2025-2026学年天津市南开中学高三（下）第四次月考物理试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年天津市南开中学高三（下）第四次月考物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.中国科学院近代物理研究所科研团队与合作单位研究人员首次成功合成新原子核 89205Ac。该原子核存在一种衰变链，其中第1次由 89205Ac衰变成原子核 87201Fr，第2次由 87201Fr衰变成原子核 85197At。下列说法正确的是( )
A. 两次均为β衰变 B. 10个 89205Ac原子核经过一个半衰期后一定还剩余5个
C. 89205Ac原子核发生衰变时需要吸收能量 D. 87201Fr原子核的比结合能比 85197At原子核的比结合能小
2.瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是( )
A. 每个气体分子的动能都减小
B. 此过程气体从外界吸热
C. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小
D. 气体压强和热力学温度的比值减小
3.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是( )
A. 彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的
B. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
C. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出
4.一物块在水平拉力F作用下沿粗糙水平面运动，拉力随时间变化的F−t图像如图甲所示，5s后撤去拉力F，拉力F的功率随时间变化的P−t图像如图乙所示，则( )
A. 运动过程中，物块受到的摩擦力大小为3N
B. 2s末物块的速度大小为12m/s
C. 0～5s内物块的位移大小为12m
D. 位移为18m时物块的动能为6J
5.如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO′以角速度ω匀速转动。线圈的ad边长为L1，ab边长为L2，线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. t13时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 32NωBL1L2
B. t1时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为ωBL1L2
C. t2时刻，线圈平面与中性面垂直
D. t4时刻，穿过线圈的磁通量大小为NBL1L2
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。并且我国计划在2025～2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。已知火星的质量约为地球质量的110，火星半径约为地球半径的12。下列说法正确的是( )
A. 火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为2：5
B. 火星密度与地球密度之比约为5：4
C. 火星的近地卫星绕行周期与地球的近地卫星绕行周期之比约为5：4
D. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为1： 5
7.图甲为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图，此时质点P的位置横坐标为x=1m，质点Q的位置横坐标为x=4m。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度是50cm/s
B. 该波沿x轴的负方向传播
C. t=0.10s时，质点P的振动方向向上
D. 从t=0.10s到t=0.20s内，质点P通过的路程为20cm
8.如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为m、带电量为+q的小球何视为质点)。小球在长为l的绝缘轻绳牵引下，绕其悬点O在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径AC竖直，直径BD水平。从A点开始，小球的电势能Ep与转过的角度θ的关系如图乙所示，已知重力加速度g，则( )
A. 该电场的电场强度大小为 2mgq
B. CA两点的电势差UCA= 3mglq
C. 轻绳在D、B两点拉力的差值为3 3mg
D. 轻绳在D、B两点拉力的差值为3mg
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
9.(1)某同学使用如图甲所示装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。请完成以下问题：
①为了减少测量误差，下列做法正确的是______。
A.摆的振幅越大越好
B.摆球质量和体积都要小些
C.摆线尽量细些、短些、伸缩性小些
D.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
②某次摆球在最高点接通数据采集器，当摆球第一次(n=1)通过光电门时开始计时，数据采集器记录n(n≥3)次小球通过光电门时间为t，则该单摆的周期为______，设该单摆摆长为L，则重力加速度g=______(用L、n、t、π表示)。
③该同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图乙T2−L图像中的实线OM；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2−L图像为______。
A.虚线①，不平行实线OM
B.虚线②，平行实线OM
C.虚线③，平行实线OM
10.某同学在实验室测量一段圆柱形导电材料的电阻率。
①用螺旋测微器测量其直径，如图所示，读数是 mm；
已知圆柱形导电材料的电阻约为5Ω，除待测材料外，实验室备有的实验器材如下：
A.电源(电动势E=3.0V，内阻很小)
B.电压表V1(0～3V，内阻约15kΩ)
C.电压表V2(0～15V，内阻约75kΩ)
D.电流表A1(0～0.6A，内阻rA=2Ω)
E.电流表A2(0～3A，内阻约0.1Ω)
F.滑动变阻器R(0～20Ω)
G.开关、导线若干
②为了调节方便，测量准确，实验中电压表应选 ，电流表应选 ；(均填写各器材前的字母代号)
③为了使圆柱形导电材料的两端电压能从0开始调节，并使测量结果尽可能准确，应选用如图所示的 电路进行实验；
根据所选电路，在闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)。
④根据电路图测得多组电压表和电流表的示数U、I，作U−I图像，得到图像的斜率为k，若实验所用导电材料的长为L，横截面直径为D，则得到圆柱形导电材料的电阻率ρ= (用k、L、D表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共48分。
11.质量为M=0.6kg的小车，原来静止在光滑水平轨道上，有两根长度均为L=0.8m的细绳，一根系在固定的挡板D上；另一根系在小车C上，下面各挂一只小球，小球的质量分别为mA=0.4kg，mB=0.2kg，静止时两小球正好相切，且切点与两球心同在一水平面上，如图所示，如果将A球拉成水平后由静止释放，在最低点与B球碰撞，碰后A球继续向右运动，上升的最大高度为ℎ=0.2m。求：
(1)碰后瞬间B球的速度；
(2)碰撞后B球升高的最大高度；
(3)小车能达到的最大速度。
12.如图甲所示，固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=37°倾斜放置，其电阻不计，导轨间距L=0.5m，导轨顶端与电阻R=2Ω相连。垂直导轨水平放置一根质量m=0.2kg、电阻r=0.5Ω的导体棒ab，ab距导轨顶端d1=2m，距导轨底端距离为d2(未知)。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0～2s内，导体棒在外力作用下保持静止；2s后由静止释放导体棒，导体棒滑到导轨底部的过程，通过导体棒横截面的电荷量q=1.0C。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求：

(1)0～2s内通过导体棒的电流I1的大小和方向；
(2)导体棒滑到底部前的最大速度vm；
(3)导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程，电阻R上产生的焦耳热QR。
13.某兴趣小组对洛伦兹力演示仪展开研究，该仪器由励磁线圈、电子枪和电源控制部分等组成(图1)，图2为该装置的正视图。励磁线圈之间产生匀强磁场，方向垂直纸面向里，其磁感应强度大小B与励磁电流I成正比，即B=kI(k为已知量)，半径为R的球形玻璃泡位于磁场区域中。电子在加速电场作用下获得动能，以一定速度从电子枪中水平连续射出。玻璃泡内充有稀薄气体，相关计算中可视为真空。已知电子的质量为m，电荷量为e。
(1)若加速电压为U，I=I0，电子出射方向垂直于磁场，求电子在磁场中做圆周运动的半径大小r0；
(2)图2中以球心O为原点建立平面坐标系。电子枪AC中点处与一高度为l的绝缘立柱连接，枪身与磁场垂直，长度为2b，电子从A端以速度v0水平向左射出：
①若此时磁感应强度为B，电子刚好经过O点，求电子从A点到O点经过的时间；(此问可自行设定角度，但需要给出设定角度最简单的三角函数值)
②当励磁电流I满足什么条件时，电子束不会打到玻璃泡上；
(3)如图3，以球心O为原点建立空间坐标系，以垂直纸面向外为x轴正方向，磁场沿y轴正方向。I=I1，电子出射速度大小仍为v0，在xOy平面内旋转电子枪，使电子的出射速度与y轴正方向夹角为θ(0