天津市2024-2025学年高三下学期一模模拟练习冲刺物理试题03（解析版）

这是一份天津市2024-2025学年高三下学期一模模拟练习冲刺物理试题03（解析版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共25分，每题5分）
1. 下列说法正确的是( )
A. 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
B. 原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C. 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量增加
D. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
【答案】A
【解析】A．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，选项A正确；
B．在α衰变时，质量数守恒，但是新核与α粒子的总质量不等于原来的原子核的质量，会出现质量亏损，故B错误；
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时要辐射光子，则氢原子的能量减小，选项C错误；
D．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D错误；
故选A。
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，重力加速度为。则每条“腿”的上臂对探测器的弹力大小为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】ABCD．设每条“腿”的上臂对探测器的弹力大小为，根据共点力的平衡可知
得
故选D。
3.电子束焊接机是一种先进的焊接技术。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。不考虑电子的重力，已知电子电量为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极板加速到达A极板时获得动能大于eU
【答案】C
【解析】A．根据电场线分布情况，可以判断A、K之间不是匀强电场，A错误；
B．电子由K沿电场线到A电场力做正功，电势能逐渐减小，B错误；
C．电场线的疏密表示场强的大小，即
所以电子在K附近受到的电场力比在A附近要小，C正确；
D．由动能定理可知
所以电子由K极板加速到达A极板时获得的动能等于eU，D错误。
故选C。
4. 2024年4月25日，神舟十八号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十八号飞船在执行任务时可视为在距地面400km轨道上做匀速圆周运动；此前在西昌卫星发射中心成功发射了北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36000km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。以下说法中正确的是（ ）．
A. 神舟十八号飞船的周期比北斗G7的周期小
B. 神舟十八号飞船的向心加速度比北斗G7的小
C. 神舟十八号飞船和北斗G7的运行速度可能大于7.9km/s
D. 通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方
【答案】A
【解析】ABC．根据万有引力提供向心力可得
可得，，
由于神舟十八号飞船的轨道半径小于北斗G7的轨道半径，则神舟十八号飞船的周期比北斗G7的周期小，神舟十八号飞船的向心加速度比北斗G7的大；地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则神舟十八号飞船和北斗G7的运行速度都小于7.9km/s，故A正确，BC错误；
D．地球静止轨道卫星只能定点与赤道的正上方，所以通过地面控制不可以将北斗G7定点于西昌正上方，故D错误。故选A。
5. 理想变压器原线圈 a 匝数 n1=500，副线圈 b匝数 n2=100，线圈 a 接在如图所示的交变电压的交流电源上，“3 V，6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻R1=50 Ω，R2=18.5 Ω，电压表V为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 通过副线圈b的交变电流的频率为10Hz
B. 电压表的示数为44V
C. 电阻R1消耗的电功率为8W
D. 通过电阻R1的电流为10A
【答案】C
【解析】A．交变电流的频率为
A错误；
B．灯泡正常发光，通过副线圈电流的有效值
根据串联分压规律，电压表的示数
B错误；
C．根据单相理想变压器电流规律
解得原线圈中电流的有效值，即通过电阻的电流
电阻上消耗的功率
C正确，D错误。
故选C
二、多项选择题（本题共3小题，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. “不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹是一种光学现象。当阳光照射到空中的雨点时，光线被折射及反射，在空中形成七彩光谱。太阳光射到小水珠发生色散形成彩虹的光路如图所示，a、b为两种折射出的单色光。下列说法正确的是（ ）
A. a光的波长大于b光的波长
B. 在水珠中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C. 用同一双缝干涉装置看到b光干涉条纹间距比a光的宽
D. 若a光可使某金属发生光电效应，则b光也能使该金属发生光电效应
【答案】AD
【解析】A．由图可知a光的偏折程度比b的偏折程度小，所以水珠对a光的折射率比对b光的折射率小，a光的频率比b光的频率小，a光的波长比b光的波长长，故A正确；
B．根据可知，在水珠中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故B错误；
C．根据可知，用同一双缝干涉装置看到b光的干涉条纹间距比a光的窄，故C错误；
D．若a光可使某金属发生光电效应，则a光的频率大于该金属的极限频率，所以b光的频率也一定大于该金属的极限频率，则b光也能使该金属发生光电效应，故D正确。
故选AD。
7. 一定强度的激光（含有三种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，如图甲所示。现让经过玻璃砖后的A、B、C三束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），其中C光照射时恰好有光电流产生，则（ ）
A. 若用B光照射光电管的阴极，一定有光电子打出
B. 若用A光和C光分别照射光电管的阴极时，A光打出的光电子的最大初动能较大
C. 若入射光的入射角从0开始增大，C光比B光先消失
D. 若是激发态的氢原子直接跃迁到基态辐射出B光、C光，则C光对应的能级较低
【答案】BC
【解析】由图甲可得，三种频率的光，其中B光和C光为单色光，C光的折射率大，频率高；A光除了BC光的反射光线外，还含有第三种频率的光，为三种光的复合光。
A．根据几何光学知识可知，B光和C光中C光偏折程度较大，C光的折射率大，频率高，C光照射光电管恰好有光电流产生，用B光照射同一光电管，不能发生光电效应，故A错误；
B． A光为三种频率的复合光，但A光中某频率的光发生了全反射，其临界角最小，折射率最大，频率最大，则A光和C光分别照射，光电管的阴极时，A光打出的光电子的最大初动能较大，故B正确；
C．根据可知，C光的临界角较小，若入射光的入射角从0开始增大，C光比B光先消失，故C正确；
D．C光的频率比B光高，根据能级跃迁规律可知，若是激发态的氢原子直接跃迁到基态辐射出B光、C光，则C光对应的能级较高，故D错误。故选BC。
8. 如图是一个理想变压器的示意图，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，R0是定值电阻，保持交变电压U1不变，下列说法正确的是
A. 若P的位置不变，S由a合到b处，则电压表示数增大
B. 若P的位置不变，S由a合到b处，则电流表示数减小
C 若S置于b处，将P向上滑动，则电流表示数增大
D. 若S置于b处，将P向上滑动，则电压表示数增大
【答案】AD
【解析】S由a切换到b原线圈匝数变小，由于原线圈两端的电压恒定不变，根据公式可知，所以副线圈电压变大，电阻不变，所以R上电压增大，即电压表示数增大，电阻不变，所以R上电流增加，副线圈消耗的功率增大，所以原线圈输入功率增大，而输入电压不变，则将增大，电流表示数增大，故A正确B错误；若S置于b处，将P向上滑动，变阻器电阻变大，输出功率变小，输入功率变小，根据，知变小，则电流表示数减小，两端电压变小，滑动变阻器电压变大，即电压表示数增加，C错误D正确．
三、填空实验题（本大题每空2分，共12分）
9. 在做“验证机械能守恒定律”实验时：
(1)已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需的器材是_____；
A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、刻度尺
(2)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.8m/s2则：
①从O点到B点，重物重力势能减少量△Ep=________J，打B点时重物的动能为________J；（结果取3位有效数字）
②实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_____
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
(3)通过该实验得到的结论是：_________________。
【答案】(1)D (2)1.88 1.84 BD 在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒
【解析】(1)[1]打点计时器需要接交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量，故选D
(2)[2]从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量
[3]打下B点时的速度为
打B点时重物的动能为
[4]实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
故选BD
(3)[5]通过以上计算可知，在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒
10. 某兴趣小组为了测量电动车上电池的电动势E（约为36V）和内阻r（约为10Ω），需要将一个量程为15V的电压表（内阻约为10kΩ）改装成量程为45V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻。以下是该实验的操作过程。
（1）由于不知道该电压表内阻的确切值，该小组将一个最大阻值为50kΩ的电位器（可视为可变电阻）与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装，请完成步骤C的填空。
A．将总阻值较小的滑动变阻器的滑片P移至最右端，同时将电位器的阻值调为零；
B．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表的示数为9V；
C．保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电位器，使电压表的示数为______V；
D．不再改变电位器的阻值，保持电压表和电位器串联，撤去其他电路，即可得到量程为45V的电压表。
（2）该小组利用一个电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，读数记为U）连接成如图乙所示的测量电路来测量该电池的电动势和内阻．该小组首先得出了与的关系式，然后根据测得的电阻值R和电压表的读数U作出图像如图丙所示，则该电池的电动势______V、内阻______。
【答案】（1）3 （2）36 8
【解析】【小问1详解】
15V的电压表改装成量程为45V的电压表，则
当总电压为9V时，电压表的示数应为
【小问2详解】
[1] [2]由闭合电路的欧姆定律得
整理得
结合图像得
由以上两式解得
，
四、计算题（本题共3小题，共48分）
11. 如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求：
（1）A释放时距桌面的高度H；
（2）碰撞前瞬间绳子的拉力大小F；
（3）碰撞过程中系统损失的机械能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）A释放到与B碰撞前，根据动能定理得
解得
（2）碰前瞬间，对A由牛顿第二定律得
解得
（3）A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得
解得
则碰撞过程中损失的机械能为
12. 如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP与两导轨垂直，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°．M、P和N、Q之间均接阻值为2R的电阻．有一垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B0．将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻为R，导轨电阻不计．现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒在运动过程中始终与MP平行．当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd到MP的距离为s，重力加速度为g．
（1）求金属棒达到的稳定速度v．
（2）求金属棒从静止开始运动到cd的过程中，导体棒上产生的热量．
（3）当金属棒滑行至cd时，去掉NQ间的电阻2R，为使导体棒的速度不变，拉力应变为多少？
【答案】（1）（2）（3）mg
【解析】（1）当金属棒匀速运动时达到稳定状态，由平衡条件得：
，
安培力：
，
解得：
；
（2）设金属棒从静止开始运动到cd的过程中，导体棒上产生的热量为Q，则整个电路产生的焦耳热为2Q，由能量守恒定律得：
，
解得：
．
（3）当金属棒运动到cd时，去掉NQ间的电阻，为使导体棒的速度不变，即使金属棒处于平衡状态，设拉力变为F1，由平衡条件得：
，
安培力：
L，
解得：
13. 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1，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变化的情况如图2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极或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3所示，图中包围一个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）当磁单极子穿过环后（看作相距无穷远），研究人员测得环中初始电流为，设环中单位体积的自由电子数为，电子质量为、电荷量为，环的电阻率为．经一年以上的时间检测出电流变化量，其中，求的值。
提示1：导体中的电流可表示为，其中为单位体积的自由电荷数，为自由电荷带电量，为导体截面积，为电荷定向移动速率。
提示2：本题中可把情境理想化：各个自由电荷定向运动的速率都是相同的。
提示3：当，
【答案】（1）；顺时针方向；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）时间内，有
又
由楞次定律可知顺时针方向。
（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，产生感应电动势为
代入可得
（4）建立能量关系，环中的电子动能减小，转化为焦耳热．即
时间内环中焦耳热
环中定向移动电子减少的动能总和
式中分别代表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