2023-2024學(xué)年天津市河西區(qū)高三下學(xué)期三模物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE42024年天津市河西區(qū)高三物理三模試題2024.4第I卷一、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)是正確的）1.周村古商城有一件古代青銅“魚洗”復(fù)制品，在其中加入適量清水后，用手有節(jié)奏地摩擦“魚洗”的雙耳，會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，并能使盆內(nèi)水花四濺，如圖甲所示。圖乙為某時(shí)刻相向傳播的兩列同頻率水波的波形圖，四個(gè)位置中最有可能“噴出水花”的位置是（）A.A位置 B.位置 C.位置 D.位置〖答案〗B〖解析〗由題意知“噴出水花”是因?yàn)閮闪胁ǖ牟ǚ迮c波峰或波谷與波谷發(fā)生了相遇，即振動(dòng)加強(qiáng)。由圖像可知，兩列波的波峰傳到B位置時(shí)間相等，故B是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其它三點(diǎn)振動(dòng)不穩(wěn)定。所以最可能“噴出水花”的是B位置。故選B。2.健身球是一種內(nèi)部充氣的健身輔助器材。如圖所示，用絕熱材料制成的健身球，球內(nèi)的氣體視為理想氣體，則下列說法正確的是（）A.人體擠壓健身球過程中，球內(nèi)氣體內(nèi)能增大B.人體離開健身球前后，球內(nèi)所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率均減小C.人體離開健身球前后，球內(nèi)單位面積上撞擊的分子數(shù)不變D.將健身球舉高，球內(nèi)氣體的分子勢(shì)能增大〖答案〗A〖解析〗A．人體擠壓健身球過程中，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，球內(nèi)氣體內(nèi)能增大，A正確；B．人體離開健身球前后，氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，氣體溫度降低，氣體分子平均動(dòng)能減小，但不是所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都減小，B錯(cuò)誤；C．人體離開健身球前后，氣體體積增大，氣體溫度降低，氣體壓強(qiáng)減小，氣體分子平均動(dòng)能減小，球內(nèi)單位時(shí)間單位面積上撞擊的分子數(shù)減少，C錯(cuò)誤；D．將健身球舉高，氣體重力勢(shì)能增大，但理想氣體分子勢(shì)能忽略不計(jì)，D錯(cuò)誤。故選A。3.2023年9月28日中國(guó)首條時(shí)速350公里跨海高鐵——福廈高鐵正式開通運(yùn)營(yíng)，福州至廈門兩地間形成“一小時(shí)生活圈”。如圖甲，一滿載旅客的復(fù)興號(hào)列車以大小為v的速度通過斜面內(nèi)的一段圓弧形鐵軌時(shí)，車輪對(duì)鐵軌恰好都沒有側(cè)向擠壓。圖乙為該段鐵軌內(nèi)、外軌道的截面圖。下列說法正確的是（）A.列車受到重力、軌道的支持力和向心力B.若列車以大于v的速度通過該圓弧軌道，車輪將側(cè)向擠壓外軌C.若列車空載時(shí)仍以v的速度通過該圓弧軌道，車輪將側(cè)向擠壓內(nèi)軌D.若列車以不同的速度通過該圓弧軌道，列車對(duì)軌道的壓力大小不變〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)題意可知，列車受重力、軌道的支持力，由這兩個(gè)力的合力提供列車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)軌道傾角為，圓弧軌道半徑為，則可知，當(dāng)列車以速度v通過圓弧軌道時(shí)，由牛頓第二定律有當(dāng)速度大于v時(shí)，重力與軌道的支持力不足以提供火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力，此時(shí)火車車輪將側(cè)向擠壓外軌，使外軌產(chǎn)生彈力，以補(bǔ)足火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力，則有（）故B正確；C．若列車以v的速度通過該圓弧軌道，由可得即只要滿足轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度為，列車就不會(huì)對(duì)內(nèi)外軌產(chǎn)生擠壓，與列車是否空載無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)以上分析可知，若列車速度大于v，列車車輪將擠壓外軌，根據(jù)（）可知，速度越大，外軌對(duì)火車的彈力越大，即火車對(duì)外軌的彈力越大，則根據(jù)平行四邊形定則可知，火車在垂直軌道方向的壓力與對(duì)側(cè)向軌道的壓力的合力將隨著速度的增加而增加；同理，當(dāng)火車速度小于v時(shí)，重力與支持力的合力將大于其轉(zhuǎn)彎所需的向心力，此時(shí)火車車輪將擠壓內(nèi)軌，有（）顯然速度越小對(duì)內(nèi)側(cè)軌道的壓力越大，根據(jù)平行四邊形定則可知，火車對(duì)整個(gè)軌道的壓力越大，故D錯(cuò)誤。故選B4.理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應(yīng)的影響。下列說法正確的是（）A.Y是粒子，射線穿透能力比射線強(qiáng)B.Y是粒子，射線電離能力比射線強(qiáng)C.Y是粒子，射線穿透能力比射線強(qiáng)D.Y是粒子，射線電離能力比射線強(qiáng)〖答案〗D〖解析〗由核電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得Y是粒子，射線電離能力強(qiáng)，穿透能力弱。故選D5.在一些電子顯示設(shè)備中，讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場(chǎng)，可以使發(fā)散的電子束聚集。下列4幅圖中帶箭頭的實(shí)線表示電場(chǎng)線，如果用虛線表示電子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗A．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，A正確；B．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾，B錯(cuò)誤；C．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾，C錯(cuò)誤；D．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾，D錯(cuò)誤；故選A。二、選擇題（每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確，每小題5分，全對(duì)的得5分，選不全得3分，選錯(cuò)或不答得0分，共15分)6.如圖所示為正弦交流電通過理想變壓器對(duì)某家庭供電的電路圖，線路電阻為，開關(guān)、均閉合，各用電器均正常工作，某時(shí)發(fā)現(xiàn)指示燈亮度增加了，可能的原因是（）A.輸入電壓變小 B.輸入電壓變大C.電阻變大 D.電飯鍋煮飯結(jié)束，變?yōu)楸貭顟B(tài)〖答案〗BD〖解析〗A．輸入電壓變小，則有副線圈輸出電壓變小，副線圈的總電流變小，指示燈的電流變小，亮度減小，A錯(cuò)誤；B．輸入電壓變大，則有副線圖輸出電壓變大，副線圈的總電流變大，指示燈的電流變大，亮度增加，B正確；C．電阻變大，副線圈的總電流減小，指示燈的電流減小，亮度減小，錯(cuò)誤；D．電飯鍋?zhàn)優(yōu)楸貭顟B(tài)，副線圈的輸出功率減小，副線圖的總電流減小，線路電阻兩端電壓減小，副線圈輸出電壓不變，則有指示燈L兩端電壓增大，電流增大，亮度增加，D正確。故選BD。7.2023年10月26日，我國(guó)自主研發(fā)的神舟十七號(hào)載人飛船圓滿的完成了發(fā)射，與“天和"核心艙成功對(duì)接，飛船變軌前繞地穩(wěn)定運(yùn)行在半徑為r1的圓形軌道I上，橢圓軌道II為飛船的轉(zhuǎn)移軌道，核心艙繞地沿逆時(shí)針方向運(yùn)行在半徑為r3的圓形軌道Ⅲ上，軌道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分別相切于A、B兩點(diǎn)，飛船在A點(diǎn)變軌，與核心艙剛好在B點(diǎn)進(jìn)行對(duì)接，下列說法正確的是（）A.神舟十七號(hào)在Ⅰ軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的速度可能大于7.9km/sB.神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上由A向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度減小，機(jī)械能減小C.神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度大于在Ⅰ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度D.神舟十七號(hào)在Ⅱ軌道上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)加速變軌進(jìn)入Ⅲ軌道與“天和”核心艙完成對(duì)接〖答案〗CD〖解析〗A．第一宇宙速度7.9km/s是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是衛(wèi)星的最大繞行速度，所以神舟十七號(hào)在Ⅰ軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的速度一定不能大于7.9km/s。故A錯(cuò)誤；B．神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上由A向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有引力做負(fù)功，速度減小，機(jī)械能不變。故B錯(cuò)誤；C．從Ⅰ軌道到ⅠⅠ軌道需要加速，所以神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度大于在Ⅰ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度。故C正確；D．神舟十七號(hào)在Ⅱ軌道上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)加速變軌進(jìn)入Ⅲ軌道與“天和”核心艙完成對(duì)接，故D正確。故選CD。8.如圖所示，關(guān)于光現(xiàn)象下列說法不正確的是（）A.圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫、間的距離d，兩相鄰亮條紋間距離將減小B.圖乙是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的C.圖丙中的P、Q是偏振片，當(dāng)P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí)，光屏上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波D.圖丁中央存在一個(gè)亮斑，是光線通過一個(gè)不透光的圓盤得到的衍射圖樣〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距與雙縫間距離d及光的波長(zhǎng)的關(guān)系式可知只增大擋板上兩個(gè)狹縫、間距離d，兩相鄰亮條紋間距離將減小，故A正確；B．由圖可知，條紋向空氣薄膜較厚處發(fā)生彎曲，說明彎曲處的光程差變短，空氣薄膜間距變小，則被檢測(cè)的平面在此處是凸起的，故B錯(cuò)誤；C．只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故C正確；D．泊松亮斑是光線通過小圓板得到的光的衍射圖樣，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。第II卷非選擇題（60分）三、填空實(shí)驗(yàn)題（本題2小題，共12分）9.如圖所示為研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)情景。將一輕細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上，下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將畫有幾個(gè)同心圓周的白紙置于懸點(diǎn)下方的水平平臺(tái)上，調(diào)節(jié)細(xì)線的長(zhǎng)度使小球自然下垂靜止時(shí)恰好位于圓心處。用手帶動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)使它在放手后恰能在紙面上方沿某個(gè)畫好的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)平臺(tái)的高度，使紙面貼近小球但不接觸。（1）忽略小球運(yùn)動(dòng)中受到的阻力，在具體的計(jì)算中可將小球視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小可能等于____（選填選項(xiàng)前的字母）。A.繩子對(duì)球拉力 B.小球自身重力C.拉力和重力的合力 D.拉力在水平方向的分力（2）考慮到實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、測(cè)量條件等實(shí)際因素，對(duì)于這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法中正確的是____（選填選項(xiàng)前的字母）。A.小球質(zhì)量的測(cè)量誤差不影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證B.小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑的測(cè)量影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C.在其他因素不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩與豎直方向的夾角越大，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大D.在細(xì)繩與豎直方向夾角保持不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩越長(zhǎng)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大（3）在考慮到有空氣阻力的影響下，上述實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動(dòng)起來后，經(jīng)過比較長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)其半徑越來越小，足夠長(zhǎng)時(shí)間后，小球會(huì)停止在懸點(diǎn)正下方。這與無動(dòng)力人造地球衛(wèi)星在微薄阻力下的運(yùn)動(dòng)有很多類似。若小球和衛(wèi)星在每轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)半徑變化均可忽略，即每一周都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)對(duì)小球和衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期變化情況進(jìn)行比較，并寫出結(jié)論__________________________________________〖答案〗（1）BCD（2）ACD（3）圓錐擺：r減小，周期變大，衛(wèi)星：r減小，周期變小〖解析〗【小問1詳析】ACD．小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到重力和繩子的拉力，重力和繩子的拉力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，或者是繩子拉力的水平分量提供向心力，故A錯(cuò)誤，CD正確；B．小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小可能等于小球自身重力，故B正確。故選BCD?！拘?詳析】A．設(shè)實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩與豎直方向的夾角，則要驗(yàn)證小球的質(zhì)量可從兩邊消掉，則小球質(zhì)量的測(cè)量誤差不影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故A正確；B．要驗(yàn)證小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑可從兩邊消掉，則小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑的測(cè)量不影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)在其他因素不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩與豎直方向的夾角越大，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大，故C正確；D．在細(xì)繩與豎直方向的夾角保持不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩越長(zhǎng)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越大，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大，故D正確。故選ACD?！拘?詳析】設(shè)小球做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，此時(shí)小球距細(xì)線上端固定點(diǎn)的豎直高度為h，根據(jù)受力情況和向心力公式有：可解得：因半徑變小，繩長(zhǎng)不變，h變大，故小球周期變大；衛(wèi)星：根據(jù)可知，r減小，周期變小。10.為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，現(xiàn)備有下列器材：A．待測(cè)電源B．電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）C．電壓表（量程0~3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ）D．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流2A）E．定值電阻F．開關(guān)、導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（a）所示（1）按照（a）電路圖，將圖（b）中的器材實(shí)物筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整__________；（2）改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量并記錄多組U、I數(shù)據(jù)，作出圖像，如圖（c）所示，根據(jù)圖像求得電源電動(dòng)勢(shì)__________V，內(nèi)阻__________Ω。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（3）為消除電表內(nèi)阻引起的誤差，采用一種改進(jìn)后的“補(bǔ)償”電路，如圖（d）所示。①開關(guān)，均斷開，均處于接入電路最大值。②閉合，調(diào)節(jié)，使電壓表V，電流表數(shù)值合適。③保持阻值不變，閉合，調(diào)節(jié)，使示數(shù)為零，記錄電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)。④重復(fù)②、③操作測(cè)多組U、，作出圖像，根據(jù)圖像可測(cè)得真實(shí)的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r。在某次測(cè)量中，閉合后電壓表的示數(shù)__________（選填“大于”、“等于”或“小于”）閉合前電壓表的示數(shù)?！即鸢浮剑?）（2）1.801.10（3）大于〖解析〗（1）[1]按照（a）電路圖，將圖（b）中的器材實(shí)物筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整，如圖所示（2）[2][3]根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律有結(jié)合圖（c）可得，解得（3）[4]在某次測(cè)量中，閉合前，設(shè)此時(shí)電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，電壓表內(nèi)阻為，電流表內(nèi)阻為，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得又聯(lián)立可得保持阻值不變，閉合，調(diào)節(jié)，使示數(shù)為零，設(shè)此時(shí)電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，由于示數(shù)為零，則表兩端電勢(shì)相等，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得又聯(lián)立可得則有可得則在某次測(cè)量中，閉合后電壓表的示數(shù)大于閉合前電壓表的示數(shù)。四、計(jì)算題：（48分）解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.如圖所示，一根長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)輕繩，一端固定在天花板的點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為的小球。現(xiàn)將輕繩拉直至水平位置，小球由點(diǎn)靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，輕繩剛好被拉斷。點(diǎn)下方有一傾角為的足夠長(zhǎng)的斜面，小球恰好垂直打在斜面上點(diǎn)。（，，）求：（1）輕繩被拉斷前瞬間的拉力大小？（2）小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到斜面點(diǎn)的時(shí)間？〖答案〗（1）；（2）0.4s〖解析〗(1)小球從到運(yùn)用動(dòng)能定理在點(diǎn)時(shí)合力提供向心力（2）在速度可分解為水平方向的分速度豎直方向分速度則根據(jù)自由落體規(guī)律公式得12.一種圓柱形粒子探測(cè)裝置的橫截面如圖所示，內(nèi)圓區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，外圓是探測(cè)器，AB和PM分別為內(nèi)圓的兩條相互垂直的直徑，兩個(gè)粒子先后從P點(diǎn)沿徑向射入磁場(chǎng)。粒子1經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)，粒子2經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從磁場(chǎng)邊界C點(diǎn)離開，最后打在探測(cè)器上的N點(diǎn)，PC圓弧恰好為內(nèi)圓周長(zhǎng)的三分之一，粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t。裝置內(nèi)部為真空狀態(tài)，忽略粒子所受重力及粒子間相互作用力。求（1）粒子1的在P點(diǎn)受力方向和電性；（2）若兩粒子的入射速率相等，比較粒子1與粒子2的比荷大??；（3）改變粒子2入射方向，連率變?yōu)樵瓉淼?，則粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為多少？〖答案〗（1）向下，帶負(fù)電；（2）粒子1的比荷大于粒子2的比荷；（3）〖解析〗（1）粒子1受向下偏轉(zhuǎn)，受力向下，由左手定則可知，粒子1帶負(fù)電。（2）根據(jù)洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力可得由題圖可知粒子1運(yùn)動(dòng)的半徑小于粒子2運(yùn)動(dòng)的半徑，若兩粒子的速度相同，則粒子1的比荷大于粒子2的比荷。（3）設(shè)內(nèi)圓半徑為R，根據(jù)幾何關(guān)系，粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為粒子2速率變?yōu)樵瓉淼?，此時(shí)粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為PC圓弧恰好為內(nèi)圓周長(zhǎng)的三分之一，則粒子2在磁場(chǎng)中軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為根據(jù)幾何關(guān)系，當(dāng)粒子2的軌跡對(duì)應(yīng)的弦為直徑PM時(shí)，粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，此時(shí)的圓心角為速度改變后，粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為13.為了確保載人飛船返回艙安全著陸，設(shè)計(jì)師在返回艙的底部安裝了4臺(tái)完全相同的電磁緩沖裝置，如圖（a）所示，圖（b）為其中一臺(tái)電磁緩沖裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。艙體沿豎直方向固定著兩光滑絕緣導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)安裝電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K內(nèi)部用絕緣材料填充，外側(cè)繞有n匝閉合矩形線圈abcd，其總電阻為R，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。著陸時(shí)電磁緩沖裝置以速度v0與地面碰撞后，滑塊K立即停下，此后在線圈與軌道的磁場(chǎng)作用下使艙體減速，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。導(dǎo)軌MN、PQ及線圈的ad和bc邊足夠長(zhǎng)，返回艙質(zhì)量為m（緩沖滑塊K質(zhì)量忽略不計(jì)），取重力加速度為g，一切摩擦阻力不計(jì)。求：（1）緩沖滑塊K剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，艙體的加速度大??；（2）艙體著陸時(shí)（即導(dǎo)軌MN、PQ剛觸地前瞬時(shí)）的速度v的大?。唬?）若艙體的速度大小從v0減到v的過程中，艙體下落的高度為h，則該過程中每臺(tái)電磁緩沖裝置中產(chǎn)生的焦耳熱Q。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）緩沖滑塊K剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，單個(gè)閉合矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路電流為返回艙所受單個(gè)閉合矩形線圈的安培力為根據(jù)牛頓第二定律得解得（2）返回艙向下做減速運(yùn)動(dòng)，受到向上的安培力和向下的重力，隨著速度的減小，安培力減小，直到安培力減小到與重力大小相等時(shí)，速度最小，此后勻速運(yùn)動(dòng)，直至艙體著陸時(shí)速度大小為v，可得，，由平衡條件可知解得（3）由能量守恒解得2024年天津市河西區(qū)高三物理三模試題2024.4第I卷一、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)是正確的）1.周村古商城有一件古代青銅“魚洗”復(fù)制品，在其中加入適量清水后，用手有節(jié)奏地摩擦“魚洗”的雙耳，會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，并能使盆內(nèi)水花四濺，如圖甲所示。圖乙為某時(shí)刻相向傳播的兩列同頻率水波的波形圖，四個(gè)位置中最有可能“噴出水花”的位置是（）A.A位置 B.位置 C.位置 D.位置〖答案〗B〖解析〗由題意知“噴出水花”是因?yàn)閮闪胁ǖ牟ǚ迮c波峰或波谷與波谷發(fā)生了相遇，即振動(dòng)加強(qiáng)。由圖像可知，兩列波的波峰傳到B位置時(shí)間相等，故B是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其它三點(diǎn)振動(dòng)不穩(wěn)定。所以最可能“噴出水花”的是B位置。故選B。2.健身球是一種內(nèi)部充氣的健身輔助器材。如圖所示，用絕熱材料制成的健身球，球內(nèi)的氣體視為理想氣體，則下列說法正確的是（）A.人體擠壓健身球過程中，球內(nèi)氣體內(nèi)能增大B.人體離開健身球前后，球內(nèi)所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率均減小C.人體離開健身球前后，球內(nèi)單位面積上撞擊的分子數(shù)不變D.將健身球舉高，球內(nèi)氣體的分子勢(shì)能增大〖答案〗A〖解析〗A．人體擠壓健身球過程中，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，球內(nèi)氣體內(nèi)能增大，A正確；B．人體離開健身球前后，氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，氣體溫度降低，氣體分子平均動(dòng)能減小，但不是所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都減小，B錯(cuò)誤；C．人體離開健身球前后，氣體體積增大，氣體溫度降低，氣體壓強(qiáng)減小，氣體分子平均動(dòng)能減小，球內(nèi)單位時(shí)間單位面積上撞擊的分子數(shù)減少，C錯(cuò)誤；D．將健身球舉高，氣體重力勢(shì)能增大，但理想氣體分子勢(shì)能忽略不計(jì)，D錯(cuò)誤。故選A。3.2023年9月28日中國(guó)首條時(shí)速350公里跨海高鐵——福廈高鐵正式開通運(yùn)營(yíng)，福州至廈門兩地間形成“一小時(shí)生活圈”。如圖甲，一滿載旅客的復(fù)興號(hào)列車以大小為v的速度通過斜面內(nèi)的一段圓弧形鐵軌時(shí)，車輪對(duì)鐵軌恰好都沒有側(cè)向擠壓。圖乙為該段鐵軌內(nèi)、外軌道的截面圖。下列說法正確的是（）A.列車受到重力、軌道的支持力和向心力B.若列車以大于v的速度通過該圓弧軌道，車輪將側(cè)向擠壓外軌C.若列車空載時(shí)仍以v的速度通過該圓弧軌道，車輪將側(cè)向擠壓內(nèi)軌D.若列車以不同的速度通過該圓弧軌道，列車對(duì)軌道的壓力大小不變〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)題意可知，列車受重力、軌道的支持力，由這兩個(gè)力的合力提供列車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)軌道傾角為，圓弧軌道半徑為，則可知，當(dāng)列車以速度v通過圓弧軌道時(shí)，由牛頓第二定律有當(dāng)速度大于v時(shí)，重力與軌道的支持力不足以提供火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力，此時(shí)火車車輪將側(cè)向擠壓外軌，使外軌產(chǎn)生彈力，以補(bǔ)足火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力，則有（）故B正確；C．若列車以v的速度通過該圓弧軌道，由可得即只要滿足轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度為，列車就不會(huì)對(duì)內(nèi)外軌產(chǎn)生擠壓，與列車是否空載無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)以上分析可知，若列車速度大于v，列車車輪將擠壓外軌，根據(jù)（）可知，速度越大，外軌對(duì)火車的彈力越大，即火車對(duì)外軌的彈力越大，則根據(jù)平行四邊形定則可知，火車在垂直軌道方向的壓力與對(duì)側(cè)向軌道的壓力的合力將隨著速度的增加而增加；同理，當(dāng)火車速度小于v時(shí)，重力與支持力的合力將大于其轉(zhuǎn)彎所需的向心力，此時(shí)火車車輪將擠壓內(nèi)軌，有（）顯然速度越小對(duì)內(nèi)側(cè)軌道的壓力越大，根據(jù)平行四邊形定則可知，火車對(duì)整個(gè)軌道的壓力越大，故D錯(cuò)誤。故選B4.理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應(yīng)的影響。下列說法正確的是（）A.Y是粒子，射線穿透能力比射線強(qiáng)B.Y是粒子，射線電離能力比射線強(qiáng)C.Y是粒子，射線穿透能力比射線強(qiáng)D.Y是粒子，射線電離能力比射線強(qiáng)〖答案〗D〖解析〗由核電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得Y是粒子，射線電離能力強(qiáng)，穿透能力弱。故選D5.在一些電子顯示設(shè)備中，讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場(chǎng)，可以使發(fā)散的電子束聚集。下列4幅圖中帶箭頭的實(shí)線表示電場(chǎng)線，如果用虛線表示電子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗A．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，A正確；B．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾，B錯(cuò)誤；C．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾，C錯(cuò)誤；D．電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè)，對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾，D錯(cuò)誤；故選A。二、選擇題（每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確，每小題5分，全對(duì)的得5分，選不全得3分，選錯(cuò)或不答得0分，共15分)6.如圖所示為正弦交流電通過理想變壓器對(duì)某家庭供電的電路圖，線路電阻為，開關(guān)、均閉合，各用電器均正常工作，某時(shí)發(fā)現(xiàn)指示燈亮度增加了，可能的原因是（）A.輸入電壓變小 B.輸入電壓變大C.電阻變大 D.電飯鍋煮飯結(jié)束，變?yōu)楸貭顟B(tài)〖答案〗BD〖解析〗A．輸入電壓變小，則有副線圈輸出電壓變小，副線圈的總電流變小，指示燈的電流變小，亮度減小，A錯(cuò)誤；B．輸入電壓變大，則有副線圖輸出電壓變大，副線圈的總電流變大，指示燈的電流變大，亮度增加，B正確；C．電阻變大，副線圈的總電流減小，指示燈的電流減小，亮度減小，錯(cuò)誤；D．電飯鍋?zhàn)優(yōu)楸貭顟B(tài)，副線圈的輸出功率減小，副線圖的總電流減小，線路電阻兩端電壓減小，副線圈輸出電壓不變，則有指示燈L兩端電壓增大，電流增大，亮度增加，D正確。故選BD。7.2023年10月26日，我國(guó)自主研發(fā)的神舟十七號(hào)載人飛船圓滿的完成了發(fā)射，與“天和"核心艙成功對(duì)接，飛船變軌前繞地穩(wěn)定運(yùn)行在半徑為r1的圓形軌道I上，橢圓軌道II為飛船的轉(zhuǎn)移軌道，核心艙繞地沿逆時(shí)針方向運(yùn)行在半徑為r3的圓形軌道Ⅲ上，軌道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分別相切于A、B兩點(diǎn)，飛船在A點(diǎn)變軌，與核心艙剛好在B點(diǎn)進(jìn)行對(duì)接，下列說法正確的是（）A.神舟十七號(hào)在Ⅰ軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的速度可能大于7.9km/sB.神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上由A向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度減小，機(jī)械能減小C.神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度大于在Ⅰ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度D.神舟十七號(hào)在Ⅱ軌道上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)加速變軌進(jìn)入Ⅲ軌道與“天和”核心艙完成對(duì)接〖答案〗CD〖解析〗A．第一宇宙速度7.9km/s是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是衛(wèi)星的最大繞行速度，所以神舟十七號(hào)在Ⅰ軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的速度一定不能大于7.9km/s。故A錯(cuò)誤；B．神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上由A向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有引力做負(fù)功，速度減小，機(jī)械能不變。故B錯(cuò)誤；C．從Ⅰ軌道到ⅠⅠ軌道需要加速，所以神舟十七號(hào)在ⅠⅠ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度大于在Ⅰ軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度。故C正確；D．神舟十七號(hào)在Ⅱ軌道上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)加速變軌進(jìn)入Ⅲ軌道與“天和”核心艙完成對(duì)接，故D正確。故選CD。8.如圖所示，關(guān)于光現(xiàn)象下列說法不正確的是（）A.圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫、間的距離d，兩相鄰亮條紋間距離將減小B.圖乙是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的C.圖丙中的P、Q是偏振片，當(dāng)P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí)，光屏上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波D.圖丁中央存在一個(gè)亮斑，是光線通過一個(gè)不透光的圓盤得到的衍射圖樣〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距與雙縫間距離d及光的波長(zhǎng)的關(guān)系式可知只增大擋板上兩個(gè)狹縫、間距離d，兩相鄰亮條紋間距離將減小，故A正確；B．由圖可知，條紋向空氣薄膜較厚處發(fā)生彎曲，說明彎曲處的光程差變短，空氣薄膜間距變小，則被檢測(cè)的平面在此處是凸起的，故B錯(cuò)誤；C．只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故C正確；D．泊松亮斑是光線通過小圓板得到的光的衍射圖樣，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。第II卷非選擇題（60分）三、填空實(shí)驗(yàn)題（本題2小題，共12分）9.如圖所示為研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)情景。將一輕細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上，下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將畫有幾個(gè)同心圓周的白紙置于懸點(diǎn)下方的水平平臺(tái)上，調(diào)節(jié)細(xì)線的長(zhǎng)度使小球自然下垂靜止時(shí)恰好位于圓心處。用手帶動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)使它在放手后恰能在紙面上方沿某個(gè)畫好的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)平臺(tái)的高度，使紙面貼近小球但不接觸。（1）忽略小球運(yùn)動(dòng)中受到的阻力，在具體的計(jì)算中可將小球視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小可能等于____（選填選項(xiàng)前的字母）。A.繩子對(duì)球拉力 B.小球自身重力C.拉力和重力的合力 D.拉力在水平方向的分力（2）考慮到實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、測(cè)量條件等實(shí)際因素，對(duì)于這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法中正確的是____（選填選項(xiàng)前的字母）。A.小球質(zhì)量的測(cè)量誤差不影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證B.小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑的測(cè)量影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C.在其他因素不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩與豎直方向的夾角越大，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大D.在細(xì)繩與豎直方向夾角保持不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩越長(zhǎng)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大（3）在考慮到有空氣阻力的影響下，上述實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動(dòng)起來后，經(jīng)過比較長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)其半徑越來越小，足夠長(zhǎng)時(shí)間后，小球會(huì)停止在懸點(diǎn)正下方。這與無動(dòng)力人造地球衛(wèi)星在微薄阻力下的運(yùn)動(dòng)有很多類似。若小球和衛(wèi)星在每轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)半徑變化均可忽略，即每一周都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)對(duì)小球和衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期變化情況進(jìn)行比較，并寫出結(jié)論__________________________________________〖答案〗（1）BCD（2）ACD（3）圓錐擺：r減小，周期變大，衛(wèi)星：r減小，周期變小〖解析〗【小問1詳析】ACD．小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到重力和繩子的拉力，重力和繩子的拉力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，或者是繩子拉力的水平分量提供向心力，故A錯(cuò)誤，CD正確；B．小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小可能等于小球自身重力，故B正確。故選BCD?！拘?詳析】A．設(shè)實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩與豎直方向的夾角，則要驗(yàn)證小球的質(zhì)量可從兩邊消掉，則小球質(zhì)量的測(cè)量誤差不影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故A正確；B．要驗(yàn)證小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑可從兩邊消掉，則小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑的測(cè)量不影響本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)在其他因素不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩與豎直方向的夾角越大，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大，故C正確；D．在細(xì)繩與豎直方向的夾角保持不變的情況下，實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩越長(zhǎng)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越大，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大，故D正確。故選ACD?！拘?詳析】設(shè)小球做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，此時(shí)小球距細(xì)線上端固定點(diǎn)的豎直高度為h，根據(jù)受力情況和向心力公式有：可解得：因半徑變小，繩長(zhǎng)不變，h變大，故小球周期變大；衛(wèi)星：根據(jù)可知，r減小，周期變小。10.為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，現(xiàn)備有下列器材：A．待測(cè)電源B．電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）C．電壓表（量程0~3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ）D．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流2A）E．定值電阻F．開關(guān)、導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（a）所示（1）按照（a）電路圖，將圖（b）中的器材實(shí)物筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整__________；（2）改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量并記錄多組U、I數(shù)據(jù)，作出圖像，如圖（c）所示，根據(jù)圖像求得電源電動(dòng)勢(shì)__________V，內(nèi)阻__________Ω。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（3）為消除電表內(nèi)阻引起的誤差，采用一種改進(jìn)后的“補(bǔ)償”電路，如圖（d）所示。①開關(guān)，均斷開，均處于接入電路最大值。②閉合，調(diào)節(jié)，使電壓表V，電流表數(shù)值合適。③保持阻值不變，閉合，調(diào)節(jié)，使示數(shù)為零，記錄電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)。④重復(fù)②、③操作測(cè)多組U、，作出圖像，根據(jù)圖像可測(cè)得真實(shí)的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r。在某次測(cè)量中，閉合后電壓表的示數(shù)__________（選填“大于”、“等于”或“小于”）閉合前電壓表的示數(shù)?！即鸢浮剑?）（2）1.801.10（3）大于〖解析〗（1）[1]按照（a）電路圖，將圖（b）中的器材實(shí)物筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整，如圖所示（2）[2][3]根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律有結(jié)合圖（c）可得，解得（3）[4]在某次測(cè)量中，閉合前，設(shè)此時(shí)電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，電壓表內(nèi)阻為，電流表內(nèi)阻為，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得又聯(lián)立可得保持阻值不變，閉合，調(diào)節(jié)，使示數(shù)為零，設(shè)此時(shí)電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，由于示數(shù)為零，則表兩端電勢(shì)相等，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得又聯(lián)立可得則有可得則在某次測(cè)量中，閉合后電壓表的示數(shù)大于閉合前電壓表的示數(shù)。四、計(jì)算題：（48分）解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.如圖所示，一根長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)輕繩，一端固定在天花板的點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為的小球?，F(xiàn)將輕繩拉直至水平位置，小球由點(diǎn)靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，輕繩剛好