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2024天津河北区高三下学期二模试题物理含解析
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这是一份2024天津河北区高三下学期二模试题物理含解析，共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，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，只有一个是正确的）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 真空中红光的传播速度比紫光的大
B. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
2. 依据世界核电运营者协会（WANO）评价规则，我国自主设计建设三代核电机组、全球首台“华龙一号”—中国核电旗下福清核电5号机组WANO综合指数于2024年2月实现满分，标志着“华龙一号”生产运营绩效在全球范围表现卓越，充分验证了我国自主三代核电技术的安全性和先进性。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（ ）
A. 太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变
B. 铀核典型的裂变方程为
C. 裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大
D. 锶90是铂235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90便衰变没了
3. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）
A. 体积减小，内能增大B. 体积减小，压强减小
C. 对外界做负功，内能减小D. 对外界做正功，压强减小
4. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. A点处的场强比B点处的场强大
C. A点处的电势比B点处的电势高
D. 该电场可能是由正点电荷产生的
5. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的（ ）
A. 输入电压u的表达式是u＝20sin（50t）V
B. 只断开S1后，L1、L2均正常发光
C. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
D. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大
二、多项选择题（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. 2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。在这三年里，“天问一号”实现了工程和科学两个领域的双丰收，超额完成了既定任务。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102km、远火点距离火星表面5.9×105km，则“天问一号”（ ）
A. 在近火点的加速度比远火点的小
B. 在近火点的运行速度比远火点的大
C. 在近火点机械能比远火点的小
D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
7. 图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 在t=0.10s时，质点P的速度为零
B. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P的路程为10cm
C. 这列简谐横波沿x轴负方向传播
D. 在t=0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向
8. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（ ）
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
第II卷
9. 某实验小组用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，光电门1、2与数字计时器相连并固定在气垫导轨上，两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、。
（1）调节装置时，启动充气机，经过调整后，将滑块A轻放在气垫导轨上任何位置都能_______，则气垫导轨已调至水平。
（2）本实验_______（“需要”或“不需要”）测量遮光条的宽度。
（3）两滑块A、B从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两光电门中间发生碰撞，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。实验中光电门1记录挡光时间为，光电门2记录三次挡光时间依次为、、。已知两滑块上的遮光片宽度相同，若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为_________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。
10. 某实验小组用电压表V（量程为3V、内阻约为3kΩ），电流表A（量程为50mA，内阻约为2Ω），定值电阻，滑动变阻器R、两节干电池（电动势均为1.5V，内阻均不到1Ω）、开关及导线等器材测量电阻的阻值（约为150Ω）。
（1）A，B两位同学采用伏安法进行测量：
A同学用如图甲所示的内接法测量，得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，根据每组数据计算出对应的电阻，再求出电阻的平均值作为待测电阻的测量值；
B同学用如图乙所示的外接法测量，根据测得的数据，作出U－I图线，然后算出图线的斜率k，将k作为待测电阻的测量值。
关于A，B两同学测得的结果，______（填“A”或“B”）同学的测量结果更精确，测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（2）C同学设计了如图丙所示的电路进行实验，操作步骤如下：
① 正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
② 闭合、，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表A满偏；
③ 保持滑动变阻器R的滑片不动，断开，此时电流表A的示数为40mA；
待测电阻______Ω（保留三位有效数字）。
11. 如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点高度差；
（3）小物块在A点的初速度大小。
12. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B、现将质量均为m的金属棒a、b垂直导状放置，每根金属接入导轨之间的电阻均为R，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g、
（1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0：
（2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静释放，求释放瞬间棒b加速度大小a：
（3）在（2）问中，从棒b放瞬间开始计时，经过时间t0，两棒恰好达到相同速度v，求速度v的大小。
13. 静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，场强为。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：
(1)油漆微粒落在B板上所形成的图形面积。
(2)若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.06T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。B板被油漆微粒打中的区域的长度。
(3)在满足(2)的情况下，打中B板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。
2024年天津市河北区高三物理二模试题
第I卷
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，只有一个是正确的）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 真空中红光的传播速度比紫光的大
B. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
【答案】B
【解析】
【详解】A．真空中红光和紫光的传播速度相同，故A错误；
B．在光导纤维束内传送图像是利用了光的全反射现象，故B正确；
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C错误；
D．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，故D错误。
故选B。
2. 依据世界核电运营者协会（WANO）评价规则，我国自主设计建设三代核电机组、全球首台“华龙一号”—中国核电旗下福清核电5号机组WANO综合指数于2024年2月实现满分，标志着“华龙一号”生产运营绩效在全球范围表现卓越，充分验证了我国自主三代核电技术的安全性和先进性。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（ ）
A. 太阳辐射能量主要来源也是重核裂变
B. 铀核典型的裂变方程为
C. 裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大
D. 锶90是铂235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90便衰变没了
【答案】C
【解析】
【详解】A．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生聚变，故A错误；
B．典型的裂变方程为
故B错误；
C．裂变释放核能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能，故C正确；
D．锶90的半衰期为28年，那么经过56年锶90剩下原来的四分之一，故D错误。
故选C。
3. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）
A. 体积减小，内能增大B. 体积减小，压强减小
C. 对外界做负功，内能减小D. 对外界做正功，压强减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】CD．充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，已知袋内气体与外界无热交换，则袋内气体内能增加，故选项C错误，D错误；
AB．气体体积减小，内能增加，温度一定升高，压强变大，故选项A正确，B错误。
故选A。
4. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. A点处场强比B点处的场强大
C. A点处的电势比B点处的电势高
D. 该电场可能是由正点电荷产生的
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于物体沿电场线运动过程当中做加速运动，故点电荷所受电场力方向由A指向B，又由于负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，所以电场线的方向由B指向A，选项A错误；
B．速度图像的斜率等于物体的加速度，由图可知点电荷从A向B运动的过程中加速度越来越小，故A点的场强比B点场强大，选项B正确；
C．电场线的方向由B指向A，而沿电场线的方向电势降低，所以A点电势比B点的电势低，选项C错误；
D．根据电场线的方向由B指向A，A点的场强比B点场强大，可知该电场可能是由负点电荷产生的，选项D错误。
故选B。
5. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的（ ）
A. 输入电压u的表达式是u＝20sin（50t）V
B. 只断开S1后，L1、L2均正常发光
C. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
D. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知周期
T=0.02s
则
所以输入电压u表达式应为
A错误；
B．只断开S1后，L1、L2断路，均不能正常发光，B错误；
C．理想变压器原、副线圈的匝数之比
n1：n2＝5：1
则副线圈的有效值为
若S1换接到2后，只有电阻R接入电路，则R消耗的电功率为
C正确；
D．只断开S2后，负载电阻变大，副线圈的功率减小，原线圈的输入功率等于副线圈的功率，也减小，D错误。
故选C。
二、多项选择题（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. 2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。在这三年里，“天问一号”实现了工程和科学两个领域的双丰收，超额完成了既定任务。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102km、远火点距离火星表面5.9×105km，则“天问一号”（ ）
A. 在近火点的加速度比远火点的小
B. 在近火点的运行速度比远火点的大
C. 在近火点的机械能比远火点的小
D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
“天问一号” 在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，“天问一号” 在近火点的运行速度比远火点的大，故B正确；
C．“天问一号”在火星停泊轨道运行时，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；
D．“天问一号”在近火点做离心运动，万有引力小于所需的向心力，减速后，所需的向心力减小，当万有引力恰能提供做圆周运动所需的向心力时，可实现绕火星做圆周运动，故D正确。
故选BD。
7. 图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 在t=0.10s时，质点P的速度为零
B. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P的路程为10cm
C. 这列简谐横波沿x轴负方向传播
D. 在t=0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向
【答案】CD
【解析】
【详解】A．在t=0.10s时，质点P不在最大位移处，速度不为零，故A错误；
B．由图2知，周期
质点距离平衡位置越远，速度越小，质点P既不在最大位移处，也不在平衡位置处，从t=0.10s到t=0.25s，即经过，质点P的路程大于20cm小于30cm，故B错误；
C．由图2知，t=0.10s时质点Q向下运动，根据同侧法，这列简谐横波沿x轴负方向传播，故C正确；
D．在t=0.25s时，质点P位于x轴上方，回复力沿y轴负方向，加速度沿y轴负方向，故D正确。
故选CD。
8. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（ ）
A. 时物块的动能为零
B 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】物块与地面间的摩擦力为
AC．对物块从s内由动量定理可知
即
得
3s时物块的动量为
设3s后经过时间t物块的速度减为0，由动量定理可得
即
解得
所以物块在4s时速度减为0，则此时物块的动能也为0，故A正确，C错误；
B．s物块发生的位移为x1，由动能定理可得
即
得
过程中，对物块由动能定理可得
即
得
物块开始反向运动，物块的加速度大小为
发生的位移为
即6s时物块没有回到初始位置，故B错误；
D．物块在6s时的速度大小为
拉力所做的功为
故D正确。
故选AD。
第II卷
9. 某实验小组用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，光电门1、2与数字计时器相连并固定在气垫导轨上，两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、。
（1）在调节装置时，启动充气机，经过调整后，将滑块A轻放在气垫导轨上任何位置都能_______，则气垫导轨已调至水平。
（2）本实验_______（“需要”或“不需要”）测量遮光条的宽度。
（3）两滑块A、B从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两光电门中间发生碰撞，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。实验中光电门1记录挡光时间为，光电门2记录三次挡光时间依次为、、。已知两滑块上的遮光片宽度相同，若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为_________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。
【答案】 ①. 静止 ②. 不需要 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]将滑块轻放在气垫导轨上任何位置都能静止，表明气垫导轨已调至水平。
（2）（3）[2][3]光电门2记录三次挡光时间依次为滑块B碰前向左通过光电门2、滑块B碰后向右通过光电门2和滑块A碰后向右通过光电门2的时间。设遮光片宽度为d，则滑块A、B碰前速度大小分别为
，
滑块A、B碰后速度大小分别为
，
由题意知系统总动量水平向右，根据动量守恒定律得
整理得
由上式知实验中不需要测量遮光条的宽度。
10. 某实验小组用电压表V（量程为3V、内阻约为3kΩ），电流表A（量程为50mA，内阻约为2Ω），定值电阻，滑动变阻器R、两节干电池（电动势均为1.5V，内阻均不到1Ω）、开关及导线等器材测量电阻的阻值（约为150Ω）。
（1）A，B两位同学采用伏安法进行测量：
A同学用如图甲所示的内接法测量，得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，根据每组数据计算出对应的电阻，再求出电阻的平均值作为待测电阻的测量值；
B同学用如图乙所示的外接法测量，根据测得的数据，作出U－I图线，然后算出图线的斜率k，将k作为待测电阻的测量值。
关于A，B两同学测得的结果，______（填“A”或“B”）同学的测量结果更精确，测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（2）C同学设计了如图丙所示的电路进行实验，操作步骤如下：
① 正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
② 闭合、，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表A满偏；
③ 保持滑动变阻器R的滑片不动，断开，此时电流表A的示数为40mA；
待测电阻______Ω（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. A ②. 大于 ③. 153
【解析】
【详解】（1）[1]为了尽可能减小实验误差，根据
可知电流表内接法测量结果更精确，故A同学的测量结果更精确。
[2]测量值为电阻与电流表A的串联电阻，测量值大于真实值。
（2）[3]电流表A满偏时，电路中的总电阻为
断开时电路中的总电阻为
则
解得
11. 如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点的高度差；
（3）小物块在A点的初速度大小。
【答案】（1）；（2）0；（3）
【解析】
【详解】（1）由题知，小物块恰好能到达轨道最高点D，则在D点有
解得
（2）由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在C点有
小物块从C到D的过程中，根据动能定理有
则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有
联立解得
，HBD = 0
（3）小物块从A到B的过程中，根据动能定理有
S = π∙2R
解得
12. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B、现将质量均为m的金属棒a、b垂直导状放置，每根金属接入导轨之间的电阻均为R，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g、
（1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0：
（2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静释放，求释放瞬间棒b的加速度大小a：
（3）在（2）问中，从棒b放瞬间开始计时，经过时间t0，两棒恰好达到相同的速度v，求速度v的大小。
【答案】（1）；（2）2gsinθ；（3）gsinθt0+
【解析】
【详解】（1）a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得
E=BLv0
由闭合电路欧姆定律及安培力公式可得
，F＝BIL
a棒受力平衡可得
mgsinθ＝BIL
联立解得
（2）由右于定则可知导体棒b中电流向里，b棒沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则b棒牛顿第二定律可得
mgsinθ＋BIL=ma
解得
a＝2gsinθ
（3）释放b棒后a棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对a棒，根据动量定理有
mgsinθt0-BILt0＝mv-mv0
b棒受到向下的安培力，对b棒，根据动量定理有
mgsinθt0＋BILt0＝mv
联立解得
v=gsinθt0+=gsinθt0+
13. 静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，场强为。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：
(1)油漆微粒落在B板上所形成的图形面积。
(2)若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.06T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。B板被油漆微粒打中的区域的长度。
(3)在满足(2)的情况下，打中B板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。
【答案】(1)18.1m2；(2)1.6m；(3)0. 31s
【解析】
【详解】(1)油漆微粒的加速度为
①
根据运动学公式有
②
运动的半径
③
落在B板上所形成圆形面积为
④
由①②③式并代入数据得
⑤
(2)当电场反向是有
⑥
油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律有
⑦
水平向右射出的油漆微粒打在B板的右端，根据几何关系有
⑧
的长度为
⑨
打在B板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同理求得
⑩
油漆微粒打在极板上的长度为
⑪
由⑥⑦⑧⑨⑩⑪并代入数据得
⑫
(3)打在B板上的微粒中，最短的弦长对应的时间最短，
由几何关系有
⑬
运动的最短时间为
⑭
微粒在磁场中运动的周期为
⑮
由⑦⑬⑭⑮式代入数据解得
．
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，只有一个是正确的）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 真空中红光的传播速度比紫光的大
B. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
2. 依据世界核电运营者协会（WANO）评价规则，我国自主设计建设三代核电机组、全球首台“华龙一号”—中国核电旗下福清核电5号机组WANO综合指数于2024年2月实现满分，标志着“华龙一号”生产运营绩效在全球范围表现卓越，充分验证了我国自主三代核电技术的安全性和先进性。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（ ）
A. 太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变
B. 铀核典型的裂变方程为
C. 裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大
D. 锶90是铂235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90便衰变没了
3. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）
A. 体积减小，内能增大B. 体积减小，压强减小
C. 对外界做负功，内能减小D. 对外界做正功，压强减小
4. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. A点处的场强比B点处的场强大
C. A点处的电势比B点处的电势高
D. 该电场可能是由正点电荷产生的
5. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的（ ）
A. 输入电压u的表达式是u＝20sin（50t）V
B. 只断开S1后，L1、L2均正常发光
C. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
D. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大
二、多项选择题（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. 2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。在这三年里，“天问一号”实现了工程和科学两个领域的双丰收，超额完成了既定任务。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102km、远火点距离火星表面5.9×105km，则“天问一号”（ ）
A. 在近火点的加速度比远火点的小
B. 在近火点的运行速度比远火点的大
C. 在近火点机械能比远火点的小
D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
7. 图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 在t=0.10s时，质点P的速度为零
B. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P的路程为10cm
C. 这列简谐横波沿x轴负方向传播
D. 在t=0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向
8. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（ ）
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
第II卷
9. 某实验小组用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，光电门1、2与数字计时器相连并固定在气垫导轨上，两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、。
（1）调节装置时，启动充气机，经过调整后，将滑块A轻放在气垫导轨上任何位置都能_______，则气垫导轨已调至水平。
（2）本实验_______（“需要”或“不需要”）测量遮光条的宽度。
（3）两滑块A、B从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两光电门中间发生碰撞，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。实验中光电门1记录挡光时间为，光电门2记录三次挡光时间依次为、、。已知两滑块上的遮光片宽度相同，若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为_________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。
10. 某实验小组用电压表V（量程为3V、内阻约为3kΩ），电流表A（量程为50mA，内阻约为2Ω），定值电阻，滑动变阻器R、两节干电池（电动势均为1.5V，内阻均不到1Ω）、开关及导线等器材测量电阻的阻值（约为150Ω）。
（1）A，B两位同学采用伏安法进行测量：
A同学用如图甲所示的内接法测量，得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，根据每组数据计算出对应的电阻，再求出电阻的平均值作为待测电阻的测量值；
B同学用如图乙所示的外接法测量，根据测得的数据，作出U－I图线，然后算出图线的斜率k，将k作为待测电阻的测量值。
关于A，B两同学测得的结果，______（填“A”或“B”）同学的测量结果更精确，测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（2）C同学设计了如图丙所示的电路进行实验，操作步骤如下：
① 正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
② 闭合、，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表A满偏；
③ 保持滑动变阻器R的滑片不动，断开，此时电流表A的示数为40mA；
待测电阻______Ω（保留三位有效数字）。
11. 如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点高度差；
（3）小物块在A点的初速度大小。
12. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B、现将质量均为m的金属棒a、b垂直导状放置，每根金属接入导轨之间的电阻均为R，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g、
（1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0：
（2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静释放，求释放瞬间棒b加速度大小a：
（3）在（2）问中，从棒b放瞬间开始计时，经过时间t0，两棒恰好达到相同速度v，求速度v的大小。
13. 静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，场强为。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：
(1)油漆微粒落在B板上所形成的图形面积。
(2)若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.06T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。B板被油漆微粒打中的区域的长度。
(3)在满足(2)的情况下，打中B板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。
2024年天津市河北区高三物理二模试题
第I卷
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，只有一个是正确的）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 真空中红光的传播速度比紫光的大
B. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
【答案】B
【解析】
【详解】A．真空中红光和紫光的传播速度相同，故A错误；
B．在光导纤维束内传送图像是利用了光的全反射现象，故B正确；
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C错误；
D．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，故D错误。
故选B。
2. 依据世界核电运营者协会（WANO）评价规则，我国自主设计建设三代核电机组、全球首台“华龙一号”—中国核电旗下福清核电5号机组WANO综合指数于2024年2月实现满分，标志着“华龙一号”生产运营绩效在全球范围表现卓越，充分验证了我国自主三代核电技术的安全性和先进性。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（ ）
A. 太阳辐射能量主要来源也是重核裂变
B. 铀核典型的裂变方程为
C. 裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大
D. 锶90是铂235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90便衰变没了
【答案】C
【解析】
【详解】A．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生聚变，故A错误；
B．典型的裂变方程为
故B错误；
C．裂变释放核能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能，故C正确；
D．锶90的半衰期为28年，那么经过56年锶90剩下原来的四分之一，故D错误。
故选C。
3. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）
A. 体积减小，内能增大B. 体积减小，压强减小
C. 对外界做负功，内能减小D. 对外界做正功，压强减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】CD．充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，已知袋内气体与外界无热交换，则袋内气体内能增加，故选项C错误，D错误；
AB．气体体积减小，内能增加，温度一定升高，压强变大，故选项A正确，B错误。
故选A。
4. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. A点处场强比B点处的场强大
C. A点处的电势比B点处的电势高
D. 该电场可能是由正点电荷产生的
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于物体沿电场线运动过程当中做加速运动，故点电荷所受电场力方向由A指向B，又由于负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，所以电场线的方向由B指向A，选项A错误；
B．速度图像的斜率等于物体的加速度，由图可知点电荷从A向B运动的过程中加速度越来越小，故A点的场强比B点场强大，选项B正确；
C．电场线的方向由B指向A，而沿电场线的方向电势降低，所以A点电势比B点的电势低，选项C错误；
D．根据电场线的方向由B指向A，A点的场强比B点场强大，可知该电场可能是由负点电荷产生的，选项D错误。
故选B。
5. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的（ ）
A. 输入电压u的表达式是u＝20sin（50t）V
B. 只断开S1后，L1、L2均正常发光
C. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
D. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知周期
T=0.02s
则
所以输入电压u表达式应为
A错误；
B．只断开S1后，L1、L2断路，均不能正常发光，B错误；
C．理想变压器原、副线圈的匝数之比
n1：n2＝5：1
则副线圈的有效值为
若S1换接到2后，只有电阻R接入电路，则R消耗的电功率为
C正确；
D．只断开S2后，负载电阻变大，副线圈的功率减小，原线圈的输入功率等于副线圈的功率，也减小，D错误。
故选C。
二、多项选择题（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. 2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。在这三年里，“天问一号”实现了工程和科学两个领域的双丰收，超额完成了既定任务。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102km、远火点距离火星表面5.9×105km，则“天问一号”（ ）
A. 在近火点的加速度比远火点的小
B. 在近火点的运行速度比远火点的大
C. 在近火点的机械能比远火点的小
D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
“天问一号” 在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，“天问一号” 在近火点的运行速度比远火点的大，故B正确；
C．“天问一号”在火星停泊轨道运行时，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；
D．“天问一号”在近火点做离心运动，万有引力小于所需的向心力，减速后，所需的向心力减小，当万有引力恰能提供做圆周运动所需的向心力时，可实现绕火星做圆周运动，故D正确。
故选BD。
7. 图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 在t=0.10s时，质点P的速度为零
B. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P的路程为10cm
C. 这列简谐横波沿x轴负方向传播
D. 在t=0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向
【答案】CD
【解析】
【详解】A．在t=0.10s时，质点P不在最大位移处，速度不为零，故A错误；
B．由图2知，周期
质点距离平衡位置越远，速度越小，质点P既不在最大位移处，也不在平衡位置处，从t=0.10s到t=0.25s，即经过，质点P的路程大于20cm小于30cm，故B错误；
C．由图2知，t=0.10s时质点Q向下运动，根据同侧法，这列简谐横波沿x轴负方向传播，故C正确；
D．在t=0.25s时，质点P位于x轴上方，回复力沿y轴负方向，加速度沿y轴负方向，故D正确。
故选CD。
8. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（ ）
A. 时物块的动能为零
B 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】物块与地面间的摩擦力为
AC．对物块从s内由动量定理可知
即
得
3s时物块的动量为
设3s后经过时间t物块的速度减为0，由动量定理可得
即
解得
所以物块在4s时速度减为0，则此时物块的动能也为0，故A正确，C错误；
B．s物块发生的位移为x1，由动能定理可得
即
得
过程中，对物块由动能定理可得
即
得
物块开始反向运动，物块的加速度大小为
发生的位移为
即6s时物块没有回到初始位置，故B错误；
D．物块在6s时的速度大小为
拉力所做的功为
故D正确。
故选AD。
第II卷
9. 某实验小组用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，光电门1、2与数字计时器相连并固定在气垫导轨上，两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、。
（1）在调节装置时，启动充气机，经过调整后，将滑块A轻放在气垫导轨上任何位置都能_______，则气垫导轨已调至水平。
（2）本实验_______（“需要”或“不需要”）测量遮光条的宽度。
（3）两滑块A、B从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两光电门中间发生碰撞，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。实验中光电门1记录挡光时间为，光电门2记录三次挡光时间依次为、、。已知两滑块上的遮光片宽度相同，若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为_________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。
【答案】 ①. 静止 ②. 不需要 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]将滑块轻放在气垫导轨上任何位置都能静止，表明气垫导轨已调至水平。
（2）（3）[2][3]光电门2记录三次挡光时间依次为滑块B碰前向左通过光电门2、滑块B碰后向右通过光电门2和滑块A碰后向右通过光电门2的时间。设遮光片宽度为d，则滑块A、B碰前速度大小分别为
，
滑块A、B碰后速度大小分别为
，
由题意知系统总动量水平向右，根据动量守恒定律得
整理得
由上式知实验中不需要测量遮光条的宽度。
10. 某实验小组用电压表V（量程为3V、内阻约为3kΩ），电流表A（量程为50mA，内阻约为2Ω），定值电阻，滑动变阻器R、两节干电池（电动势均为1.5V，内阻均不到1Ω）、开关及导线等器材测量电阻的阻值（约为150Ω）。
（1）A，B两位同学采用伏安法进行测量：
A同学用如图甲所示的内接法测量，得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，根据每组数据计算出对应的电阻，再求出电阻的平均值作为待测电阻的测量值；
B同学用如图乙所示的外接法测量，根据测得的数据，作出U－I图线，然后算出图线的斜率k，将k作为待测电阻的测量值。
关于A，B两同学测得的结果，______（填“A”或“B”）同学的测量结果更精确，测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（2）C同学设计了如图丙所示的电路进行实验，操作步骤如下：
① 正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
② 闭合、，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表A满偏；
③ 保持滑动变阻器R的滑片不动，断开，此时电流表A的示数为40mA；
待测电阻______Ω（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. A ②. 大于 ③. 153
【解析】
【详解】（1）[1]为了尽可能减小实验误差，根据
可知电流表内接法测量结果更精确，故A同学的测量结果更精确。
[2]测量值为电阻与电流表A的串联电阻，测量值大于真实值。
（2）[3]电流表A满偏时，电路中的总电阻为
断开时电路中的总电阻为
则
解得
11. 如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点的高度差；
（3）小物块在A点的初速度大小。
【答案】（1）；（2）0；（3）
【解析】
【详解】（1）由题知，小物块恰好能到达轨道最高点D，则在D点有
解得
（2）由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在C点有
小物块从C到D的过程中，根据动能定理有
则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有
联立解得
，HBD = 0
（3）小物块从A到B的过程中，根据动能定理有
S = π∙2R
解得
12. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B、现将质量均为m的金属棒a、b垂直导状放置，每根金属接入导轨之间的电阻均为R，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g、
（1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0：
（2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静释放，求释放瞬间棒b的加速度大小a：
（3）在（2）问中，从棒b放瞬间开始计时，经过时间t0，两棒恰好达到相同的速度v，求速度v的大小。
【答案】（1）；（2）2gsinθ；（3）gsinθt0+
【解析】
【详解】（1）a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得
E=BLv0
由闭合电路欧姆定律及安培力公式可得
，F＝BIL
a棒受力平衡可得
mgsinθ＝BIL
联立解得
（2）由右于定则可知导体棒b中电流向里，b棒沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则b棒牛顿第二定律可得
mgsinθ＋BIL=ma
解得
a＝2gsinθ
（3）释放b棒后a棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对a棒，根据动量定理有
mgsinθt0-BILt0＝mv-mv0
b棒受到向下的安培力，对b棒，根据动量定理有
mgsinθt0＋BILt0＝mv
联立解得
v=gsinθt0+=gsinθt0+
13. 静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，场强为。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：
(1)油漆微粒落在B板上所形成的图形面积。
(2)若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.06T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。B板被油漆微粒打中的区域的长度。
(3)在满足(2)的情况下，打中B板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。
【答案】(1)18.1m2；(2)1.6m；(3)0. 31s
【解析】
【详解】(1)油漆微粒的加速度为
①
根据运动学公式有
②
运动的半径
③
落在B板上所形成圆形面积为
④
由①②③式并代入数据得
⑤
(2)当电场反向是有
⑥
油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律有
⑦
水平向右射出的油漆微粒打在B板的右端，根据几何关系有
⑧
的长度为
⑨
打在B板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同理求得
⑩
油漆微粒打在极板上的长度为
⑪
由⑥⑦⑧⑨⑩⑪并代入数据得
⑫
(3)打在B板上的微粒中，最短的弦长对应的时间最短，
由几何关系有
⑬
运动的最短时间为
⑭
微粒在磁场中运动的周期为
⑮
由⑦⑬⑭⑮式代入数据解得
．
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