2024年高考模擬物理試卷1（天津卷專用）（解析版）

備戰(zhàn)2024年高考物理模擬卷1（天津卷專用）

（考試時間：60分鐘試卷滿分：10（）分）

第I卷（選擇題）

一、單選題（每題5分，只有一個選項符合題意，共25分）

1.2020年12月4日，中國新一代“人造太陽”裝置“中國環(huán)流器二號M（HL-2MD裝置在四

川成都建成并實現(xiàn)首次放電，這標(biāo)志著中國自主掌握了大型先進(jìn)托卡馬克裝置的設(shè)計、建造、

運行技術(shù)，為中國核聚變反應(yīng)堆的自主設(shè)計與建造打卜.堅實基礎(chǔ)。太陽內(nèi)部發(fā)生的一種核聚

變反應(yīng)的方程為：H+：Hf：He+X,其中X為某種微觀粒子，下列說法正確的是（）

A.該核反應(yīng)原理與原子彈爆炸的原理相同

B.iHe核的比結(jié)合能小于:H核的比結(jié)合能

C.X為電子，最早由盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)

D.X為中子，其質(zhì)量稍大于質(zhì)子的質(zhì)量

【答案】D

【解析】A.該核反應(yīng)是聚變反應(yīng)，而原子彈爆炸的原理為核裂變，故A錯誤；

B.反應(yīng)過程放出能量，說明反應(yīng)后的粒子的能量低，更穩(wěn)定，則：He原子核比;H原子核

穩(wěn)定，原子核的比結(jié)合能更大，故B錯誤；

CD.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有可知，X為;小是中子，質(zhì)量比質(zhì)子的質(zhì)量略大，故

C錯誤，D正確。故選D。

2.某同學(xué)從商場購買了一個質(zhì)量分布均勻的透明“水晶球”，如圖甲所示。該同學(xué)先測出L水

晶球”的直徑4并標(biāo)記了其中一條水平直徑對應(yīng)的兩端點P、Q，球外某光源發(fā)出的一細(xì)束

單色光從球上P點射向球內(nèi)，當(dāng)折射光線與水平直徑P。成0角時，出射光線與P。平行,

如圖乙所示。已知光在真空中的傳播速度為c,下列說法正確的是（）

A.該“水晶球”的折射率為2cos6

B.光在“水晶球”中的傳播時間為3過

c

C.若僅改變?nèi)肷涔饩€與水平方向的夾角（大于0。且小于90。），一定可以使其在球內(nèi)某區(qū)域

發(fā)生全反射

D.若僅換用波長較短的入射光，則光在“水晶球”中的傳播速度變大

【答案】A

【解析】A.如圖所示，

由幾何關(guān)系可知，光線射出時的折射角〃為2〃，折射率門=?畔=2COS6

sine/

故A正確；

B.光在“水晶球”中傳播的距離/=dcos。

。

時r14n間，=_/=一nl=-2-d-c-o--s2--

Vcc

故B錯誤；

C.由圖尸=廠=2。

一定不會在球內(nèi)發(fā)生全反射。故C錯誤；

D.當(dāng)入射光的波長變短時，頻率變大，光的折射率也變大，由

c

v=-

n

可知光在“水晶球”中的傳潘速度變小。故D錯誤。

故選A。

3.氣壓式力降椅通過汽缸上下運動來支配椅子升降，其簡易結(jié)構(gòu)如圖乙所示，圓柱形汽缸

與椅面固定連接，柱狀汽缸桿與底座固定連接。可自由移動的汽缸與汽缸桿之間封閉一定質(zhì)

最的理想氣體，設(shè)汽缸氣密性、導(dǎo)熱性能良好，忽略摩擦力。設(shè)氣體的初始狀態(tài)為A,某人

坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)3。然后打開空調(diào)，一段時間后，室內(nèi)溫

度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體狀態(tài)為C（此過程人的雙腳懸空）；接著人緩慢離開座椅，

直到椅子重新達(dá)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。，室內(nèi)大氣壓保持不變，則氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)D的

過程中，關(guān)于〃、V、/.的關(guān)系圖正確的是（）

【答案】B

【解析】從狀態(tài)人到狀態(tài)B過程中，氣體等溫壓縮，體積減小，壓強(qiáng)增大，溫度不變，從B

到C,氣體等壓降溫，溫度降低，體積減小，壓強(qiáng)不變，從。到。過程中，氣體等溫膨脹，

體積變大，壓強(qiáng)減小，且Q狀態(tài)的壓強(qiáng)恢復(fù)為原A狀態(tài)的壓強(qiáng)。

故選B。

4.在勻強(qiáng)磁場中有一電阻忽略不計的矩形線圈，繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生如圖甲

所示的正弦交流電，把該交流電輸入到圖乙中理想變壓器的8兩端。圖中各電表均為理

想電表。尺為熱敏電阻（已知其電阻隨溫度升高而減小），R為定值電阻。下列說法正確的

D.上坡過程中，汽車速度由。增至叫“所用的時間等于片齡+工

2P%

【答案】D

【解析】A.關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的速度不變、動能不變，重力勢能減小，則汽車

的機(jī)械能減小，故選項A錯誤；

B.關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對汽車的支持力方向與汽車速度方向垂直，則支持力做功

為零，故選項B錯誤；

C.下坡時

f=sin0

上坡過程中達(dá)到最大速度時

P_P

"f+mgs\nG2f

當(dāng)速度達(dá)到最大速度一半時

F-f-mgsin0=ma

其中

解得〃=----

吸

選項C錯誤；

D.設(shè)汽車速度由0增至加，所用的時間為J根據(jù)動能定理可得

Pt-fs-mgsin6?s=gmv\

解得/=誓+工

故選項D正確。

故選D.

二、多選題（每題5分，有多個選項符合題意，選對每選全得3分，答錯不得分，共15分）

6.如圖，是利用高壓電場來干燥中藥的基本原理圖.在大導(dǎo)體板上鋪一薄層中藥材，

針狀電極O和平板電極接高壓直流電源，其間產(chǎn)生非勻強(qiáng)電場E；水分子是極性分子，

可以看成棒狀帶電體，一端帶正電荷，另一端帶等量負(fù)電荷；水分子在電場力的作用下會加

速從中藥材中分離由去，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下飛離電場區(qū)域從而達(dá)到快速干燥的目的。已知虛

線人BCO是某一水分子從人處由靜止開始的運動軌跡.則下列說法正確的是（）

高

壓

直

流

電

源

B.在水分子運動軌跡上，8、。和。三點的電勢大小關(guān)系為外＜生＜為

C.如果把高壓直流電源的正、負(fù)極反接，此裝置達(dá)不到干燥的作用

D.水分子在B處時，帶負(fù)電荷一端受到的電場力大于帶正電荷一端受到的電場力

【答案】AD

【解析】AD.因為水分子在電場力的作用下會加速從中藥材中分離出去，水分子所受電場

力的合力向上，水分子在B處時，上端電場線密，電場力大，上端帶負(fù)電荷，下端電場線

疏，電場力小，下端帶正電荷，故AD正確；

B.沿著電場線方向，電勢逐漸降低，所以在水分子運動軌跡上，&C和。三點的電勢大

小關(guān)系為外＞0c＞/，故B錯誤；

C.如果把高壓直流電源的正負(fù)極反接，電場強(qiáng)度方向向上，上端帶正電荷所受電場力大,

水分子從A處開始將向上運動，從而達(dá)到干燥作用，故C錯誤。故選AD。

7.如圖甲所示，在x軸上有M和邑兩個波源分別位于$=—0.2m和電=L2m處，振動

方向與xOy平面垂直并向周圍空間（介質(zhì)分布均勻）傳播，波速為n=2m/s。f=0時刻兩波

源同時開始振動，圖像分別如圖乙、丙所示。M為平面內(nèi)一點，△r=MS2-MSj下

列說法正確的是（）

A.（0.2m,0）處的質(zhì)點開始振動方向沿z軸負(fù)方向

B.兩列波相遇后，（0.6m.0）處的質(zhì)點振動加強(qiáng)

C.兩列波相遇后，(0.5m?0)處的質(zhì)點振動加強(qiáng)

D.若△尸=0.2m,從兩列波在M點相遇開始計時,M點振動方程為z=0.4sin(10m+;r)m

【答案】BD

【解析】A.(0.2m,0)史的質(zhì)點，離就波源更近，故該質(zhì)點先按5波源的振動形式振動,

5波源開始向上振動，故該質(zhì)點開始振動時也是先向上振動，故A錯誤；

B.兩列波的振動周期，波速均相等，故波長也相等，為4=Tv=0.2x2m=0.4m

由于兩列波的起振方向相反，故質(zhì)點離兩波源距離差為半波長的偶數(shù)倍為振動減弱點，奇數(shù)

倍為振動加強(qiáng)點，(0.6m,0)處的質(zhì)點，離兩波源的距離差為0.2m,為半波長的奇數(shù)倍，

故為振動加強(qiáng)點，B正確：

C.(0.5m,0)處的質(zhì)點，離兩波源的距離差為零，為半?波長的偶數(shù)倍，故為振動減弱點,

故C錯誤：

D.若=0.2m,為半波長的奇數(shù)倍，為振動加強(qiáng)點，振幅為

A=2x0.2m=0.4m

2427.八

CD===10"

T().2

(p=7T

故其振動方程z=4sin(&+0)=O.4sin(l()m+〃bTi

故D正確。故選BD。

8.某次發(fā)射衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到半徑為4的近地圓軌道上，運行速度為斗，當(dāng)衛(wèi)星運

動到A點時，衛(wèi)星上的小型火箭發(fā)動機(jī)點火，使衛(wèi)星進(jìn)入橢圓朝L道運行，橢圓軌道的遠(yuǎn)地

點8與地心的距離為“，衛(wèi)星經(jīng)過B點的速度為巳，其運行軌跡如圖所示。則下列說法正

確的是()

A.衛(wèi)星經(jīng)過B點時的速度匕大于衛(wèi)星在近地圓軌道上的速度v.

B.衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時經(jīng)過A點的加速度大于經(jīng)過B點的加速度

C.衛(wèi)星在橢圓領(lǐng)道上的運行周期為等

D.衛(wèi)星在近地圓軌道上運行時的機(jī)械能大于在橢圓軌道上運行時的機(jī)械能

【多選】BC

【解析】A.若衛(wèi)星變軌到軌道半徑為4的圓軌道時，令該圓軌道的運行速度為七，是由低

軌道到高軌道，需要在切點加速，則有為〈匕

解得v

由于4＜4

可知匕＞匕

則有W＞嗎

即衛(wèi)星經(jīng)過B點時的速度匕小于衛(wèi)星在近地圓軌道上的速度匕，A錯誤;

解得

由于

可知衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時經(jīng)過A點的加速度大于經(jīng)過B點的加速度，B正確;

27r.

C.對于近地衛(wèi)星有

根據(jù)U二I2)

解得7；=紅(1盤

V,V防3

C正確;

D.衛(wèi)星由低軌道變軌到高軌道時，需要在軌道的切點位置加速，可知衛(wèi)星在近地圓軌道上

運行時的機(jī)械能小于在橢員I軌道上運行時的機(jī)械能，D錯誤。

故選BCo

第n卷(非選擇題)

三、實驗題(共2個題，共12分)

9.某同學(xué)使用如圖甲裝置測量滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)。滑塊上裝有遮光條，在滑塊運

動途經(jīng)位置安裝光電門，實驗時給滑塊一初速度，遮光條通過光電門時間很短，測量遮光條

通過光電門時間加和通過光電門后滑塊繼續(xù)滑行距離S,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間?；卮鹣?/p>

列問題：

123cm

當(dāng)光電門IIIII

nnLi「」」」」!WJ川.山」川?

JUHillllin'lpiii|iiii|

甲乙

(1)用游標(biāo)卡尺測擋光片的寬度"，如圖乙所示，則4=emo

(2)使用題目所給物理量符號表示滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)〃=°

d2

【答案】(1)0.745⑵——T

2gs⑷)

【解析】(1)游標(biāo)卡尺是20分度的，則游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm,由圖所示游標(biāo)卡尺

可知，其讀數(shù)為

7mm+0.05x9mm=7.45mm=0.745cm

(2)因為遮光條通過光電門時間很短，可以用平均速度表示瞬時速度

d

v=一

通過光電門后滑塊做勻減速運動，由

v2=24gs

得

(F

2gs(4)

1().如圖所示為某實驗小組制作的簡易多用電表，該多用電表有量程分別為1.0mA和l().()mA

的雙量程電流表、量程為3V和15V的雙量程電壓表和歐姆表。器材參數(shù)如下：電源電動勢

￡約3V,內(nèi)阻,?約1Q,改裝后量程為1.0mA的電流表等效內(nèi)阻為Rg=80。，電阻箱&和《

的最大限值均為99999.942。

表頭

（1）該實驗小組按圖正確連接好電路，其中表筆4應(yīng)為（填“紅”或“黑”）表筆，選

擇旋鈕接通（填“「“2”"3'"4'或"5''）為最程層LOmA的電流表。

（2）選擇旋鈕接通3,表筆A、B短接，調(diào)整電阻箱&的阻值，記錄不同阻值&和對立亳

安表的示數(shù)/,當(dāng)表為2868.5C時,毫安表示數(shù)為1.00mA；當(dāng)凡為5818.5。時，毫安表示

數(shù)為0.50mA,根據(jù)上述數(shù)據(jù)可得電源電動勢石=V,內(nèi)阻〃=Q。（保留3

位有效數(shù)字）

（3）將選擇旋鈕接通3,將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱號的阻值，使電流表達(dá)到滿偏，

然后紅、黑表筆分別接通人的兩端，指針指在表盤中央刻度，則此時R（,=。。

【答案】（1）黑2（2）2.951.50（3）2950

【解析】（1）根據(jù)歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，黑表筆連接歐姆表內(nèi)部電源的正極，即表筆A

為黑表筆；

選擇開關(guān)接通1或2為電壓表，根據(jù)電壓表的改裝原理可知2的量程小于1,則選擇旋鈕接

通2為量程是1.0mA的電流表；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律

/=——-——

「+埠+與

帶入數(shù)據(jù)解得

E=2.95V

r=1.50Q

（3）中值電阻為電流滿偏一半時外接電阻，則

m

解得

4=2950c

四、解答題（11題14分，12題16分，13題18分，要求寫出必要的解題依據(jù)和推導(dǎo)過程）

II.如圖，長為乙的矩形長木板靜置于光滑水平面上，一質(zhì)量為機(jī)的滑塊以水平向右的初

速度L,滑上木板左端。①若木板固定，則滑塊離開木板時的速度大小為②若木板不周

定，則滑塊恰好不離開木板?；瑝K可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g。求:

m

M

木板

/7Z////////////////////////V7777777

L

(1)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)〃;

(2)木板的質(zhì)量M：

(3)兩種情況下，滑塊從木板左端滑到右端的過程中，摩擦力對滑塊的沖量大小之比/”

12。

【答案】（1）〃=△（2）M=Sm（3）34=3:4

9gL

【解析】（1）木板固定時.，滑塊做勻減速直線運動，由動能定理有

比（2分）

-/jnigL=-m3J

解得

〃嗡。分）

（2）木板不固定時，木板和滑塊系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒，設(shè)兩者共速時的速度為

V,由能量守恒定律有

RmgL=g一g(〃?+M(2分)

對木板和滑塊系統(tǒng)，由動量守恒定律有

mv0=(m+M)v(2分)

聯(lián)立兩式解得

M=8/〃（I分）

（3）規(guī)定水平向右的方向為正方向，木板固定時，由動量定理有

2

2k一"?%=一］〃?%（2分）

3

木板不固定時滑塊末速度由（2）中動量守恒知

「懸r”分）

由動量定理有

8

%

/,=mv-mv=m一"%>=一3〃％（2分）

n9

解得

A：/2=3:4（1分）

12.如圖，在第一、第四象限的）W0.8〃?區(qū)域內(nèi)存在沿丁軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小

E=4XIO3N/C：在第一象限的（）.8m<yK1.0m區(qū)域內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場。

一個質(zhì)量/"=IxlO^kg、也荷量g=lxl（y6c的帶正電粒子，以％=6xl0'm/s的速率從坐標(biāo)

原點。沿x軸正方向進(jìn)入電場。不計粒子的重力。

⑴求粒了第次離開電場時的速度:

（2）為使粒子能再次進(jìn)入電場，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。

【答案】（1）i，=lxl04m；s方向與x軸止方向成。（或53。）角斜向右上（2）8=2T

【解析】（1）粒子在電場中做類平拋運動，所受電場力為

F=qE（1分）

由牛頓第二定律有

a=—（1分）

ni

y方向，由運動學(xué)規(guī)律有

Vy=2巴（1分）

代入數(shù)據(jù)（其中sy=0.8m）得

3

vv=8xIOm/s（1分）

粒子離開電場時的速度大小為

V=Jv：+V；（1分）

代入數(shù)據(jù)得

v=lxl04m/s（1分）

v4

tan^='j（1分）

%3

故所求速度方向與x軸正方向成夕（或53。）角斜向右上（1分）

⑵如答圖I,在寬度d=10m-0.8m=0.2m的磁場中粒子做勻速圓周運動，滿足條件下8最

小時，軌跡與磁場上邊界相切，設(shè)軌道半徑為R

由幾何關(guān)系有

R=Rcose+d（2分）

答圖1

代入數(shù)據(jù)得

R=0.5m（2分）

由牛頓第二定律有

qvB=（2分）

代入數(shù)據(jù)解得所求最小值

B=2T（2分）

13.電和磁有許多相似之處，比如同種電荷相斥，同名磁極也相斥，異種電荷相吸，異名磁

極也相吸：變化的電場激發(fā)磁場變化的磁場也能激發(fā)電場。著名的英國物理學(xué)家狄拉克曾預(yù)

言磁單極子可以像正負(fù)電荷?樣獨立存在，所謂磁單極子是指僅帶有N極或S極單一,滋極

的磁性物質(zhì)，它們的磁感線分布類似于點電荷的電場線分布（如圖甲）。若存在一N極磁單

極子如圖乙所示，固定于水平桌面上，其上覆蓋一半徑為，的半球殼，球心恰好在磁單極子

處，球殼表面絕緣光滑?，F(xiàn)在半球殼上方輕輕放置一特殊材料制成的質(zhì)量為/〃的彈性導(dǎo)電

3

線圈，線圈開始時半徑為石二不，電阻為R,線圈在重力作用下沿著半球殼下滑，下滑過

程中線圈平面始終在水平面內(nèi)，當(dāng)線圈下滑高度/『0.2「時速度為也已知磁單極子距離為d

處的磁場強(qiáng)度大小為B二七，彈性線圈存儲的勢能與橡皮筋類似，當(dāng)線圈長度伸長-時存

（1）半球殼上各處磁場強(qiáng)度大小和穿過半球殼磁通量（球體表面積計算公式：S=4/）；

（2）線圈下落高度〃=02?時的電流大小和方向（從上往下俯視看）；

（3）線圈下落高度力=02?的過程產(chǎn)生的焦耳熱Q。

89kly

【答案】（1）①=23）產(chǎn)=2Qzr（2）/r=不=不值順時針（3）