2024届天津市南开中学高三下学期第三次模拟检测物理试卷

这是一份2024届天津市南开中学高三下学期第三次模拟检测物理试卷，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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．下列说法正确的是（ ）
A．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
B．原子核发生衰变时，新核与粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量增加
D．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
2．下列说法正确的是（ ）
A．若一定质量的气体吸收热量50J，则内能一定增加50J
B．布朗运动反映组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D．气体的温度降低，分子平均动能一定减小
3．理想变压器原线圈a匝数，副线圈b匝数，线圈a接在如图所示的交变电压的交流电源上，“3V，6W”的灯泡恰好正常发光，电阻，，电压表V为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．通过副线圈b的交变电流的频率为10Hz
B．电压表的示数为44V
C．电阻消耗的电功率为8W
D．通过电阻的电流为10A
4．近年来我国的火星探测工程和探月工程都取得了巨大进展。已知火星和月球的半径分别为和，质量分别为和，表面重力加速度分别为和，第一宇宙速度分别为和，其对应的轨道周期分别为和，则（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、、．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（ ）
A．直线a位于某一等势面内，
B．直线c位于某一等势面内，
C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功
二、多项选择题（共15分，每小题5分，漏选3分）
6．“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹是一种光学现象。当阳光照射到空中的雨点时，光线被折射及反射，在空中形成七彩光谱。太阳光射到小水珠发生色散形成彩虹的光路如图所示，a、b为两种折射出的单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的波长大于b光的波长
B．在水珠中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．用同一双缝干涉装置看到b光的干涉条纹间距比a光的宽
D．若a光可使某金属发生光电效应，则b光也能使该金属发生光电效应
7．波源O在时刻开始振动，产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某时刻的波形图如图甲所示，P点是平衡位置为处的质点，图乙为x轴上某质点的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A．O点起振方向沿y轴负方向
B．图乙中所表示的质点平衡位置离O点距离为1m
C．该波所遇到的障碍物或孔的尺寸为4m时，能发生较明显的衍射现象
D．时处的质点第一次到达波峰
8．如图所示，斜面轨道与水平轨道通过一小段圆弧平滑连接，斜面倾角为。质量为m的滑块从斜面底端A点以初速度沿斜面上滑，到达最高点B点后返回A点的速率为，继续在水平轨道上运动一段距离后停在C点。已知，，，g取则（ ）
A．滑块与斜面和水平面之间的动摩擦因数之比为2：1
B．滑块沿斜面上滑和下滑过程中减少的机械能相同
C．滑块沿斜面下滑过程中和沿水平面运动过程中，重力的冲量相同
D．滑块在斜面上运动的整个过程中所受合力的冲量为
II卷（共60分）
三、实验题（共12分）
9、在做“验证机械能守恒定律”实验时：
（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需的器材是_________；
A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、刻度尺
（2）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度则：
①从O点到B点，重物重力势能减少量_________J，打B点时重物的动能为_________J；（结果取3位有效数字）
②实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_________
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（3）通过该实验得到的结论是：__________________。
10、某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路，闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I，得图线如图乙所示，已知。
（1）根据图像可知电池的电动势为_________V，内阻为_________Ω（两空均保留1位小数）。
（2）考虑到电流表内阻的影响，电动势的测量值_________实际值，内阻的测量值_________实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
四、计算题（共48分）
11、（14分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，小车的左侧靠在竖直墙壁上，小车的AB轨道是一段半径为R的四分之一圆弧轨道，AB轨道的最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的3倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从离A点的高度为5R的正上方P点处无初速度下落，恰好落入小车的圆弧轨道上，物块到达圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力是物块重力的5倍，然后物块沿小车的水平轨道运动至末端C处时恰好没有滑出小车。物块的质量为m，小车的质量为3m，重力加速度为g，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求：
（1）物块在AB轨道上运动的过程中克服摩擦力做的功；
（2）物块与水平轨道BC间的动摩擦因数。
12、（16分）如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP与两导轨垂直，导轨平面与水平面间的夹角．M、P和N、Q之间均接阻值为2R的电阻．有一垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为．将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻为R，导轨电阻不计．现用与导轨平行的恒力沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒在运动过程中始终与MP平行．当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd到MP的距离为s，重力加速度为g．
（1）求金属棒达到的稳定速度v．
（2）求金属棒从静止开始运动到cd的过程中，导体棒上产生的热量．
（3）当金属棒滑行至cd时，去掉NQ间的电阻2R，为使导体棒的速度不变，拉力应变为多少？
13、（18分）如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图。加速器金属板M、N竖直放置，两板中心开有小孔，板间电压为．加速器右侧为一速度选择器，金属板E、F中有正交的匀强电场和匀强磁场，磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为，电场方向未画出。速度选择器右端有一个圆心为O，半径为R的绝缘圆筒，圆筒某一横截面在粒子运动所在的竖直面内，在该横截面内圆筒上有三个等间距的小孔A、B、C，圆筒内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。现有一带电量为，质量为m的粒子（重力忽略不计），由静止经过加速器加速后恰能沿直线通过速度选择器，最终从A孔正对圆筒横截面圆心O射入圆筒。求：
（1）离开加速器的速度大小；
（2）速度选择器中电场强度的大小；
（3）若粒子进入绝缘圆筒后，直接从B点射出，则圆筒内的磁感应强度为多大；
（4）为了使粒子从B点射出后能从C点返回筒内，可在圆筒外PQ直线右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，若粒子在运动中与圆筒壁碰撞，将以原速率反弹，求可能的大小。
参考答案
1．A 2．D 3．C 4．C 5．B 6．AD 7．BCD 8．BC
9．D 1.88 1.84 BD 在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒
10．12.5 1.0 等于 大于
11．（1）；（2）
【解析】
（1）由牛顿第三定律知物块到达圆弧轨道的最低点B时轨道对物块的支持力的是物块重力的5倍，即
在B点，由牛顿第二定律得
解得
对物体从释放到B点的过程由动能定理得
联立解得
（2）从B到C的过程中，小车和物块组成的系统动量守恒，由题意知，物块达到C点，小车和物块刚好共速，设此时的速度为v，由动量守恒定律有
由能量守恒得
联立解得
12．（1）（2）（3）
【解析】
（1）当金属棒匀速运动时达到稳定状态，由平衡条件得：，
安培力：，
解得：；
（2）设金属棒从静止开始运动到cd的过程中，导体棒上产生的热量为Q，则整个电路产生的焦耳热为2Q，
由能量守恒定律得：，
解得：．
（3）当金属棒运动到cd时，去掉NQ间的电阻，为使导体棒的速度不变，即使金属棒处于平衡状态，设拉力变为，
由平衡条件得：，
安培力：，解得：
13．（1）；（2）；（3）；（4），，2，3
【解析】
（1）经加速电场有，解得
（2）经速度选择器有，解得
（3）粒子从A入射，直接从B出射，则运动轨迹如图：
由几何关系可知，得，则对粒子有
解得
（4）粒子在圆筒外可能的运动轨迹如图：
由几何关系可知，，2，3，粒子运动半径
根据牛顿第二定律有
解得，，2，3