
第Ⅰ卷(選擇題,共40分)
一、單選題(本題共5小題,每小題5分共25分)
1. 下列四幅圖所涉及的光學(xué)現(xiàn)象和相應(yīng)的描述中,說法正確的是( )
A. 圖是內(nèi)窺鏡,可以把光傳送到人體內(nèi)部進(jìn)行照明,是利用了光的全反射
B. 圖是陽光下觀察肥皂膜,看到了彩色條紋,這是光的干涉現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)時(shí)肥皂膜應(yīng)水平放置
C. 圖是單色平行光線通過狹縫得到的干涉圖樣
D. 圖是用偏振眼鏡觀看立體電影,說明光是一種縱波
【答案】A
【解析】A.圖是內(nèi)窺鏡,可以把光傳送到人體內(nèi)部進(jìn)行照明,是利用了光的全反射,A正確;
B.圖是陽光下觀察肥皂膜,看到了彩色條紋,這是光的干涉現(xiàn)象,是肥皂膜兩表面反射光形成的干涉圖樣,實(shí)驗(yàn)時(shí)肥皂膜不一定需要水平放置,B錯(cuò)誤;
C.圖是單色平行光線通過狹縫得到的衍射圖樣,C錯(cuò)誤;
D.圖是利用偏振眼鏡能觀看立體電影,偏振是橫波的特點(diǎn),光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,D錯(cuò)誤。
故選A。
2. 釷基熔鹽堆是第四代核能反應(yīng)堆,具有更安全、更清潔的特點(diǎn),該反應(yīng)堆以釷為核燃料。再生層釷俘獲一個(gè)中子后會(huì)變成釷,釷不穩(wěn)定,經(jīng)過多次衰變轉(zhuǎn)化成易裂變鈾。下列說法正確的是( )
A. 釷232和鈾233的半衰期不相同
B. 衰變中的電子是來源于原子核外的電子
C. 釷232有90個(gè)中子,142個(gè)質(zhì)子
D. 鈾233的裂變方程可能為
【答案】A
【解析】A.不同原子核的半衰期不同,A正確;
B.衰變釋放電子,來源于原子核,B錯(cuò)誤;
C.釷的質(zhì)子數(shù)為90,中子數(shù)為142,C錯(cuò)誤;
D.裂變方程應(yīng)滿足質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,該方程不滿足,D錯(cuò)誤。
故選A
3. 關(guān)于下面熱學(xué)中的幾張圖片所涉及的相關(guān)知識(shí),描述正確的是( )
A. 圖甲中,微粒越大,單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
B. 圖乙說明固體間也能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象
C. 由圖丙可知,在由變到的過程中分子力做負(fù)功
D. 圖丙中分子間距為時(shí)的分子力比分子間距為時(shí)的分子力小
【答案】B
【解析】A.圖甲中,微粒越大,單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯,故A錯(cuò)誤;
B.圖乙中,說明固體間也能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,故B正確;
C.由圖丙可知,在由變到的過程中,分子勢(shì)能減小,則分子力做正功,故C錯(cuò)誤;
D.圖丙中分子間距為時(shí)分子勢(shì)能最小,可知,該位置為平衡位置,分子力為0,即分子間距為時(shí)的分子力比分子間距為時(shí)的分子力大,故D錯(cuò)誤。
故選B。
4. 有研究表明,當(dāng)有興奮情緒時(shí),在人的體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化。某一瞬間人體表面的電勢(shì)分布如圖所示,圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面,標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值表示該等勢(shì)面的電勢(shì),a、b、c、d為等勢(shì)面上的點(diǎn),該電場(chǎng)可等效為兩等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),a、b為兩點(diǎn)電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),c、d為兩點(diǎn)電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)。下列說法正確的是( )
A. a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同
B. c點(diǎn)的電勢(shì)大于d點(diǎn)的電勢(shì)
C. 將帶正電的試探電荷從b點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D. 負(fù)電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能
【答案】D
【解析】A.該電場(chǎng)可等效為兩等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),a、b為兩點(diǎn)電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn),可知這兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,電場(chǎng)強(qiáng)度相同,故A錯(cuò)誤;
B.c、d兩點(diǎn)位于同一條等勢(shì)線上,則c點(diǎn)的電勢(shì)等于d點(diǎn)的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;
C.正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大,所以將帶正電的試探電荷從電勢(shì)低的b點(diǎn)移到電勢(shì)高的d點(diǎn),電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;
D.負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,所以負(fù)電荷在低電勢(shì)的c點(diǎn)電勢(shì)能大于在高電勢(shì)的a點(diǎn)的電勢(shì)能,故D正確。
故選D。
5. 豎直平行導(dǎo)軌MN上端接有電阻R,金屬桿ab質(zhì)量為m,電阻也為R,跨在平行導(dǎo)軌間的長度為L,垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向向里,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,不計(jì)摩擦,且ab與導(dǎo)軌接觸良好,如圖所示。若ab桿在豎直方向上的外力F作用下勻速上升h,則下列說法正確的是( )
A. 金屬桿ab克服安培力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
B. 拉力F與金屬桿ab克服安培力所做的功之和等于金屬桿機(jī)械能的增加量
C. 拉力F與重力做功的代數(shù)和等于金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱
D. 拉力F與安培力合力所做的功大于mgh
【答案】B
【解析】A.根據(jù)功能關(guān)系可知,金屬桿ab克服安培力所做的功等于電阻R上和金屬桿ab產(chǎn)生的焦耳熱之和, A錯(cuò)誤;
B.金屬桿機(jī)械能的增加量等于除重力外的其他力所做的功,即拉力F與金屬桿ab克服安培力所做的功之和等于金屬桿機(jī)械能的增加量,B正確;
C.a(chǎn)b桿在豎直方向外力F作用下勻速上升h,由動(dòng)能定理可得
則
即,拉力F與重力做功的代數(shù)和等于金屬桿克服安培力做的功,但大于金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱,C錯(cuò)誤;
D.a(chǎn)b桿在豎直方向外力F作用下勻速上升h,由動(dòng)能定理可得
則
即拉力F與安培力的合力所做的功等于,D錯(cuò)誤。
故選B。
二、多選題。(本題共3小題,每小題5分,共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得5分,選不全的得3分,有錯(cuò)選或不答的得0分)
6. 甲、乙兩物體從同一點(diǎn)開始沿一直線運(yùn)動(dòng), 甲和乙的運(yùn)動(dòng)圖像如圖所示, 下列說法中正確的是( )
A. 甲乙均做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 0~2s內(nèi)與4~6s內(nèi), 乙的加速度大小相等、方向相同
C. 前3s內(nèi)甲的平均速度為0, 乙的平均速度為2m/s
D. 甲、乙均在6s末回到出發(fā)點(diǎn), 距出發(fā)點(diǎn)的最大距離均為4m
【答案】BC
【解析】A.由圖像可知,乙做方向變化的勻變速直線運(yùn)動(dòng), 甲做方向變化的勻速直線運(yùn)動(dòng), 故A 錯(cuò)誤。
B.因v-t圖像的斜率等于加速度,可知在0~2s內(nèi)與4~6s內(nèi), 乙物體的加速度均為2m/s2,方向相同,故B正確。
C.前3s內(nèi), 甲位移為0, 所以平均速度為0, 乙位移為
所以平均速度是
故C正確。
D.由圖像可知,甲、乙均在6s末回到出發(fā)點(diǎn), 甲距出發(fā)點(diǎn)的最大距離為4m,乙距離出發(fā)點(diǎn)的最大距離是
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
7. 2023年5月30日,“神舟十六號(hào)”載人飛船將乘組三名航天員送入空間站組合體,圖中軌道①為近地軌道,軌道②為載人飛船變軌過程中的一條橢圓軌道,軌道③為空間站運(yùn)行的高空?qǐng)A軌道。P為橢圓軌道的近地點(diǎn),Q為遠(yuǎn)地點(diǎn),忽略一切阻力。則下列判斷正確的是( )
A. 載人飛船在軌道②上從P點(diǎn)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)需要做功
B. 載人飛船在軌道②上Q點(diǎn)的速度小于空間站在軌道③上Q點(diǎn)的速度
C. 載人飛船在軌道②上Q點(diǎn)加速度等于空間站在軌道③上Q點(diǎn)的加速度
D. 載人飛船在軌道②上Q點(diǎn)受到萬有引力等于空間站在軌道③上Q點(diǎn)受到的萬有引力
【答案】BC
【解析】A.載人飛船從P點(diǎn)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),地球引力做負(fù)功,速度減小,但該過程機(jī)械能守恒,發(fā)動(dòng)機(jī)不需要做功,故A錯(cuò)誤;
B.因?yàn)檩d人飛船需要從軌道②上Q點(diǎn)點(diǎn)火加速才能到達(dá)軌道③,故載人飛船在軌道②上Q點(diǎn)的速度小于空間站在軌道③上Q點(diǎn)的速度,故B正確;
C.載人飛船在軌道②上Q點(diǎn)和在軌道③上Q點(diǎn)合力均為萬有引力,設(shè)地球質(zhì)量為M,飛船質(zhì)量為m,軌道半徑為r,飛船加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律可得
則加速度
故加速度相等,故C正確;
D.題意知雖然兩者軌道半徑相同,但載人飛船和空間站的質(zhì)量不同,結(jié)合以上萬有引力定律可知,二者受的萬有引力不相等,故D錯(cuò)誤。
故選 BC。
8. 如圖所示,將兩塊光滑平板OA、OB固定連接,構(gòu)成頂角為60°的楔形槽,楔形槽內(nèi)放置一質(zhì)量為m的光滑小球,整個(gè)裝置保持靜止,初始時(shí)OA板在水平地面上,現(xiàn)使楔形槽繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至OA板豎直,則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中( )
A. 初始時(shí)OA板對(duì)小球的作用力最大
B. 轉(zhuǎn)過30°時(shí)OA板對(duì)小球的作用力最大
C. 轉(zhuǎn)過60°時(shí)OB板對(duì)小球的作用力最大
D. 轉(zhuǎn)過90°時(shí)OB板對(duì)小球的作用力最大
【答案】BD
【解析】將轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,某時(shí)刻受力分析,如圖
則緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,小球受力平衡,根據(jù)拉密原理可知
因?yàn)?,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,α = 120°不變,小球重力mg不變,則比值不變;θ角由60°增大到150°;β角由180°減小到90°。sinθ先增大后減小;sinβ一直增大。所以NA先增大后減??;NB一直增大。當(dāng)θ = 90°時(shí),即轉(zhuǎn)過30°角時(shí),sinθ最大,即NA最大;當(dāng)β = 90°時(shí),即轉(zhuǎn)過90°角時(shí),sinβ最大,即NB最大。
故選BD。
第Ⅱ卷 (非選擇題,共60分)
三、實(shí)驗(yàn)題(本題滿分12分,第9題每空1分,第10題每空2分。)
9. 如圖甲所示,利用雙縫干涉測(cè)定光的波長的實(shí)驗(yàn)中,雙縫的間距雙縫到光屏的距離,實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源使光源正常發(fā)光,調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。
(1)某種單色光照射雙縫得到的干涉條紋如圖乙所示,則分劃板在圖乙中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)(如圖丙所示),______,在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù);該單色光的波長______;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是減小______(選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”);
(3)在該實(shí)驗(yàn)中,如果分別用紅色和綠色激光照射同一雙縫,裝置各數(shù)據(jù)不變,在雙縫后的屏幕上觀察到的紅光條紋個(gè)數(shù)比綠光條紋個(gè)數(shù)______(選填“多”或“少”)。
【答案】(1)11.5 500
(2)偶然誤差 (3)少
【解析】【小問1詳解】
[1] 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
[2] 根據(jù)
解得
【小問2詳解】
取平均值是為了減小偶然誤差;
【小問3詳解】
根據(jù)可知,紅光條紋間距大,條紋個(gè)數(shù)少。
10. 某實(shí)驗(yàn)小組同時(shí)測(cè)量A、B兩個(gè)箱子質(zhì)量的裝置圖如圖甲所示,其中D為鐵架臺(tái),E為固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略不計(jì)),F(xiàn)為光電門,C為固定在A上、寬度為d的細(xì)遮光條(質(zhì)量不計(jì)),另外,該實(shí)驗(yàn)小組還準(zhǔn)備了一套總質(zhì)量的砝碼和刻度尺。
(1)在鐵架臺(tái)上標(biāo)記一位置O,并測(cè)得該位置與光電門F之間的距離為h。取出質(zhì)量為m的砝碼放在A箱子中,剩余砝碼全部放在B箱子中,讓A從位置O由靜止開始下降,則A下落到F處的過程中,A箱與A箱中砝碼的整體機(jī)械能是________(填“增加”、“減少”或“守恒”)的。
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d的讀數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為________mm,測(cè)得遮光條通過光電門的時(shí)間為,下落過程中的加速度大小________(用d、、h表示)。
(3)改變m,測(cè)得相應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間,算出加速度a,得到多組m與a的數(shù)據(jù),作出圖像如圖乙所示,可得A的質(zhì)量________。(取重力加速度大小,計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
【答案】(1)減少 (2)11.3 (3)2.50
【解析】【小問1詳解】
A與B是由繩子相連的連接體,當(dāng)A下降時(shí)B上升,它們具有相同的速率,可知當(dāng)A下落至F處的過程中,B的重力勢(shì)能增加,動(dòng)能增加,而機(jī)械能為動(dòng)能與勢(shì)能之和,則可知B的機(jī)械能增加,整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故A的機(jī)械能減少。
【小問2詳解】
[1]游標(biāo)卡尺的分度值為0.1mm,則遮光條的寬度d的讀數(shù)為
[2]遮光條通過光電門的速度為
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
下落過程中的加速度大小為
【小問3詳解】
對(duì)A、B及砝碼組成的系統(tǒng)由牛頓第二定律有
整理可得
斜率為
縱截距為
將代入上式解得
四、計(jì)算題:(本大題共3個(gè)小題,11題14分,12題16分,13題18分,共48分,寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
11. 如圖所示,質(zhì)量為物塊A靜止放置在光滑水平面上,質(zhì)量為的小球B用長為且不可伸長的輕繩懸掛于固定點(diǎn)O,將輕繩拉伸至水平位置后,由靜止釋放小球,小球恰好能在最低點(diǎn)與A發(fā)生彈性碰撞。A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)且始終在同一豎直平面內(nèi),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取。求:
(1)B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與A碰撞后的瞬間,A速度的大小;
(2)B與A碰撞后,B上擺的最大高度。
【答案】(1)
(2)
【解析】【小問1詳解】
小球下擺過程,由機(jī)械能守恒定律有
小球與A發(fā)生彈性碰撞
,
解得
,
【小問2詳解】
結(jié)合上述,碰后瞬間,小球B速度的大小
則有
解得小球B上擺的最大高度
12. 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng),最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),如圖所示.不計(jì)粒子重力,求
(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN ;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r;
(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.
【答案】1)UMN= (2)r= (3) t=
【解析】(1)設(shè)粒子過N點(diǎn)時(shí)的速度為v,有:
解得:
粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程,有:
解得:
(2)粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為r,有:
解得:
(3)由幾何關(guān)系得:
設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,有:
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期:
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,有:
13. 如圖所示,兩條光滑平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為,兩導(dǎo)軌間距為,導(dǎo)軌上端接有一電阻,阻值為,O、P、M、N四點(diǎn)在導(dǎo)軌上,兩虛線OP、MN平行且與導(dǎo)軌垂直,兩虛線OP、MN間距為d=1.5m,其間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量、長為L、阻值也為R的金屬棒,棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。讓金屬棒從離磁場(chǎng)上邊界OP距離d處由靜止釋放,進(jìn)入磁場(chǎng)后在到達(dá)下邊界MN前已勻速。(已知重力加速度大小為,)不計(jì)導(dǎo)軌電阻。求:
(1)金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v的大?。?br>(2)金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度a;
(3)金屬棒穿過磁場(chǎng)過程中,所用的時(shí)間t和金屬棒上產(chǎn)生的電熱Q。
【答案】(1)
(2),方向平行導(dǎo)軌向上
(3)s,11J
【解析】【小問1詳解】
金屬棒從靜止釋放到剛進(jìn)入磁場(chǎng),機(jī)械能守恒,有
解得
【小問2詳解】
根據(jù)
,,
則金屬棒受到的安培力
根據(jù)牛頓第二定律得
解得
方向平行導(dǎo)軌向上。
【小問3詳解】
金屬棒穿過磁場(chǎng)過程,由能量守恒得
金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)
得
=2m/s
金屬棒上產(chǎn)生的電熱
Q棒=
對(duì)m在穿越磁場(chǎng)過程中由動(dòng)量定理:取沿斜面向下為正,由微元再累加可得
且
得
s
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這是一份解析:天津市紅橋區(qū)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期中物理試題(原卷版),共7頁。試卷主要包含了單選題,多選題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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