2024屆天津市和平區(qū)下學(xué)期高三壓軸卷物理試卷含解析

2024屆天津市和平區(qū)下學(xué)期高三壓軸卷物理試卷注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，固定在水平面上的光滑半球，球心正上方固定一個小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球（可視為質(zhì)點），小球置于半球面上的點，另一端繞過定滑輪。今緩慢拉繩使小球從點滑向半球頂點未到頂點），在此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮〖凹?xì)繩的拉力大小的變化情況是（）A．不變，變小 B．變小，不變 C．變大，變大 D．變大，變小2、如圖所示是旅游景區(qū)中常見的滑索。研究游客某一小段時間沿鋼索下滑，可將鋼索簡化為一直桿，滑輪簡化為套在桿上的環(huán)，滑輪與滑索間的摩擦力及游客所受空氣阻力不可忽略，滑輪和懸掛繩重力可忽略。游客在某一小段時間勻速下滑，其狀態(tài)可能是圖中的（）A． B． C． D．3、下列核反應(yīng)方程正確的是（）A．輕核聚變反應(yīng)方程中，x表示電子B．鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程C．核反應(yīng)方程為輕核聚變D．放射性元素發(fā)生的α衰變方程為4、按照我國整個月球探測活動的計劃，在第一步“繞月”工程圓滿完成各項目標(biāo)和科學(xué)探測任務(wù)后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道運動，到達(dá)軌道的A點時點火變軌進(jìn)入橢圓軌道，到達(dá)軌道的近月點B時再次點火進(jìn)入月球近月軌道繞月球做圓周運動。下列判斷不正確的是（）A．飛船在軌道上的運行速率B．飛船在A點處點火變軌時，動能減小C．飛船在軌道繞月球運動一周所需的時間D．飛船從A到B運行的過程中機械能變大5、物理學(xué)是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，在物理學(xué)的探索和發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家們運用了許多研究方法如：理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學(xué)假說法和建立物理模型法等。以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法是微元法B．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，這里運用了假設(shè)法C．在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，再把各小段位移相加，這里運用了理想模型法D．根據(jù)速度定義式，當(dāng)Δt→0時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思維法6、已知地球半徑約為6400km，地球表面處的重力加速度g取。則對繞地球運動的衛(wèi)星來說，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星可以繞地球任意一緯線做圓周運動B．衛(wèi)星可以繞地球任意一經(jīng)線做圓周運動C．衛(wèi)星在地球表面的運動速度一定不會大于第一宇宙速度D．衛(wèi)星在距地球高度400km的軌道上做圓周運動的周期約為90分鐘二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、大量天文觀測表明宇宙中的恒星（其實是銀河系中的恒星）超過70%是以雙星形式存在的。如圖所示為某星系中由兩顆恒星A。B組成的雙星系統(tǒng)，兩恒星環(huán)繞連線上的O點（未畫出）做勻速圓周運動，觀測到它們球心間的距離為L，轉(zhuǎn)動的周期為T，已知引力常量為G，根據(jù)觀測結(jié)果可以確定的物理量是（）A．兩恒星的線速度之和B．兩恒星的線速度之比C．兩恒星的質(zhì)量之比D．兩恒星的質(zhì)量之和8、如圖所示，豎直放置的平行板電容器內(nèi)除電場外還有圖示的勻強磁場，從A板中點孔P向各個方向發(fā)射一批不同速度的帶正電的微粒（考慮重力），則A到C的過程中A．微粒一定不做勻變速運動B．微粒一定做曲線運動C．所有微粒到達(dá)C板時動能一定發(fā)生變化D．所有微粒到達(dá)C板時機械能一定增大9、通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，已知試探電荷q在場源電荷的電場中具所有電勢能表達(dá)式為式中k為靜電力常量，r為試探電荷與場源電荷間的距離）。真空中有兩個點電荷Q1、Q2分別固定在x坐標(biāo)軸的和的位置上。x軸上各點的電勢φ隨x的變化關(guān)系如圖所示。A、B是圖線與x的交點，A點的x坐標(biāo)是4.8cm，圖線上C點的切線水平。下列說法正確的是（）A．電荷Q1、Q2的電性相同 B．電荷Q1、Q2的電荷量之比為1∶4C．B點的x坐標(biāo)是8cm D．C點的x坐標(biāo)是12cm10、如圖（甲）所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，兩軌相距L=0.4m，導(dǎo)軌一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計．導(dǎo)軌x＞0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的恒定磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直向下，磁感應(yīng)強度B隨位置x變化如圖（乙）所示．一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，棒在外力F作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導(dǎo)軌向右變速運動，且金屬棒在運動過程中受到的安培力大小不變．下列說法中正確的是（

）A．金屬棒向右做勻減速直線運動B．金屬棒在x=1m處的速度大小為0.5m/sC．金屬棒從x=0運動到x=1m過程中，外力F所做的功為-0.175JD．金屬棒從x=0運動到x=2m過程中，流過金屬棒的電量為2C三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來驗證機械能守恒定律，圖中A、B為兩個光電門。（1）該同學(xué)首先利用20分度的游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d，測量結(jié)果如圖乙所示，則d＝________cm；（2）讓小球從光電門A上方某一高度處自由下落，計時裝置測出小球通過光電門A、B的擋光時間tA、tB，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，用刻度尺測量出光電門A、B間的距離h，則只需比較________與________是否相等就可以驗證小球下落過程中機械能是否守恒；（用題目中涉及的物理量符號來表示）（3）該同學(xué)的實驗操作均正確，經(jīng)過多次測量發(fā)現(xiàn)，（2）中需要驗證的兩個數(shù)值總是存在一定的誤差，產(chǎn)生這種誤差的主要原因是__________________。12．（12分）用如圖甲所示實驗裝置探究做功與動能變化的關(guān)系，在該實驗中______(需要/不需要)平衡摩擦力。若實驗中不要求滿足小沙桶和沙子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，則所選擇的研究對象是___________。圖乙所示是實驗所得的一條紙帶，在紙帶上取了O、A、B、C、D、E六個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，x1=1.42cm，x2=l.84cm，x3=2.25cm，x4=2.67cm，x5=3.10cm，用天平測得沙桶和沙的質(zhì)量m=24g，滑塊質(zhì)量M=500g，重力加速度g=9.8m/s2，根據(jù)以上信息，從A點到D點拉力對滑塊做的功為_______J，滑塊動能增加了_________J。根據(jù)實驗結(jié)果可得到：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)合外力做功等于物體動能的變化。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖甲所示，粒子源靠近水平極板M、N的M板，N板下方有一對長為L，間距為d=1.5L的豎直極板P、Q，再下方區(qū)域存在著垂直于紙面的勻強磁場，磁場上邊界的部分放有感光膠片。水平極板M、N中間開有小孔，兩小孔的連線為豎直極板P、Q的中線，與磁場上邊界的交點為O。水平極板M、N之間的電壓為；豎直極板P、Q之間的電壓隨時間t變化的圖像如圖乙所示；磁場的磁感強度。粒子源連續(xù)釋放初速度不計、質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，這些粒子經(jīng)加速電場獲得速度進(jìn)入豎直極板P、Q之間的電場后再進(jìn)入磁場區(qū)域，都會打到磁場上邊界的感光膠片上，已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間遠(yuǎn)小于電場變化的周期，認(rèn)為粒子在偏轉(zhuǎn)極板間飛過時不變，粒子重力不計。求：(1)帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的動能Ek；(2)帶電粒子打到磁場上邊界感光膠片的落點范圍。14．（16分）2020年1月1日起，TPMS（胎壓監(jiān)測系統(tǒng)）強制安裝法規(guī)將開始執(zhí)行。汽車行駛時，TPMS顯示某一輪胎內(nèi)的氣體溫度為27℃，壓強為250kPa，己知該輪胎的容積為30L。阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.0×1023mol-1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol任何氣體的體積為22.4L，1atm=100kPa。求該輪胎內(nèi)氣體的分子數(shù)。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）15．（12分）如圖所示，R為變阻箱，電壓表為理想電壓表，電源電動勢，當(dāng)變阻箱阻值為時，閉合電鍵后，電壓表讀數(shù)，求：(1)電路中的電流I和電源內(nèi)阻r；(2)電源的輸出功率P和效率；(3)試推導(dǎo)說明當(dāng)R為多大時，電源的輸出功率最大。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解析】

小球受重力支持力和拉力作用，將三力平移可構(gòu)成首尾連接的三角形，其中重力與過點豎直線平行，支持力沿半球面半徑方向且拉力沿繩方向，力的三角形與小球、滑輪構(gòu)成的三角形相似，設(shè)小球與滑輪間的繩長為，滑輪到點的距離為，半球面半徑為，則有：小球從點滑向半球頂點過程中，小球到點距離為不變，不變，減小，所以不變，變小故選A。2、B【解析】

設(shè)索道的傾角為α，若不考慮任何阻力，對滑輪和乘客組成的整體，由牛頓第二定律得（M+m）gsinα=（M+m）a對乘客由于滿足Mgsinα=Ma可知繩子與索道垂直。若索道與滑輪之間有摩擦，而乘客不受空氣阻力，則當(dāng)勻速運動時，繩子在豎直方向；若同時考慮滑輪與索道之間的摩擦以及人所受的空氣阻力，則繩子應(yīng)該在垂直于索道與豎直方向之間，則選項B正確，ACD錯誤；故選B。3、D【解析】

A．據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，輕核聚變反應(yīng)方程為即x表示中子，故A項錯誤；B．鈾核需要俘獲一個慢中子才能發(fā)生裂變，其中鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程為故B項錯誤；C．核反應(yīng)方程為人工轉(zhuǎn)變，故C項錯誤；D．據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，放射性元素發(fā)生的α衰變方程為故D項正確。4、D【解析】

A．萬有引力提供向心力解得在月球表面解得聯(lián)立解得故A正確，不符合題意；B．飛船在點變軌后由圓軌道變?yōu)闄E圓軌道，做向心運動，要求萬有引力大于飛船所需向心力，所以飛船應(yīng)該減速，動能減小，故B正確，不符合題意；C．萬有引力提供向心力結(jié)合解得故C正確，不符合題意；D．在橢圓軌道上，飛船由點運動至點，只有萬有引力做功，機械能守恒，故D錯誤，符合題意。故選D。5、D【解析】

A中采用了理想模型法；B中采用控制變量法；C中采用了微元法；D中是極限思維法；故選D.6、D【解析】

A．衛(wèi)星繞地球做圓周運動，是由萬有引力提供向心力，衛(wèi)星繞赤道做圓周運動的圓心一定在地心，繞不在赤道面上的緯線做圓周運動的圓心顯然不在地心，選項A錯誤；B．因為經(jīng)線在隨地球自轉(zhuǎn)，而衛(wèi)星繞地球做圓周運動，沒有使其隨地球自轉(zhuǎn)的作用力，選項B錯誤；C．對于正在地球表面做離心運動的衛(wèi)星，其運動速度大于第一宇宙速度，選項C錯誤；D．對于近地衛(wèi)星，有對于衛(wèi)星有聯(lián)立解得T=90分鐘選項D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AD【解析】

AB．設(shè)兩恒星的軌道半徑分別為、，雙星系統(tǒng)有相同的周期，則有聯(lián)立可得故無法確定兩恒星的線速度之比，而兩恒星的線速度之和可以確定，選項A正確，選項B錯誤；CD．又聯(lián)立解得故可以確定兩恒星的質(zhì)量之和，但無法確定兩恒星的質(zhì)量之比，選項D正確，C錯誤。故選AD。8、AD【解析】

AB．粒子發(fā)射出來后受到豎直向下的重力，與速度垂直的洛倫茲力和水平向右的電場力作用，對于斜上右上射入的粒子，當(dāng)速度滿足一定條件時，可以使這三個力的合力為0，則粒子斜向上做勻速直線運動；若這三個力的合力不為0，則粒子速度變化，其洛倫茲力也發(fā)生變化，故粒子一定做非勻變速曲線運動，故A正確，B錯誤；C．若粒子做勻速運動，則粒子到達(dá)C板時的動能不變，故C錯誤；D．由于洛倫茲力不做功，到達(dá)C板的粒子電場力一定做正功，故機械能一定增大，故D正確；故選AD。9、CD【解析】

A．電勢能故電勢那么場源電荷附近電勢正負(fù)和場源電荷正負(fù)一致，故由圖可得原點處電荷帶正電，處電荷帶負(fù)電，故A錯誤；B．點處電勢為零，故有所以，電荷、的電荷量之比故B錯誤；C．點處電勢為零，根據(jù)電勢為零可得可得解得所以點的坐標(biāo)故C正確；D．點電荷周圍場強兩場源電荷電性相反，那么兩場源電荷在點的場強方向相反，點電勢變化為零，故點場強為零，根據(jù)疊加定理可得兩場源電荷在點場強大小相等，故有解得故D正確；故選CD。10、BCD【解析】

試題分析：根據(jù)圖象得函數(shù)關(guān)系式，金屬棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，安培力，解得，根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式，如果是勻變速直線運動，與x成線性關(guān)系，而由上式知，金屬棒不可能做勻減速直線運動，故A錯誤；根據(jù)題意金屬棒所受的安培力大小不變，處與處安培力大小相等，有，即，故B正確；金屬棒在處的安培力大小為，對金屬棒金屬棒從運動到m過程中，根據(jù)動能定理有，代入數(shù)據(jù)，解得，故C正確；根據(jù)感應(yīng)電量公式，到過程中，B-x圖象包圍的面積，，，故D正確考點：考查了導(dǎo)體切割磁感線運動【名師點睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力的大小公式、做功表達(dá)式、動能定理等的規(guī)律的應(yīng)用與理解，運動過程中金屬棒所受的安培力不變，是本題解題的突破口，注意B-x圖象的面積和L的乘積表示磁通量的變化量．三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、0.885gh小球下落過程中受到空氣阻力的影響【解析】

(1)[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，小球的直徑為(2)[2][3]小球從A到B，重力勢能減少了mgh，動能增加了因此，要驗證機械能是否守恒，只需比較gh與是否相等即可(3)[4]小球下落過程中，受到空氣阻力的作用，造成機械能損失，所以總是存在一定的誤差。12、需要滑塊、沙桶和沙子構(gòu)成的整體0.0160.014【解析】

[1]平衡摩擦力，讓小車所受合外力為繩子的拉力；[