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2024届天津市普通高考模拟试题物理试卷（五）
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这是一份2024届天津市普通高考模拟试题物理试卷（五），共10页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．2022年3月8日，航天员王亚平从空间站送来的“国际妇女节”节日祝福通过电磁波传播到祖国各地，下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直
C．电磁波传播需要介质，机械波传播不需要介质
D．只要有电场就能产生电磁波
2．2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克（EAST）缔造了新的纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。已知该装置内部发生的核反应方程为：，已知、、和X的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV，则下列说法中正确的是（ ）
A．X是质子
B．该核聚变反应过程中释放的能量约为19.6MeV
C．该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和
D．该反应存在质量亏损，根据△E=mc2可知，部分质量转化成了能量
3．用注射器将一段空气（可视为理想气体）封闭，操作注射器实现气体按如图的变化。下列说法正确的是（ ）
A．，所有分子热运动的动能都增大
B．，气体吸收的热量等于气体对外做的功
C．，气体的压强先增大后减小
D．状态时，单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数比状态时多
4．2020年11月28日20时58分，嫦娥五号探测器经过112小时奔月飞行，在距月面约400km处成功实施第一次近月制动，顺利进入环月椭圆轨道。一天后，探测器又成功实施第二次近月制动，进入200km高度的近月圆轨道，其运动过程简化为如图所示。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，。下列说法正确的是（ ）
A．第一次制动刚结束时嫦娥五号绕月球运行的速度大于月球的第一宇宙速度
B．嫦娥五号在环月椭圆轨道的运动周期小于在近月圆轨道的运动周期
C．嫦娥五号在环月椭圆轨道的机械能小于在近月圆轨道的机械能
D．由题设条件可估算出月球的第一宇宙速度约为1.6km/s
5．如图所示，ab是半径为R=1 m的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以30eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，质子可经过圆周上所有点。其中，到达c点的动能最大为90 eV。已知∠cab=30° ，若不计重力和阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是（ ）
A．电场方向为ac方向
B．电场强度大小为40 V/m
C．b点电势为20 V
D．质子经过该圆周时，可能具有5eV动能的同时，其电势能为45eV
二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6．某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有A、B两种不同颜色光的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以知道（ ）
A．A光的光子能量比较小
B．玻璃砖对B光的折射率小于对A光的折射率
C．在使用同一个装置进行双缝干涉实验时，B光的干涉条纹间距较大
D．照射同一狭缝，A光通过狭缝后的衍射现象更明显
7．如图（a）所示，在匀强磁场中，一闭合矩形金属线圈可绕与磁感线垂直的中心轴OO'，匀速转动，线圈两次以不同的转速转动产生的正弦式交变电动势图像如图（b）中图线甲、乙所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与磁场方向平行
B．图线甲、乙对应的线圈转速之比为2：1
C．将转轴移至与线圈ab边共线，则相同转速下交变电动势的峰值不变
D．若线圈电阻为0.1Ω，则线圈电动势按图线乙规律变化时的发热功率为10W
8．“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端（图乙中的P点），上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，若右手抖动的频率是。下列说法正确的是（ ）
A．时刻质点Q位于波峰位置
B．时刻质点P的位移为
C．P点从图示时刻开始第一次回到平衡位置的时间为
D．健身者提高抖动的频率绳波的波速将增大
第Ⅱ卷（共60分）
9．如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ；
A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是 ；
A．补偿阻力时小车未连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（3）在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是 ；
A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式 ；小车加速度的表达式是 。
A． B． C．
10．利用电压表和电阻箱等测量一电动势约为8V的电源的电动势和内阻。
（1）某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A．量程为1V、内阻大约为1KΩ的电压表V1；
B．量程为2V、内阻大约为2KΩ的电压表V2；
C．量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压表V3。
那么他选择的电压表应该是 （填选项前的字母序号），将选择的正确的电压表串联一个R= kΩ的电阻，就可以改装成量程为9V的电压表。
（2）利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表）来测量该电源的电动势及内阻，在下面线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图 。
（3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出几组电压表示数U和对应的电阻箱的阻值R，画出1U-1R图像，若1U-1R图像在纵轴的截距为0.4V-1，斜率为0.6A-1，则电源的电动势E= V，内阻r= Ω，（结果均保留两位有效数字）。
11．如图，左端固定在墙壁上的水平轻质弹簧，处于自然状态时另一端在光滑水平台面右端；质量为3m的小车静置于光滑的水平面上且紧靠平台，其左侧a端与台面等高，小车的上表面由长度为R的粗糙水平面ab和半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道bc组成。质量为m的小物块P（与弹簧不栓接）在外力作用下将弹簧压缩至某一位置，由静止释放后从a端以大小为（g为重力加速度大小）的速度滑上小车，恰好能到达顶端c。
（1）求由静止释放时弹簧的弹性势能；
（2）求P与ab间的动摩擦因数；
（3）请通过计算判断P是否会滑离小车？
12．如图所示，光滑的平行水平金属导轨、相距；在点与点间连接个阻值为的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为的匀强磁场，磁感应强度为、一个质量为、电阻为、长度刚好为的导体棒垂直置于导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离变化情况如图乙所示。求 ：
（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中流过电阻的电荷量；
（3）棒通过磁场区域的过程中整个回路消耗的电能。
13．质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具，其结构原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为（未知）；区域Ⅱ为速度选择器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间电压为，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。让氢的两种同位素氕核和氘核，从同一位置A由静止出发进入区域Ⅰ，设氕核的质量为，若氕核恰好沿图中虚线经区域Ⅱ从边界线上的点射入区域Ⅲ，击中位于边界线的照相底片的点。忽略空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用力。
（1）求氕核进入区域Ⅱ的速度的大小；
（2）现将区域Ⅰ和Ⅱ的电压分别进行调节，使氘核经区域Ⅱ同样沿直线从点射入区域Ⅲ，也恰好击中位于边界线的照相底片的点，求区域Ⅰ和Ⅱ前后两次电压和的比值；
（3）如果保持区域Ⅰ和区域Ⅱ的板间电压（未知）、不变，氘核可以从区域Ⅱ飞出，请简要分析说明氘核是从点左侧还是右侧通过边界线？测得氘核通过边界时离点的距离为，求氘核离开区域Ⅱ时垂直于照相底片边界线的速度竖直分量。
参考答案
1．B 2．C 3．C 4．D 5．B 6．AD 7．BC 8．BCD
9． B B 远大于 系统误差 C A
10． C 6/6.0 7.5 1.5
11．（1）令弹簧恢复原长时，P的速度为，根据系统能量守恒有
其中
解得
（2）P恰好到达顶点c时，此时P与小车共速，设此时速度大小为v，根据水平方向动量守恒有
根据系统能量守恒
解得
（3）设小物块P最终停在小车上，小物块在粗糙水平面ab上的相对路程为s，由于水平方向动量守恒，可知，此时P与小车速度大小仍然为v，根据系统能量守恒有
解得
由于
故P会滑离小车。
12．（1）棒离开磁场前已做匀速直线运动，根据平衡条件得
由以上各式解得
（2）根据公式
且
解得
（3）根据动能定理得
功能关系可得
解得
13．（1）由题意知，氕核恰好沿直线经区域Ⅱ从点射入区域Ⅲ，则洛伦兹力与电场力平衡，即
解得
（2）氕核在区域Ⅰ中被加速，由动能定理得
氕核在区域Ⅲ中做匀速圆周运动有
以上两式联立得
因氘核质量数与氕核的比值为，所以氘核的质量为，根据题意，氘核在区域Ⅲ中的半径
所以
在区域Ⅱ中，由于两种粒子都沿直线运行，有
联立得
（3）设氘核进入区域Ⅱ时的速度为，因为氘核的质量大于氕核的质量，由
可知
则当氘核进入Ⅱ区域时，有
所以氘核离开区域Ⅱ时在点左侧。氘核进入区域Ⅱ，将速度分解为沿电场方向的和垂直电场方向的，在方向根据动量定理得
（或）
所以vy=2U2B1d
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．2022年3月8日，航天员王亚平从空间站送来的“国际妇女节”节日祝福通过电磁波传播到祖国各地，下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直
C．电磁波传播需要介质，机械波传播不需要介质
D．只要有电场就能产生电磁波
2．2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克（EAST）缔造了新的纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。已知该装置内部发生的核反应方程为：，已知、、和X的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV，则下列说法中正确的是（ ）
A．X是质子
B．该核聚变反应过程中释放的能量约为19.6MeV
C．该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和
D．该反应存在质量亏损，根据△E=mc2可知，部分质量转化成了能量
3．用注射器将一段空气（可视为理想气体）封闭，操作注射器实现气体按如图的变化。下列说法正确的是（ ）
A．，所有分子热运动的动能都增大
B．，气体吸收的热量等于气体对外做的功
C．，气体的压强先增大后减小
D．状态时，单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数比状态时多
4．2020年11月28日20时58分，嫦娥五号探测器经过112小时奔月飞行，在距月面约400km处成功实施第一次近月制动，顺利进入环月椭圆轨道。一天后，探测器又成功实施第二次近月制动，进入200km高度的近月圆轨道，其运动过程简化为如图所示。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，。下列说法正确的是（ ）
A．第一次制动刚结束时嫦娥五号绕月球运行的速度大于月球的第一宇宙速度
B．嫦娥五号在环月椭圆轨道的运动周期小于在近月圆轨道的运动周期
C．嫦娥五号在环月椭圆轨道的机械能小于在近月圆轨道的机械能
D．由题设条件可估算出月球的第一宇宙速度约为1.6km/s
5．如图所示，ab是半径为R=1 m的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以30eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，质子可经过圆周上所有点。其中，到达c点的动能最大为90 eV。已知∠cab=30° ，若不计重力和阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是（ ）
A．电场方向为ac方向
B．电场强度大小为40 V/m
C．b点电势为20 V
D．质子经过该圆周时，可能具有5eV动能的同时，其电势能为45eV
二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6．某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有A、B两种不同颜色光的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以知道（ ）
A．A光的光子能量比较小
B．玻璃砖对B光的折射率小于对A光的折射率
C．在使用同一个装置进行双缝干涉实验时，B光的干涉条纹间距较大
D．照射同一狭缝，A光通过狭缝后的衍射现象更明显
7．如图（a）所示，在匀强磁场中，一闭合矩形金属线圈可绕与磁感线垂直的中心轴OO'，匀速转动，线圈两次以不同的转速转动产生的正弦式交变电动势图像如图（b）中图线甲、乙所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与磁场方向平行
B．图线甲、乙对应的线圈转速之比为2：1
C．将转轴移至与线圈ab边共线，则相同转速下交变电动势的峰值不变
D．若线圈电阻为0.1Ω，则线圈电动势按图线乙规律变化时的发热功率为10W
8．“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端（图乙中的P点），上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，若右手抖动的频率是。下列说法正确的是（ ）
A．时刻质点Q位于波峰位置
B．时刻质点P的位移为
C．P点从图示时刻开始第一次回到平衡位置的时间为
D．健身者提高抖动的频率绳波的波速将增大
第Ⅱ卷（共60分）
9．如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ；
A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是 ；
A．补偿阻力时小车未连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（3）在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是 ；
A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式 ；小车加速度的表达式是 。
A． B． C．
10．利用电压表和电阻箱等测量一电动势约为8V的电源的电动势和内阻。
（1）某同学想从下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A．量程为1V、内阻大约为1KΩ的电压表V1；
B．量程为2V、内阻大约为2KΩ的电压表V2；
C．量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压表V3。
那么他选择的电压表应该是 （填选项前的字母序号），将选择的正确的电压表串联一个R= kΩ的电阻，就可以改装成量程为9V的电压表。
（2）利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表（此表用符号与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表）来测量该电源的电动势及内阻，在下面线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图 。
（3）根据以上实验原理电路图进行实验，读出几组电压表示数U和对应的电阻箱的阻值R，画出1U-1R图像，若1U-1R图像在纵轴的截距为0.4V-1，斜率为0.6A-1，则电源的电动势E= V，内阻r= Ω，（结果均保留两位有效数字）。
11．如图，左端固定在墙壁上的水平轻质弹簧，处于自然状态时另一端在光滑水平台面右端；质量为3m的小车静置于光滑的水平面上且紧靠平台，其左侧a端与台面等高，小车的上表面由长度为R的粗糙水平面ab和半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道bc组成。质量为m的小物块P（与弹簧不栓接）在外力作用下将弹簧压缩至某一位置，由静止释放后从a端以大小为（g为重力加速度大小）的速度滑上小车，恰好能到达顶端c。
（1）求由静止释放时弹簧的弹性势能；
（2）求P与ab间的动摩擦因数；
（3）请通过计算判断P是否会滑离小车？
12．如图所示，光滑的平行水平金属导轨、相距；在点与点间连接个阻值为的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为的匀强磁场，磁感应强度为、一个质量为、电阻为、长度刚好为的导体棒垂直置于导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离变化情况如图乙所示。求 ：
（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中流过电阻的电荷量；
（3）棒通过磁场区域的过程中整个回路消耗的电能。
13．质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具，其结构原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为（未知）；区域Ⅱ为速度选择器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间电压为，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。让氢的两种同位素氕核和氘核，从同一位置A由静止出发进入区域Ⅰ，设氕核的质量为，若氕核恰好沿图中虚线经区域Ⅱ从边界线上的点射入区域Ⅲ，击中位于边界线的照相底片的点。忽略空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用力。
（1）求氕核进入区域Ⅱ的速度的大小；
（2）现将区域Ⅰ和Ⅱ的电压分别进行调节，使氘核经区域Ⅱ同样沿直线从点射入区域Ⅲ，也恰好击中位于边界线的照相底片的点，求区域Ⅰ和Ⅱ前后两次电压和的比值；
（3）如果保持区域Ⅰ和区域Ⅱ的板间电压（未知）、不变，氘核可以从区域Ⅱ飞出，请简要分析说明氘核是从点左侧还是右侧通过边界线？测得氘核通过边界时离点的距离为，求氘核离开区域Ⅱ时垂直于照相底片边界线的速度竖直分量。
参考答案
1．B 2．C 3．C 4．D 5．B 6．AD 7．BC 8．BCD
9． B B 远大于 系统误差 C A
10． C 6/6.0 7.5 1.5
11．（1）令弹簧恢复原长时，P的速度为，根据系统能量守恒有
其中
解得
（2）P恰好到达顶点c时，此时P与小车共速，设此时速度大小为v，根据水平方向动量守恒有
根据系统能量守恒
解得
（3）设小物块P最终停在小车上，小物块在粗糙水平面ab上的相对路程为s，由于水平方向动量守恒，可知，此时P与小车速度大小仍然为v，根据系统能量守恒有
解得
由于
故P会滑离小车。
12．（1）棒离开磁场前已做匀速直线运动，根据平衡条件得
由以上各式解得
（2）根据公式
且
解得
（3）根据动能定理得
功能关系可得
解得
13．（1）由题意知，氕核恰好沿直线经区域Ⅱ从点射入区域Ⅲ，则洛伦兹力与电场力平衡，即
解得
（2）氕核在区域Ⅰ中被加速，由动能定理得
氕核在区域Ⅲ中做匀速圆周运动有
以上两式联立得
因氘核质量数与氕核的比值为，所以氘核的质量为，根据题意，氘核在区域Ⅲ中的半径
所以
在区域Ⅱ中，由于两种粒子都沿直线运行，有
联立得
（3）设氘核进入区域Ⅱ时的速度为，因为氘核的质量大于氕核的质量，由
可知
则当氘核进入Ⅱ区域时，有
所以氘核离开区域Ⅱ时在点左侧。氘核进入区域Ⅱ，将速度分解为沿电场方向的和垂直电场方向的，在方向根据动量定理得
（或）
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