，故B错误；
C.图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由此可以判断出二弹簧的劲度系数，故C错误；
D.a末端是曲线是因为超出了弹簧的弹性限度，故D正确。故选AD。
10．答案：(1)③9.0/9；偏小(2)①10.0/10②并联；0.05
解析：(1)③电流表的量程，由图乙可知，此时电流表的示数为1.00mA，由于保持滑动变阻器R不变调至最大，R的阻值为，则闭合，相对于电路总电流不变，则流过电阻箱的电流为2.00mA，根据并联电路的特点可知
解得
当闭合时，电路中的总电阻真实值减小，总电流真实值略大于，当电流表示数为1.00mA时，通过电阻箱的电流真实值略大于2.00mA，则电流表内阻的真实值大于，则真实值大于测量值。
(2)①由电路图可知，电流表的内阻为
②根据电流表的改装原理可知，电流表的改装应并联一定阻值的分流电阻。
根据并联电路的特点可知
11．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)圆弧槽固定，小球机械能守恒
解得
(2)圆弧槽不固定，槽和小球组成的系统在水平方向动量守恒，若以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得
(3)当小球、速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，根据动量守恒解得
解得
根据能量守恒可得
代入数据可得
12．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)设离子射入匀强磁场时的速率为v，在两板间恰好做匀速直线运动，则有
解得
(2)若离子恰好不能进入小圆区域，设离子与小圆相切时轨道半径为，此时轨迹如图所示
在中，由几何关系得
解得
在环形磁场中，洛伦兹力提供向心力
解得
(3)电粒子在磁场中运动的周期
根据几何关系可得
可得
可知轨迹对应的圆心角约为，则有
13．答案：(1)，电流的方向N到M，M端电势高(2)(3)
解析：(1)导体进入磁场切割感应电动势为
回路的总电阻为
流过导体的电流大小为
根据楞次定律或右手定则，电流的方向N到M；M端电势高；
(2)在整个线框穿过磁场的过程中，总有一个边在切割磁感线，回路的总电阻相当于不变，根据动量定理
…
整理后得
解得（约为0.013kg）
(3)对边通过磁场的过程使用动量定理，为穿过磁场的时间
解得
根据能量守恒定律
导体棒生的热