2024届天津市第一中学等九校高三下学期4月联合模拟考试（一）物理试题（Word版）

这是一份2024届天津市第一中学等九校高三下学期4月联合模拟考试（一）物理试题（Word版），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。

本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。
第Ⅰ卷（本卷共8题，每题5分，共40分）
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）
1．2023年4月12日，我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现稳定态高约束模式等离子体运行403s。其内部发生轻核聚变的核反应方程为，释放出能量，一段时间后测得反应物的质量亏损了，光速为c，下列说法正确的是（ ）。
A．x是粒子，穿透能力强，电离能力弱
B．这段时间内，轻核聚变释放的能量为
C．x粒子最早由汤姆孙通过实验发现的
D．轻核聚变质量亏损，则轻核聚变过程中质量数不守恒
2．2023年1月，央视新闻报道称．“玉兔二号”即将迎来小伙伴，结束单打独斗的服役生涯，“嫦娥七号”将首次携带“飞跃探测器”登月，其中探测器的结构形似蜘蛛，采用六足构型（如图）。对称分布的六条轻质“腿”与探测器主体通过铰链连接，当探测器静止在水平地面上时，六条“腿”的上臂与竖直方向夹角均为，探测器的质量为m，重力加速度为g。则每条“腿”的上臂对探测器的弹力大小为（ ）。
A．B．C．D．
3．北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8h的出舱活动，“神舟十六号”航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动全部既定任务，已知核心舱组合体离地高度约391.9km。已知地球质量为地球半径为6400km，引力常量取，以下说法正确的是（ ）。
A．航天员相对太空舱静止时，所受合外力为零
B．由于太空舱在绕地球做圆周运动，出舱后航天员会很快远离太空舱
C．航天员在8h的出舱活动中，将绕地球转过周
D．航天员出舱后，环绕地球的速度约为7.7km/s
4．电子束焊接机是一种拥有先进焊接技术的设备。电子束焊接机中的电场线分布如图中虚线所示，其中K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上电压为U的高压电。现有一电子在K极附近由静止被加速运动到A极。不考虑电子受到的重力，已知电子所带电荷量为e，下列说法中正确的是（ ）。
A．A、K之间的电场强度为，且为匀强电场
B．电子沿电场线由K极到A极时电势能逐渐增大
C．电子在K极附近受到的电场力比在A极附近要小
D．电子由K极加速到达A极时获得的动能大于eU
5．B超是以灰阶即亮度（brightness）模式形式来诊断疾病的，称“二维显示”，因亮度第一个英文字母是B，故称B超，又称二维超声或灰阶超声。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。如图所示为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是（ ）。
A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为800m/s
B．质点M开始振动的方向沿y轴负方向
C．时质点M运动到横坐标的N处
D．内质点M的路程为1mm
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．关于以下四幅图片，说法正确的是（ ）。
A．甲图是电子的干涉图样，如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
B．乙图是a粒子散射的实验装置，当带荧光屏的显微镜放在D位置时，荧光屏上观察到大量闪光
C．丙图是花粉微粒在液体中运动位置的连线，说明花粉中的分子在做无规则热运动
D．丁图是观察自然光的偏振现象实验，将偏振片以光线为轴旋转任意角度，屏亮度不变
7．家用燃气热水器的内部构造如图甲所示，位于底部的脉冲点火器工作原理电路如图乙所示，点火器电源为2节1.5V的干电池，先利用转换器将直流电压转换为正弦交变电压，再将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，当副线圈两端的放电针之间电压的最大值超过15kV时就可以高压放电，所产生的电火花就可点燃燃气。则下列说法正确的是（ ）。
A．图乙中电压表的示数为5V
B．点火器正常工作时，每秒点火100次
C．若转换器损坏了，副线圈两端的放电针仍然可以点火
D．只有变压器的匝数超过3000∶1时，点火器才能正常工作
8．某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体（视为理想气体）温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做正功
C．气垫内的气体向外界放出热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数减少
第Ⅱ卷（（本卷共4题，共60分）
9．（12分）（1）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
①图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。
②本实验采用的科学方法是______。
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）某同学测量一段阻值很小的金属丝电阻率。实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量金属丝的直径d，结果如图丙所示，则读数______mm；
②用图丁所示的电路来测量此段金属丝的电阻率，P是鳄鱼夹，用来调节金属丝接入电路的长度L，是定值电阻，其作用是______；
③先将鳄鱼夹P置于金属丝的最______（选填“左”或“右”）端，闭合开关，改变P的位置，某次实验测得金属丝接入电路的长度L、电压表示数U和电流表示数I，则金属丝的电阻率______（用题中物理量符号表示）。
10．（14分）如图所示，水平面上O点左边粗糙右边光滑，物体甲放在距O点的A处，物体甲与粗糙水平面间动摩擦因数。质量的物体乙静止在距O点的B处。现给物体甲一个初速度，运动到B点与物体乙发生弹性碰撞，碰后物体甲恰好能返回出发点A，重力加速度g取，两物体均可视为质点，求：
（1）物体甲向右从O点到B点所用的时间；
（2）物体甲的质量。
11．（16分）如图所示，两块相距为R的平行金属板A、B正对且水平放置，两板间加有可调节的电压，、分别为A、B两板中心处的两个小孔，点O与、共线，O与的距离为R。在以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。CD为记录粒子位置的竖直放置胶片，胶片两端点C、D和O正好为边长为2R的等边三角形的三个顶点，D与B板等高。粒子从处无初速度地进入到A、B两板间的电场后，通过进入磁场，粒子所受重力不计。
（1）当A、B两板间电压为时，粒子恰好打在CD的中点，求该粒子的比荷；
（2）一质量为的粒子从磁场射出后，恰好打在CD上的C端点，在相同加速电压下，另一电荷量相同的粒子则恰好打在CD上的D端点，求这个粒子的质量；
（3）当A、B两板间所加电压为某一值时，一质量为m、电荷量为q的粒子，恰好打在CD上的C端点，求粒子从直至打在CD上的C端点所经历的时间。
12．（18分）近日，某研究团队的“实验证实超导态‘分段费米面’”科研成果入选2022年度“中国科学十大进展”，超导体圆环半径为r，常温下电阻为R，圆环的环横截面半径远小于圆环半径。
（1）如图甲，钕磁铁沿圆环轴线从上到下穿过，圆环面上沿轴线方向的磁感应强度分量的平均值随时间t变化的情况如图乙所示（已作简化处理），求时间内圆环中电流的大小与方向（从上往下看）；
（2）求（1）过程中时间内圆环产生的焦耳热；
（3）磁单极子是理论物理中指一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，如图丙所示，图中包围一个N极的磁单极子球面的磁通量为，此磁单极子从上向下以恒定速度v沿轴线穿过低温超导态的圆环，求该磁单极子到达圆环中心时圆环中的感应电动势（不考虑线圈的自感）；
（4）当磁单极子穿过圆环后（看作相距无穷远），研究人员测得圆环中初始电流为I，设圆环中单位体积的自由电子数为n，电子质量为m、电荷量为e，圆环的电阻率为，经一年以上的时间t检测出电流变化量，其中，求的值。
提示1：导体中的电流I可表示为，其中n为单位体积的自由电荷数，q为自由电荷带电荷量，S为导体截面积，v为电荷定向移动速率。
提示2：本题中可把情境理想化，各个自由电荷定向移动速率都是相同的。
提示3：当。
物理答案
第Ⅰ卷（共8题，每题5分，共40分）
1．B 2．D 3．D 4．C 5．A 6．AD 7．BD 8．BC
第Ⅱ卷（共4题，共60分）
9．（12分）
（1）① ②B （2）①0.670 ②保护电路 ③左
10．（14分）
（1） （2）
解：（1）物体甲从点到点做匀减速运动，由牛顿运动定律有
所以物体甲在粗慥水平面运动时的加速度大小
设物体甲到点的速度为，由运动学公式有
解得
物体甲在段做匀速直线运动有
解得物体甲向右从点到点所用的时间。
（2）物体甲在段匀速返回，到段匀减速停止在点，由运动学公式有
解得
设速度向右为正，物体甲、乙碰撞过程动量守恒和能量守恒，得
解得
解得物体甲的质量。
11．（16分）
（1） （2） （3）
解：（1）粒子从到的过程，根据动能定理有
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由向心力公式有
由题意知，粒子的轨迹如图中①所示，由几何关系知粒子在磁场中运动的轨迹半径
联立以上各式，解得粒子的比荷为。
（2）当质量为的粒子打在上的端点时，轨迹如图中②所示，根据几何关系可得粒子在磁场中运动的轨迹半径
当另一粒子打在上的端点时，轨迹如图中③所示，轨迹半径为
由（1）中得粒子质量的通用表达式为，则
解得这个粒子的质量为。
（3）当粒子沿轨迹②最终打在上的端点时，粒子在磁场中的轨迹半径为
粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为
由得到该粒子进人磁场时的速度大小为
粒子在电场中经历的时间为
粒子在磁场中经历的时间
而，可得
粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间为
则粒子从进入电场到打在上的端点所经历的时间为．
12．（18分）
（1），顺时针方向 （2） （3） （4）
解：（1）时间内，有
则圆环中电流
由椸次定律可知电流沿顺时针方向。
（2）时间内时间内
根据焦耳定律，可得，
则有。
（3）以磁单极子为球心、半径为的球面的磁通量为，设距磁单极子距离为处的磁感应强度为，有
磁单极子到达圆环中心时，相当于圆环切割磁感线，产生的感应电动势为
代入可得。
（4）建立能量关系，圆环中的电子动能减小，转化为焦耳热，即
时间内圆环中焦耳热
圆环中定向移动电子减少的动能总和
式中分别代表圆环中单位体积内定向移动电子数、圆环周长、圆环截面积，由电阻定律得
由已知条件
联立上述各式，得。