2024屆天津市高三學(xué)業(yè)水平等級性考試物理模擬試題（八）

2024年天津市高三學(xué)業(yè)水平等級性考試物理模擬試題（八）第Ⅰ卷（共40分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1．隨著科技的發(fā)展，我國移動通信全面進(jìn)入5G時(shí)代，5G信號比4G信號帶寬更大，上傳和下載數(shù)據(jù)更快速高效，3G信號使用的電磁波頻率是4G信號的幾十倍，下列說法正確的是（）A．電磁波需要在介質(zhì)中才能傳播B．5G信號電磁波的光子能量比4G信號電磁波的光子能量大C．5G信號電磁波的波長比4G信號電磁波的波長大D．在相同介質(zhì)中5G信號比4G信號的傳播速度大2．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)經(jīng)過再到，其壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度的關(guān)系如圖所示，和的延長線均經(jīng)過原點(diǎn)，和橫軸平行，則下列說法正確的是（）A．狀態(tài)的體積大于狀態(tài)的體積B．的過程中，單位時(shí)間內(nèi)單位面積的器壁上分子碰撞次數(shù)增加C．的過程中，氣體要吸收熱量D．完成一次循環(huán)過程，氣體需要從外界吸收熱量3．某機(jī)械波沿x軸傳播，圖甲為t＝0.6s時(shí)的波動圖像，圖乙為x＝5m處A質(zhì)點(diǎn)的振動圖像，此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為﹣1cm，則（）A．這列波沿x軸正方向傳播B．t＝0.6s時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)加速度大小相同，方向相反C．P質(zhì)點(diǎn)的振動方程為D．從t＝0開始經(jīng)過0.3s，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程相等4．圖甲所示的裝置是斯特林發(fā)電機(jī)，其工作原理圖可以簡化為圖乙。已知矩形導(dǎo)線框的匝數(shù)為N，面積為S，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，矩形導(dǎo)線框以角速度ω繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，線框與理想變壓器原線圈相連。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1：4，圖示時(shí)刻線框平面與磁感線垂直并以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，為定值電阻，R為滑動變阻器，交流電壓表①、②均視為理想電表，不計(jì)線框的電阻。下列說法正確的是（）A．線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)過時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為B．線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，產(chǎn)生的平均電動勢為C．滑動變阻器的滑片向d端滑動的過程中，電壓表V2的示數(shù)始終為2NBSωD．滑動變阻器的滑片向c端滑動的過程中，的發(fā)熱功率增大5．真空中的某裝置如圖所示，豎直放置平行金屬板A、B和水平放置的平行金屬板C、D上均加有電壓，M為熒光屏。現(xiàn)有質(zhì)子（）、氘核（）和粒子（）均從A板上的O點(diǎn)由靜止開始被加速，經(jīng)過一段時(shí)間后，均打在熒光屏上。中子從O點(diǎn)水平射出，將打在熒光屏上的點(diǎn)，不計(jì)粒子所受重力，不考慮平行金屬板外的電場，下列說法正確的是（）A．質(zhì)子、氘核和粒子打在熒光屏上的位置不同B．質(zhì)子、氘核和粒子從B板運(yùn)動到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同C．質(zhì)子、氘核和粒子打在熒光屏上時(shí)的速度方向不同D．平行金屬板C、D間的電場力對質(zhì)子、氘核和α粒子做的功之比為1∶1∶2二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分）6．通過百余年核物理的發(fā)展和進(jìn)步，人們已經(jīng)對原子核有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，下列說法正確的是（）A．碘131的半衰期是8天，20g碘131經(jīng)過24天后還有2.5g未衰變B．我國重大科學(xué)工程“人造太陽”主要是氘核聚變，H+H→X+n，其中X為HeC．原子核完全分解成自由核子所需能量為結(jié)合能，結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定D．鈾核（U）衰變?yōu)殂U核（Pb），需經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變7．如圖所示為半圓形的玻璃磚，C為AB的中點(diǎn)，OO′為過C點(diǎn)的AB面的垂線，a、b兩束不同頻率的單色可見細(xì)光束垂直于AB邊從空氣射入玻璃磚，且兩束光在AB面上入射點(diǎn)到C點(diǎn)的距離相等，兩束光折射后相交于圖中的P點(diǎn)，以下判斷正確的是（）A．在半圓形的玻璃磚中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B．兩種色光分別通過同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋，a光相鄰亮條紋的間距較大C．a(chǎn)、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空的過程中，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角D．b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象8．嫦娥五號探測器完成月球表面采樣后，進(jìn)入環(huán)月等待階段，在該階段進(jìn)行若干次變軌，每次變軌后在半徑更大的軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動，其加速度a與軌道半徑r的關(guān)系圖像如圖所示，其中b為縱坐標(biāo)的最大值，圖線的斜率為k，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．月球的半徑為B．月球的質(zhì)量為C．月球的第一宇宙速度為D．嫦娥五號環(huán)繞月球運(yùn)行的最小周期為第Ⅱ卷（共60分）9．（12分）（一）某同學(xué)用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證動量守恒定律”，實(shí)驗(yàn)原理如圖乙所示。圖乙中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓質(zhì)量為m1的入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，然后把質(zhì)量為m2的被碰小球B靜置于軌道的水平部分，再將入射小球從斜軌上由靜止釋放，與小球B相碰，并且多次重復(fù)，實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為M、N，測量xM、xP、xN分別為M、P、N距O點(diǎn)的水平距離。（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。A．入射小球每次可由不同位置自由滾下B．兩小球的質(zhì)量關(guān)系必須m1>m2C．斜槽軌道必須光滑D．斜槽軌道末端必須水平（2）若測量數(shù)據(jù)近似滿足關(guān)系式（用m1、m2、xM、xP、xN表示），則說明兩小球碰撞過程動量守恒。（3）在驗(yàn)證動量守恒后，若測量數(shù)據(jù)滿足表達(dá)式（僅用xM、xP、xN表示），則說明碰撞為彈性碰撞。（二）某實(shí)驗(yàn)小組為測量電池組的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，主要器材如下：A．電池組（兩節(jié)干電池）B．毫安表（量程為，內(nèi)阻）C．電壓表（量程為）D．滑動變阻器（阻值范圍，額定電流）E．電阻箱（阻值）F．開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）由于毫安表的是程太小，需將其改裝為的量程，則應(yīng)將圖甲中電阻箱調(diào)節(jié)為；（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①連接電路，將圖甲中滑動變阻器的滑片移到最左端；②閉合開關(guān)，改變滑片位置，記下電壓表的示數(shù)和毫安表的示數(shù)，多次實(shí)驗(yàn)后，依所測數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出圖線．某次實(shí)驗(yàn)毫安表示數(shù)如圖丙所示，則其讀數(shù)為；（3）電池組的電動勢；（4）若考慮電壓表內(nèi)阻影響，則電池組內(nèi)阻的測量值真實(shí)值（填“大于”“等于”或“小于”）。10．（14分）老師在物理課上用網(wǎng)球和籃球演示了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示，同時(shí)由靜止釋放緊靠在一起、球心在同一豎直線上的網(wǎng)球和籃球，發(fā)現(xiàn)籃球與地面碰撞以后，網(wǎng)球彈起的高度大于釋放時(shí)的高度。為了定量研究這一現(xiàn)象，將圖甲簡化為圖乙所示模型，籃球下沿距地面高度為h，此過程中的所有碰撞均視為彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短，可忽略，已知網(wǎng)球質(zhì)量為m，籃球質(zhì)量為網(wǎng)球質(zhì)量的9倍，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。（1）求網(wǎng)球從碰撞位置上升的最大高度；（2）求籃球在與網(wǎng)球碰撞過程中籃球損失的機(jī)械能。11．（16分）如圖所示，固定光滑絕緣斜面與水平面的夾角θ=30°，斜面所在空間存在兩個(gè)相鄰且互不影響的有界勻強(qiáng)磁場Ⅰ、Ⅱ，磁場邊界水平，磁場Ⅰ的方向垂直斜面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=0.5T，磁場Ⅱ的方向垂直斜面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=0.5T，磁場Ⅰ、Ⅱ的寬度均為L=2m?，F(xiàn)有一邊長也為2m、電阻R=2.0Ω的正方形閉合導(dǎo)線框abcd從距磁場Ⅰ上邊界x=1.6m處由靜止釋放，已知線框ab邊剛進(jìn)入磁場Ⅰ時(shí)線框恰好做勻速直線運(yùn)動，進(jìn)入磁場Ⅱ經(jīng)一段時(shí)間后，在ab邊未出磁場Ⅱ區(qū)域下邊界之前線框又做勻速直線運(yùn)動，整個(gè)線框在穿過磁場區(qū)域的過程中，ab邊始終水平，取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）線框abcd的質(zhì)量m；（2）線框ab邊剛到達(dá)磁場Ⅱ下邊界時(shí)線框的速度大小；（3）線框從開始運(yùn)動至ab邊剛到達(dá)磁場Ⅱ下邊界的過程中，線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。12．（18分）如圖所示是中國科學(xué)院自主研制的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置中的“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”原理圖。偏轉(zhuǎn)磁場為垂直紙面向外的矩形勻強(qiáng)磁場II，由正離子和中性粒子組成的粒子束以相同的速度進(jìn)入兩極板間，其中的中性粒子沿原方向運(yùn)動，被接收器接收；一部分正離子打到下極板，其余的進(jìn)入磁場發(fā)生偏轉(zhuǎn)被吞噬板吞噬。已知正離子電荷量為q，質(zhì)量為m，兩極板間電壓U可以調(diào)節(jié)，間距為d，極板長度為，極板間施加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，吞噬板長度為2d，其上端緊貼下極板豎直放置。已知當(dāng)極板間電壓U=0時(shí)，恰好沒有正離子進(jìn)入磁場II。不計(jì)極板厚度、粒子的重力及粒子間的相互作用。（1）求粒子束進(jìn)入極板間的初速度v0的大?。蝗粢顾械牧Ｗ佣歼M(jìn)入磁場II，則板間電壓U0為多少？（2）若所加的電壓在U0~（1+k）U0內(nèi)小幅波動，k>0且，此時(shí)帶電粒子在極板間的運(yùn)動可以近似看成類平拋運(yùn)動。則進(jìn)入磁場II的帶電粒子數(shù)目占總帶電粒子數(shù)目的比例至少多少？（3）若所加電壓為U0，且B2=3B1，此時(shí)所有正離子都恰好能被吞噬板吞噬，求矩形偏轉(zhuǎn)磁場的最小面積Smin。參考答案1．B2．D3．C4．A5．D6．AD7．BC8．AC9．（一）BD（二）0.6323.0等于10．（1）設(shè)籃球的質(zhì)量為，網(wǎng)球的質(zhì)量為,則落地時(shí)根據(jù)機(jī)械能守恒解得兩球落地時(shí)的速度大小均為籃球與地面碰撞后速度方向向上，取向上為正方向，由動量守恒可得能量守恒可得聯(lián)立解得

根據(jù)網(wǎng)球上升過程做豎直上拋運(yùn)動，有解得（2）根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，籃球損失的機(jī)械能即網(wǎng)球增加的機(jī)械能代入數(shù)值解得11．（1）線框由靜止開始做勻加速運(yùn)動，設(shè)加速度大小為a，線框ab邊到達(dá)磁場Ⅰ上邊界時(shí)速度為v1，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有線框ab邊進(jìn)入磁場Ⅰ邊界切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有線框ab邊受到的安培力大小線框ab邊剛進(jìn)入磁場Ⅰ時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)受力平衡有解得（2）當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場Ⅱ后，線框再次勻速運(yùn)動時(shí)的速度為v2，線框ab邊和cd邊同時(shí)切割磁感線，產(chǎn)生同方向感應(yīng)電流，此時(shí)回路的感應(yīng)電動勢此時(shí)線框abcd中的電流線框ab邊和cd邊同時(shí)受到沿斜面向上的安培力，由受力平衡可得解得（3）從線框開始運(yùn)動到ab邊剛到達(dá)磁場Ⅱ下邊界的過程中，設(shè)安培力做的功為W，根據(jù)動能定理有根據(jù)功能關(guān)系有解得12．（1