[物理]天津市部分区2024届高三下学期质量调查试卷（二）试题（解析版）

这是一份[物理]天津市部分区2024届高三下学期质量调查试卷（二）试题（解析版），共16页。试卷主要包含了本卷共8题，每题5分，共40分等内容，欢迎下载使用。
本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分，考试用时60分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号涂写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
祝考生考试顺利！
第I卷
注意事项：
1．每题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
2．本卷共8题，每题5分，共40分。
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福的粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
B. 玻尔在对氢原子光谱研究的基础上建立了原子的核式结构理论
C. 衰变的实质是一个中子转化为一个质子和一个电子
D. 比结合能越小原子核越稳定
【答案】C
【解析】A．卢瑟福的α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故A错误；
B．卢瑟福对a粒子散射实验的研究导致了原子的核式结构结构理论的建立，故B错误；
C．β衰变的实质是一个中子转化为一个质子和一个电子，故C正确；
D．比结合能越大的原子核越稳定，故D错误。故选C。
2. 如图所示，一颗卫星沿椭圆轨道运动。设想地球是质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在近地点的速率小于在远地点的速率
B. 卫星在近地点的加速度小于在远地点的加速度
C. 卫星由近地点向远地点运动的过程中机械能不断减小
D. 卫星与地球中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等
【答案】D
【解析】AD．由开普勒第二定律可知，卫星与地球中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，所以卫星在近地点的速率大于在远地点的速率，故A错误，D正确；
B．根据
可知卫星在近地点的加速度大于在远地点的加速度，故B错误；
C．卫星由近地点向远地点运动的过程中只有万有引力做功，机械能不变，故C错误；
故选D。
3. 一定质量的气体储存在体积不变的储气罐中，且可视为理想气体，气体温度降低，则关于罐内气体，下列说法正确的是（ ）
A. 压强减小，内能减小
B. 吸收热量，对外做功
C. 压强增大，分子平均动能减小
D. 压强减小，分子间的作用力减小
【答案】A
【解析】ACD．气体储存在体积不变的储气罐中，气体做等容变化，则
气体温度降低，故压强减小，分子平均动能减小，内能减小，气体可视为理想气体，则分子间的作用力不变，为零，故A正确，CD错误；
B．气体体积不变，则外界对气体不做功，由于内能减小，根据热力学第一定律
可知气体放出热量，故B错误。
故选A
4. 海河九道湾，上上下下一共有74座桥，每一座桥都是天津人生活的一部分。如图，设某座桥的桥体中有三块相同的钢箱梁1、2、3紧挨着水平排列，受到钢索a、b、c拉力的方向相同，相邻钢箱梁间的作用力均沿着水平方向，下列说法正确的是（ ）
A. 钢箱梁3所受合力最大
B. 钢索a、b、c上的拉力大小相同
C. 钢箱梁1对2的作用力大于2对1的作用力
D. 钢索a对钢箱梁1作用力的竖直分力大于钢箱梁1的重力
【答案】B
【解析】A．3个钢箱梁所受合力相同，均为0，选项A错误；
BD．根据
（θ为钢绳与水平方向的夹角）可知，钢索a、b、c上的拉力大小相同，钢索a对钢箱梁1作用力的竖直分力等于钢箱梁1的重力，选项B正确，D错误；
C．钢箱梁1对2的作用力与2对1的作用力是一对相互作用力，等大反向，选项C错误。
故选B。
5. 如图是带有转向器的粒子直线加速器，转向器中有辐向电场（方向均指向圆心O点），A、B接在电压大小恒为U的交变电源上，质量为m、电量为的离子，以初速度进入第1个金属圆筒左侧的小孔、离子在每个筒内均做匀速直线运动，时间均为t；在相邻两筒间的缝隙内被电场加速，加速时间不计，离子从第3个金属圆筒右侧出来后，立即由M点射入转向器，沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，并从N点射出，离子重力不计，则（ ）
A. 交变电源的周期为t
B. 第3个金属圆筒长度是第1个金属圆筒长度的3倍
C. 离子进入转向器的速度大小为
D. 虚线MN处电场强度大小为
【答案】C
【解析】A．交变电源周期为T=2t，选项A错误；
BC．粒子进入第3个金属桶时的速度满足
可得
根据
l=vt
可知，第3个金属圆筒长度不是第1个金属圆筒长度的3倍，离子进入转向器的速度大小为
选项B错误，C正确；
D．根据
可得虚线MN处电场强度的大小为
选项D错误。
故选C。
二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的4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，有选错或不答的得0分）
6. 如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B光照射时电流表指针不会发生偏转，则下列说法正确的是（ ）
A. A光的频率一定大于B光的频率
B. 在水中A光的速度大于B光的速度
C. 用A光和B光分别在同一双缝干涉实验装置上做实验，A光的干涉条纹间距较宽
D. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是从a流向b
【答案】AD
【解析】A．A光能发生光电效应，B光不能发生光电效应，则A光的频率大于截止频率，B光的频率小于截止频率，故A光的频率一定大于B光的频率，故A正确；
B．A光的频率大于B光的频率，则A光的折射率大于B光的折射率，根据
在水中A光的速度小于B光的速度，故B错误；
C．A光的频率大于B光的频率，根据
则A光的波长小于B光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
可知A光的干涉条纹间距较窄，故C错误；
D．用A光照射光电管时，光电子从阴极射出，光电子从b流过电流表G到a，故流过电流表G的电流方向是从a流向b，故D正确。
故选AD。
7. 如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两灯泡和。已知线框产生的电动势最大值为，变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，且电流表示数为，线框及所有导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置线框产生的感应电动势瞬时值为0
B. 若开关S闭合，则电流表示数将增大
C. 若开关S闭合，则灯泡亮度不变
D. 灯泡的额定功率为2W
【答案】BC
【解析】A．线圈平面与中性面垂直时，S∥B，，最大，最大，A错误；
B．若开关S闭合，和并联，副线圈总阻减小，输出电压不变，故输出电流增加，则输入电流也增加，即电流表示数增大，B正确；
C．若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡亮度不变，C正确；
D．变压器输入电压的有效值为
当开关断开时，正常发光，且电流表示数为，设原线圈电流为，电流为，根据变压器电流关系式知
代入得
根据变压器电压关系式知
代入得
灯泡的额定功率为
D错误；
故选BC。
8. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传到处的P点时波形如图所示，该时刻记为0时刻，从该时刻起到时，观察到质点P刚好第二次到达波峰位置，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为10m/s
B. 0~1.1s时间内质点P运动的路程为48cm
C. 时，处的质点Q刚好第一次到达波谷
D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为5Hz
【答案】AC
【解析】A．从该时刻起到时，观察到质点P刚好第二次到达波峰位置，可知
可得
T=0.4s
波速
选项A正确；
B．因可知0~1.1s时间内质点P运动的路程为
s=8A+3A=11A=44cm
选项B错误；
C．处的质点Q刚好第一次到达波谷时，波向前传播4m，则用时间为
选项C正确；
D．该波的频率为f=2.5Hz，则与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz，选项D错误。
故选A。
第II卷
注意事项：
1．用黑色墨水的水笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2．本卷共4题，共60分。
9. 某实验小组利用“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验装置测量弹簧的劲度系数。
将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，读出弹簧长度，记为；弹簧下端挂上砝码盘时，读出弹簧长度，记为；在砝码盘中每次增加一个10g的砝码，弹簧长度依次记为至，数据如下表：
（1）由表中数据可以看出，所用刻度尺的最小分度为__________（选“1mm”或“0.1mm”）；
（2）如图是根据表中数据做图像，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与__________的差值（填“”或“”）；
（3）通过图像可得弹簧的劲度系数为__________N/m（取重力加速度）
【答案】（1）1mm （2） （3）4.9
【解析】【小问1详解】
用刻度尺测量长度时要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故刻度尺的最小分度为1mm。
【小问2详解】
弹簧下端挂上砝码盘时，根据胡克定律可得
在砝码盘中增加砝码，根据胡克定律可得
可得
可知横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度的差值。
【小问3详解】
根据胡克定律，弹簧的劲度系数为
10. 某实验小组要测量一个电阻元件（约为）的阻值，实验室提供了如下器材：
A．电源E：电动势12V，内阻r约为；
B．电流表A：量程0~12mA，内阻；
C．电压表V：量程0~12V，内阻约为；
D．滑动变阻器：最大阻值；
E．滑动变阻器：最大阻值；
F．定值电阻；
G．定值电阻；
H．定值电阻；
I．电键S及导线若干。
该实验小组设计的测量电路如图所示，请回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选__________（选填“”或“”）；
（2）应将定值电阻__________（选填“”或“”或“”）与电流表并联；
（3）实验小组根据该实验电路原理图进行实验，以电流表示数I为横坐标，电压表示数U为纵坐标，作出图线（U、I都用国际单位），求出该图线的斜率为k，则待测电阻的表达式为__________（相应电阻代入具体数值）。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
有图可知电路使用的是分压法，要求电压的变化范围较大，滑动变阻器应选。
【小问2详解】
由并联电路电路特点可知通过电流
若想能通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联，对电流表改装。故应选与电流表并联。
【小问3详解】
由题意得通过的电流
带入数据得
两端电压
由欧姆定律得
整理得
由上式即题中数据可得
解得
11. 若一个运动物体A与一个静止物体B发生的是弹性正碰，则碰撞后B获得的动能与A原来的动能之比k叫做动能传递系数。
如图所示，在水平面上有物块M，左侧有一固定的半径为R的四分之一圆弧轨道，圆弧轨道在最低点与水平面平滑连接。从圆弧轨道顶端由静止释放一个质量为m的小滑块P，P滑下后与M发生弹性正撞。设水平面足够长，滑块可视为质点，所有接触面均光滑，重力加速度为g。
（1）求小滑块P刚到达圆弧轨道底端时对轨道的压力大小；
（2）若物块M质量为3m，求P和M碰撞时的动能传递系数k的值。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小滑块P从释放到达圆弧轨道底端过程机械能守恒，有
做圆周运动到最低点时，有
解得
由牛顿第三定律可知小滑块P对轨道的压力大小
（2）P、M发生弹性碰撞，根据动量守恒以及机械能守恒可得
又
解得
12. 如图所示，光滑金属导轨a、c、b、d相互平行，固定在同一水平面内，a、c间距离为L，b、d间距离为2L，a与b间、c与d间分别用导线连接，导轨所在区域有方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属杆GH在垂直于GH的水平外力（未知且图中未画出）作用下保持静止，且GH垂直于b和d。金属杆MN质量m，在垂直于MN的水平恒力作用下从静止开始向左运动，经过位移x后，杆MN的速度不再变化，杆MN始终垂直于a和c，金属杆MN和GH接入电路的电阻均为R，其余电阻不计，导轨a、c足够长。求：
（1）金属杆MN匀速运动时的速度v大小；
（2）水平外力的最大值；
（3）MN杆匀速运动后撤去拉力，求此后MN杆还能滑行的距离s。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设金属杆MN匀速运动速度大小为，则电动势为
根据欧姆定律
金属杆MN受到的安培力为
由平衡条件
解得
（2）金属杆匀速运动时拉力最大，有
解得
（3）设金属杆MN运动位移x所用时间为t，对于MN杆，由动量定理，有
其中
解得
13. 实验室有一装置可用于探究原子核的性质，该装置的主要原理可简化为：空间中有一直角坐标系，在紧贴的下侧处有一粒子源，能沿轴正方向以的速度持续发射比荷为的某种原子核。平面图如图甲所示，在，的空间中有沿方向的匀强电场。在的空间有垂直于平面向里的匀强磁场，磁场区域足够大，磁感应强度的大小为。忽略原子核间的相互作用和重力。
（1）求原子核第一次穿过轴时速率；
（2）设原子核从点第二次穿过轴，求O、Q两点之间距离；
（3）若在平面内区域放置一足够大的吸收屏，屏上方施加有沿方向大小为的匀强磁场，如图乙所示。原子核打在吸收屏上即被吸收并留下印迹，请确定该印迹的位置坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）或
【解析】（1）原子核在电场中做类平抛运动，有
代入数据，其中，可得
（2）原子核离开电场时速度与夹角设为，则
偏移距离
右侧的磁场中做匀速圆周运动，有
该轨迹圆在轴上对应的弦长
OQ间距离
代入数据可得
（根据几何关系的对称性，得出也给满分）
（3）原子核在区域做等距螺旋线运动，即沿方向做匀速直线运动，
在垂直方向做匀速圆周运动，有
得
得
得
可以看出，原子核经过半个周期打在吸收屏上。所以该点位置坐标为或。
代表符号
数值（cm）
24.35
27.35
29.35
31.33
33.36
35.35
37.37
39.35