2024年天津市高考物理模拟试卷（六）(含详细答案解析)

这是一份2024年天津市高考物理模拟试卷（六）(含详细答案解析)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于天然放射现象，下列叙述正确的是( )
A. 铀核(92238U)衰变为铅核(82206Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
B. 若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小
C. 在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离能力最强
D. 当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变
2.如图所示为钻石的某个截面，其中B、C、D处均为直角。一束复色光由AB面入射，从CD面出射时分开成a、b、c三种单色光。用这三种单色光分别照射金属钾板，其中b光恰好可使钾板产生光电效应。下列说法正确的是( )
A. a光在棱镜中的速度最小
B. a光打出的光电子的遏止电压最大
C. 从CD面出射时a光、b光、c光互相平行
D. 同一装置条件下c光双缝干涉条纹宽度最大
3.如图为交流发电机的示意图，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。两磁极之间的磁场视为匀强磁场且磁感应强度大小为B，单匝线圈ABCD的面积为S、电阻为r，定值电阻的阻值为R，其余电阻不计，交流电压表为理想电表。线圈以角速度ω绕OO′轴逆时针匀速转动，如果以图示位置为计时起点，则( )
A. 图示时刻电压表示数为BSω
B. 通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=BSωR+rsinωt
C. 线圈从图示位置转过90∘的过程中，通过电阻R的电流平均值为2BSωπ(R+r)
D. 线圈从图示位置转过90∘的过程中，电阻R产生的焦耳热为πRB2S2ω2(R+r)2
4.如图，平衡位置位于原点O的振源做简谐运动，其运动的表达式为y=−0.05sin(10πt)m。该振动激发一列沿x轴正方向传播的简谐波。某次振源的位置达到正向最大位移处时，坐标为(9m,0)的P点恰好开始振动且OP之间存在4个波谷，从该时刻开始计时，下列说法正确的是( )
A. P点起振时沿y轴正方向运动
B. 该列简谐波的波速60m/s
C. t=1.2s时，P点的加速度沿y轴负方向且最大
D. t=1.2s时，坐标为(21m,0)的Q点(图中未画出)通过的路程为0.2m
5.将两点电荷A、B分别固定在x轴上0m和6m处，点电荷B的电荷量为−Q，两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中x=4m处电势最高，x轴上M、N两点分别处于3m和5m处，静电力常量为k，下列说法正确的是( )
A. 点电荷A的电荷量为+4Q
B. 若在M点固定一电荷量为q的试探电荷，则该试探电荷受到的电场力大小为kQq3
C. 正试探电荷由M点沿x轴运动到N点的过程中，电势能先减小后增大
D. M点的电场强度等于N点的电场强度
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.关于热现象，下列说法正确的是( )
A. 布朗运动中越小的炭粒，受到撞击的分子越少，碳粒的不平衡性表现得越不明显
B. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能一定不同
C. 绝热密闭容器中一定质量理想气体的体积增大，其内能一定减少
D. 绕地球飞行的宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，但飞船内的气体对飞船内壁仍有压强
7.2022年10月9日43分，我国在酒泉卫星发射中心成功将“夸父一号”卫星发射升空，开启中国综合性太阳观测的新时代。该卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动，距离地球表面约720千米，运行周期约99分钟，下列说法正确的是( )
A. “夸父一号”发射速度大于11.2km/s
B. 若已知万有引力常量，利用题中数据可以估算出地球的质量
C. “夸父一号”绕地球运行的速度大于地球的同步卫星的速度
D. “夸父一号”的角速度小于地球自转的角速度
8.如图所示，有界匀强磁场的宽度为 2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里正方形abcd是粗细均匀的导体框，总电阻为4R，边长为L，该导体框处于纸面内。导体框在外力作用下沿对角线ac(垂直于磁场边界)由Ⅰ位置匀速运动到Ⅲ位置，速度大小为v，则( )
A. 导体框由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中感应电流的方向先adcba后abcda
B. 导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中最大感应电流为BLv4R
C. 导体框由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中通过的电荷量为BL22R
D. 导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中外力的最大功率为B2L2v22R
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
9.图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测最两光电门之间的距离s；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB，求出加速度a；
④多次重复步骤③，求a的平均值a−；
⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
回答下列为题：
(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图(b)所示，其读数为______cm。
(2)物块的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示为a=______。
(3)动摩擦因数μ可用M、m、a−和重力加速度g表示为μ=______
(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于______(填“偶然误差”或“系统误差”)。
10.(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是______。(选填选项前面的字母)
A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。
a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为______ mA。
b.若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为______Ω。
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：______。
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1k”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是______。
(5)图丙为题(2)(图乙表盘)中多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=100Ω，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，则此时欧姆表为电阻______挡。
四、简答题：本大题共2小题，共30分。
11.如图所示，在第一象限内有水平向右的匀强电场，电场强度大小E=3mv022qd。在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，在该平面内有一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点以初速度v0沿y轴负方向射出，P点的坐标为(2d,2 33d)，粒子穿过x轴后恰好不能从y轴射出磁场，不考虑粒子的重力。求：
(1)粒子第一次穿过x轴时的速度v的大小和方向；
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(3)粒子从P点射出到第二次穿过x轴所用的时间t。
12.如图所示是列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身下方固定一矩形线框abcd，ab边长为l，bc边长为d，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁场MNPQ，MN边界与ab平行，区域长为d。若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时的速度大小为v0，cd边刚离开磁场时列车刚好停止运动。已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，摩擦阻力大小恒定为kmg，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小：
(2)线框从进入到离开磁场过程中，线框产生的焦耳热；
(3)线框从进入到离开磁场过程所用的时间。
五、计算题：本大题共1小题，共10分。
13.有一个角度可变的轨道，当倾角为30度时，A恰好匀速下滑，现将倾角调为60度，从高为h的地方从静止下滑，过一段时间无碰撞地进入光滑水平面，与B发生弹性正碰，B被一根绳子悬挂，与水平面接触但不挤压，碰后B恰好能做完整的圆周运动，已知A的质量是B的质量的三倍，求：
①A与轨道间的动摩擦因数μ；
②A与B刚碰完B的速度；
③绳子的长度L。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A.铀核(92238U)衰变为铅核(82206Pb)的过程中，设要经过n次α衰变和m次β衰变，由质量数守恒、核电荷数守恒有
92=82+2n−m
238=206+4n
解得
n=8，m=6
故A正确；
B、半衰期只和元素本身有关，与压强无关，故B错误；
C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C错误；
D、β衰变放出的电子是来自原子核发生衰变时的产物，故D错误；
故选：A。
根据β衰变实质、半衰期特征、核反应前后，质量数和电荷数守恒以及，α、β、γ三种射线特征，即可解答。
本题考查学生对β衰变实质、半衰期特征、核反应前后，质量数和电荷数守恒以及，α、β、γ三种射线特征的掌握，考点多，具有一定难度，需要学生熟记。
2.【答案】C
【解析】解：A.由图中各色光的折射程度可知a光的折射率最小，根据v=cn可知，a光在棱镜中的速度最大，故A错误；
B.a光的折射率最小，则频率最小，根据光电效应方程eUc=hν−W0可知a光打出的光电子的遏止电压最小，故B错误；
C.光的反射和折射光路如图
C处均为直角，根据光的反射定律结合几何关系可知不论折射率大小，根据光路的对称性可以判断出三种单色光从CD面射出时与相应法线的夹角都等于∠1，故从CD面出射时a光、b光、c光互相平行，故C正确；
D.c光的频率最大，则波长最小，根据干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知c光双缝干涉条纹宽度最小，故D错误；
故选：C。
A.根据折射光路图比较光的折射率，由波速公式进行判断；
B.根据光电效应方程进行分析判断；
C.根据光路图和几何关系结合对称性进行分析判断；
D.根据双缝干涉条纹的间距公式进行分析判断。
考查光的折射光路和折射率、光电效应等问题，会根据题意列式求解相关的物理量。
3.【答案】C
【解析】解：A.线圈中产生的感应电动势的最大值为
Em=BSω
电压表示数应为电阻R两端的电压有效值，则有
U=BSωR 2(R+r)
故A错误；
B.根据欧姆定律有
I=ER+r=BSω 2(R+r)
电流瞬时值表达式为
i= 2Icsωt=BSωR+rcsωt
故B错误；
C.线圈从图示位置转过90∘的过程中所用时间
Δt=π2ω=π2ω
根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势平均值为
E−=ΔΦΔt=BSΔt=2BSωπ
则通过电阻R的电流平均值
I−=E−R+r=2BSωπ(R+r)
故C正确；
D.线圈从图示位置转过90∘的过程中，电阻R上产生的焦耳热
Q=I2RΔt=πRB2S2ω4(R+r)2
故D错误。
故选：C。
根据正弦式交变电流产生规律分析，感应电动势最大值为Em=nBSω，求得交流电的有效值，根据闭合电路欧姆定律可以求出电流的表达式，根据感应电动势的平均值解得C，根据焦耳定律解得D。
此题考查了交流的峰值、有效值以及瞬时值的计算，解题的关键是明确正弦式交变电流有效值的确定。
4.【答案】D
【解析】解：A、根据波源的表达式y=−0.05sin(10πt)m可知，波源起振方向沿着y轴负方向，则介质中各个质点的起振方向均沿着y轴负方向，故A错误；
B、根据波源的表达式y=−0.05sin(10πt)m可知，简谐波的振幅为A=0.05m，圆频率为ω=10πrad/s，则周期为T=2πω=2π10πs=0.2s
根据P点恰好开始振动时，振源在最大位移处，可知OP间的距离为
s=(n+34)λ，(n=0,1,2,……)
得
λ=9(n+34)m，(n=0,1,2,……)
根据波速公式v=λT得：v=9n+340.2m/s=45n+34m/s
P点开始振动时，OP之间存在4个波谷，则公式中n=3，代入得波速为：v=12m/s，故B错误；
C、由于t=1.2s=6T，则t=1.2s时，P点经过平衡位置向y轴负方向运动，加速度为0，故C错误；
D、波从P传到Q的时间为Δt=sv=21−912s=1s，t=1.2s时Q点振动了0.2s，即一个周期，所以Q点经过的路程为：Δs=4A=4×0.05m=0.2m，故D正确。
故选：D。
介质中各个质点起振方向都与波源起振方向相同，根据波源的振动方程判断波源的起振方向，从而确定P点起振方向。根据P点恰好开始振动时，振源在最大位移处，分析OP间的距离与波长的关系，结合OP之间存在4个波谷，确定波长的大小，再求波速。根据时间与周期的关系分析P点的加速度以及Q点通过的路程。
本题考查波的形成，要理解并掌握波的传播特点：介质中各个质点起振方向都与波源起振方向相同，理解波的周期性，能写出波长的通项。
5.【答案】B
【解析】解：A.φ−x图线的斜率表示场强，由图可知，在x=4m处图线的斜率为零，说明在x=4m处电场强度为零，所以两点电荷一定是同种电荷，故点电荷A带负电，根据点电荷场强公式
E=kQr2
可知
kQA42=kQ22
所以
QA=4Q
故A错误；
B.点电荷A到M点的距离为3m，点电荷B到M点的距离也为3m，所以M点的场强大小为
E=k4Q32−kQ32=kQ3
则在M点放一带电荷量为q的试探电荷，其所受电场力为
F=qE=kQq3
故B正确；
C.沿着电场线电势逐渐降低，则M点到N点，电场线先向左后向右，正的试探电荷从M点到N点时电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故C错误；
D.由图可知图线在M点的斜率小于N点的斜率，即M点的电场强度小于N点的电场强度，故D错误；
故选：B。
图线的斜率表示场强的大小，因为在两电荷中间位置电场强度为零，所以两电荷带同种电荷；根据点电荷场强公式计算得到A电荷所带电荷量的多少，进而根据场强的矢量合成可以得到M点的场强大小；比较M点和N点两点斜率的大小即可知道这两点场强的大小；对正电荷来说，电势越高，电势能越大。
φ−x图线的斜率表示场强的大小是解题的关键所在，根据图线的斜率可以比较各点的场强大小，进而根据点电荷场强公式得到A电荷所带电荷量的多少，就可判断题目中选项的正误。
6.【答案】ACD
【解析】解：A、布朗运动中越小的炭粒，受到的撞击的分子越少，碳粒的不平衡行表现的越明显，故A正确；
B、内能不同的物体，温度可能相同，因此分子热运动的平均动能可能相同，故B错误；
C、绝热密闭容器中，一定质量理想气体的体积增大，对外做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，其中Q=0，W