2023-2024天津市中学高三上学期12月物理模拟试题（含解析）

2023-2024学年天津市中学高三上学期12月物理模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、背越式跳高采用弧线助跑，距离长，速度快，动作舒展大方。如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为
A．2m/s B．5m/s C．8m/s D．11m/s
2、下列说法中正确的是（　　）
A．原子核发生衰变时都遵守电荷守恒、质量守恒、能量守恒
B．为核衰变方程
C．光电效应说明了光具有粒子性
D．康普顿散射实验说明了光具有波动性
3、如图所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁下落穿出导轨平面的过程中，导体P、Q运动情况是
A．P、Q互相靠扰
B．P、Q互相远离
C．P、Q均静止
D．因磁铁下落的极性未知，无法判断
4、下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B．图乙中，两个影子在x、y轴上的运动就是物体的两个分运动
C．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A、B两球可以不同时落地
D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于所需要的向心力
5、真空中的某装置如图所示，现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点。粒子重力不计。下列说法中正确的是（　　）
A．在荧光屏上只出现1个亮点
B．三种粒子出偏转电场时的速度相同
C．三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1
D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2
6、一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆叫作A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。如图乙所示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，近日点B和远日点C到太阳中心的距离分别为rB和rC，已知太阳质量为M，行星质量为m，万有引力常量为G，行星通过B点处的速率为vB，则椭圆轨道在B点的曲率半径和行星通过C点处的速率分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，若倾斜的雪坡倾角为θ，战士飞出时的水平速度大小为v0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，又落回到倾斜的雪坡上，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同
B．如果v0不同，该战士落到雪坡时的速度方向相同，在空中运动时间不同
C．该战士在空中经历的时间是
D．该战士在空中经历的时间是
8、如图所示，倾斜固定放置的带电平行金属板，两板间距为，分别为上板和下板上的点，点高于点，距离大于，连线与上板夹角为，为锐角，平行板间存在水平向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一带电荷量为的粒子从直线上的P点沿直线向点运动，初速度大小为，则下列判断正确的是（　 　）
A．带电粒子一定受到重力作用 B．上板一定带正电
C．带电粒子可能做匀变速直线运动 D．两板间的电场强度可能大于
9、下列说法正确的是________。
A．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
B．用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵不会增加
C．晶体在物理性质上可能表现为各向同性
D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
E.热量可以从低温物体传给高温物体
10、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，已知试探电荷q在场源电荷的电场中具所有电势能表达式为式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中有两个点电荷Q1、Q2分别固定在 x 坐标轴的和的位置上。x轴上各点的电势φ随x的变化关系如图所示。A、B是图线与x的交点，A点的x坐标是4.8 cm，图线上C点的切线水平。下列说法正确的是（　　）
A．电荷Q1、Q2的电性相同 B．电荷Q1、Q2的电荷量之比为1∶4
C．B点的x坐标是8cm D．C点的x坐标是12cm
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）测量电压表内阻(量程为3 V)的实验如下：
(1)用多用电表粗略测量，把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上，欧姆调零后，把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相接；
(2)正确连接后，多用电表指针偏转角度较小，应该换用________(选填“×1”或“×100”)挡，重新欧姆调零后测量，指针位置如图甲所示，则电压表内阻约为________Ω；
(3)现用如图乙所示的电路测量，测得多组电阻箱的阻值R和对应的电压表读数U，作出—R图象如图丙所示．若图线纵截距为b，斜率为k，忽略电源内阻，可得RV＝_______；
(4)实验中电源内阻可以忽略，你认为原因是______。
12．（12分）某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间
（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d=_____mm
（2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2，测出两光电门间的高度差h，则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。
（3）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，保持光电门B的位置不变，多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t，作出图象如图丙所示，若图象斜率的绝对值为k，则图象与纵轴的截距意义为____，当地的重力加速度为____
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，水平虚线MN、PQ之间有垂直于纸面向里的水平匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两虚线间的距离为H，质量为m、电阻为R边长为L的正方形金属线框abcd在磁场上方某一高度处由静止释放线框在向下运动过程中始终在竖直平面内，ab边始终水平，结果线框恰好能匀速进入磁场线框有一半出磁场时加速度恰好为零，已知L<H，重力加速度为g，求：
(1)线框开始释放时ab边离虚线MN的距离；
(2)线框进磁场过程中通过线框截面的电量q及线框穿过磁场过程中线框中产生的焦耳热；
(3)线框穿过磁场所用的时间．
14．（16分）如图所示为某娱乐场的滑道示意图，其中AB为曲面滑道，BC为水平滑道，CD为圆弧滑道，各滑道相切连接。DE为放在水平地面上的海绵垫。某人从A点上方某处滑下，经过高度差H=5m的A点和C点时的速度分别为2m/s和4m/s，在C点做平抛运动，最后落在海绵垫上E点。已知人的质量为50kg，人与水平滑道BC间的动摩擦因数为0.2，水平滑道BC的长度为s=20m，只知道圆弧CD的半径R的范围为：。取g=10m/s2。求：
(1)人在AB段克服阻力的功；
(2)人在C点做平抛运动的水平位移x的范围。
15．（12分）如图所示，矩形PQMN区域内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，已知PQ长度为3L，PN长度为L。质量为m、电量大小为q的带负电粒子以某一初速度从P点平行PQ射入匀强电场，恰好从M点射出，不计粒子的重力，可能用到的三角函数值sin30°=0.5，sin37°=0.6，sin45°=。
(1)求粒子入射速度v0的大小；
(2)若撤走矩形PQMN区域内的匀强电场，加上垂直纸面向里的匀强磁场。该粒子仍以相同的初速度从P点入射，也恰好从M点射出磁场。求匀强磁场磁感应强度B的大小和粒子在磁场中运动的时间t。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、B
【解析】
运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心升高高度约为：，根据机械能守恒定律可知：；解得：，故B正确，ACD错误。
2、C
【解析】
A．原子核发生衰变时电荷数守恒和质量数守恒，但质量不守恒，故A错误；
B．为裂变方程，故B错误；
C．光电效应说明了光具有粒子性，故C正确；
D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有粒子性，故D错误。
故选C。
3、A
【解析】
当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，BCD错误．
4、B
【解析】
A．题图甲中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的，但是由于重力及其他微粒的碰撞而改变了方向，故A错误；
B．题图乙中沿y轴的平行光照射时，在x轴上的影子就是x轴方向的分运动，同理沿x轴的平行光照射时，在y轴上的影子就是y轴方向的分运动，故B正确；
C．无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，只会使得小球A的水平速度发生变化，而两小球落地的时间是由两球离地面的高度决定的，所以A、B两球总是同时落地，故C错误；
D．做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力等于所需要的向心力，故D错误。
故选B。
5、A
【解析】
ABC．根据动能定理得
则进入偏转电场的速度
因为质子、氘核和α粒子的比荷之比为2：1：1，则初速度之比为，在偏转电场中运动时间，则知时间之比为，在竖直方向上的分速度
则出电场时的速度
因为粒子的比荷不同，则速度的大小不同，偏转位移
因为
则有
与粒子的电量和质量无关，则粒子的偏转位移相等，荧光屏将只出现一个亮点，故A正确，BC错误；
D．偏转电场的电场力对粒子做功
W=qEy
因为E和y相同，电量之比为1：1：2，则电场力做功为1：1：2，故D错误。
故选A。
6、C
【解析】
由题意可知，一般曲线某点的相切圆的半径叫做该点的曲率半径，已知行星通过B点处的速率为vB，在太阳的引力下，该点的向心加速度为
设行星在这个圆上做圆周运动，同一点在不同轨道的向心加速度相同，则在圆轨道上B点的加速度为
则B点的曲率半径为
根据开普勒第二定律，对于同一颗行星，在相同时间在扫过的面积相等，则
即行星通过C点处的速率为
所以C正确，ABD错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
雪坡的倾角等于位移与水平方向的夹角，根据平抛运动的规律可知
解得平抛运动的时间为
如果v0不同，该战士在空中运动时间不同，根据平抛运动的规律，位移与水平方向夹角的正切值等于速度与水平方向夹角的正切值的一半，故落地雪坡的速度方向相同，战士的水平位移为
知初速度不同，水平位移不同，落点位置不同，速度方向相同，故BC正确，AD错误。
故选BC。
8、AB
【解析】
C．带电粒子在复合场中一定受洛伦兹力而做直线运动，一定为匀速运动，选项C错误；
A．带电粒子沿做匀速直线运动，根据左手定则可知洛伦兹力垂直方向向上，而电场力方向垂直平行板向下，此二力不在一条直线上，可知一定受重力，选项A正确；
B．带电粒子只受三个力，应用矢量三角形定则可知洛伦兹力垂直向上，则粒子带正电，选项B正确；
D．为锐角，可知和两个力成锐角，此二力合力大于，又重力和电场力的合力大小等于，即，即，选项D错误。
故选AB。
9、ACE
【解析】
A．液体的表面张力是分子力作用的表现，外层分子较为稀疏，分子间表现为引力；浸润现象也是分子力作用的表现，故A正确；
B．根据热力学第二定律，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，故B错误；
C．单晶体因排列规则其物理性质为各向异性，而多晶体因排列不规则表现为各向同性，故C正确；
D．扩散现象是分子无规则热运动的结果，不是对流形成的，故D错误；
E．热量不能自发的从低温物体传给高温物体，但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，故E正确。
故选ACE。
10、CD
【解析】
A．电势能
故电势
那么场源电荷附近电势正负和场源电荷正负一致，故由图可得原点处电荷带正电，处电荷带负电，故A错误；
B．点处电势为零，故有
所以，电荷、的电荷量之比
故B错误；
C．点处电势为零，根据电势为零可得
可得
解得所以点的坐标
故C正确；
D．点电荷周围场强
两场源电荷电性相反，那么两场源电荷在点的场强方向相反，点电势变化为零，故点场强为零，根据叠加定理可得两场源电荷在点场强大小相等，故有
解得
故D正确；
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、负 ×100 4000 电压表内阻远大于电源内阻
【解析】
(1)[1]欧姆表内阻电源负极与红表笔相连，根据电压表的使用原则“电流从正接线柱流入负接线柱流出”可知把红表笔与待测电压表负接线柱相接。
(2)[2][3]选择开关拨到“×10”的欧姆挡，指针偏转角度很小，则表盘刻度很大，说明是个大电阻，所选挡位太小，为减小实验误差，应换用×100欧姆挡重新调零后测量；欧姆表示数为40×100Ω=4000Ω。
(3)[4]由图乙结合欧姆定律得
E=（RV+R）
变形得：
R
结合图丙可得：
解得
RV=
(4)[5]由于电压表内阻一般几千欧，电源内阻几欧姆，电压表串联在电路中，且电压表内阻远大于电源内阻，故电源内阻可忽略不计。
12、11.4 小球经过光电门B时的速度 2k
【解析】
（1）[1]由图示游标卡尺可知，其示数为
d=11mm+4×0.1mm=11.4mm
（2）[2]小球经过光电门时的速度为
小球做自由落体运动，由速度位移公式得
解得
（3）[3][4]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的，小球每次经过光电门时的速度是一定的，则有
整理得
则图象与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度vB，图象斜率的绝对值为
解得
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1) (2) (3)
【解析】
(1)由于线框能匀速进入磁场，设进入磁场过程速度为
根据机械能守恒得：
进入磁场过程，线框中感应电动势：
线框中电流为：
根据力的平衡有：
解得：
(2)线框进磁场的过程中：
平均电流为：
通过线框的电量为：
解得：
由于线框有一半出磁场时加速度为0，即线框刚好出磁场时的速度大小等于
根据能量守恒，线框穿过磁场过程中产生的热量：
解得：
(3)线框进磁场所用的时间为：
完全在磁场中运动时间为：
解得：
线框ab边出磁场前一瞬间速度大小为：
解得：：
出磁场过程中，根据动量定理得：
即：
解得：
因此运动的总时间为：
14、 (1)200J；(2)。
【解析】
(1)设人从A点滑到C点过程中，重力做的功以及在水平段克服摩擦阻力的功和在AB段克服阻力的功分别为：、和。由动能定理：
即：
代入数据得人在AB段克服阻力的功：
WAB=200J；
(2)人在C点做平抛运动，有：
解得：
结合已知条件1m≤R≤1.6m，由
可确定平抛运动的时间范围为：
由x=vCt可确定平抛运动的水平位移x的范围为：
。
15、（1）；（2），
【解析】
(1)粒子做类平抛运动，有
解得
(2)洛伦磁力作为向心力，有
由几何关系得
得
回旋角
又因为
联立解得