2024届天津市河东区高三下学期高考一模物理试题

2024届天津市河东区高三下学期高考一模物理试题
一、单选题 (共7题)
第(1)题
奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场。

一束彼此绝缘的细铜导线被约束在半径为R的圆柱体内，在圆柱体外距中心轴线为r的P点产生的磁场等同于全部电流集中于轴线的直线电流I产生的磁场，即，其中为常数。

若P点
在圆柱体内，上述公式中的I则为以轴线上一点为圆心、以r为半径的截面所通过的电流，则下列图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
第(2)题
回旋加速器的示意图如图所示，两个D形盒半径均为R，两D形盒之间的狭缝中存在周期性变化的加速电场，加速电压大小
为U，D形盒所在空间存在垂直于盒面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，回旋加速器中心O处有一粒子源，可无初速度的释放质量为m，电荷量为（）的带电粒子，经过多次加速后在D形盒的边缘被引出。

不计粒子之间的相互作用和相对论效
应，忽略粒子经过狭缝的时间，则粒子从无初速度释放到离开加速器的过程中所需要的时间为（ ）
A
．B．C．D．
第(3)题
一种叫“焦耳小偷”的电路，可以“榨干”一颗旧电池的能量，其原理如图所示。

一颗废旧的5号电池开路电压大约1V，直接点亮一个需要1.6V电压驱动的发光二极管是不可能的，这时可以反复快速接通和断开开关，发光二极管就会闪烁起来。

下列说法中正确的是（ ）
A．发光二极管的正极应接在C端
B．只有开关接通的瞬间，发光二极管才会闪亮发光
C．只有开关断开的瞬间，发光二极管才会闪亮二极管
D．开关断开及接通的瞬间，A端的电势均高于B端的电势
第(4)题
细心的同学会发现商场里安装供顾客上、下楼的电梯主要有如图所示两种：台阶式如图甲，斜面式如图乙。

下列对某同学分别乘坐两种扶梯的过程，描述正确的是（ ）
A．乘坐电梯甲匀速下降时，该同学受到水平方向的摩擦力
B．乘坐电梯甲加速下降时，该同学所受摩擦力做负功
C．乘坐电梯乙匀速上升时，该同学不受到摩擦力作用
D．乘坐电梯乙加速上升时，该同学受到的摩擦力做正功
第(5)题
如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。

旋转偏振片P， A、B 两点光的强度变化情况是：（）
A．A、B 均不变
B．A、B 均有变化
C．A 不变，B有变化
D．A 有变化，B不变
第(6)题
如图所示，质量为m、可视为质点的物块位于倾角为的固定斜面上，在平行于斜面的水平拉力F作用下恰好在斜面上做匀速直
线运动。

已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则拉力F的大小为（）
A
．B．
C
．D．
第(7)题
如图所示，一半圆形玻璃砖，C点为其圆心，直线过C点与玻璃砖上表面垂直，与直线平行且等距的两束不同频率的细光a、b从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下说法正确的是（ ）
A．b光从空气射入玻璃，波长变长
B．真空中a光的波长大于b光的波长
C．a光的频率大于b光的频率
D．若a、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角较小
二、多选题 (共3题)
第(1)题
2021年开始实行的“十四五”规划提出，把量子技术与人工智能和半导体-起列为重点研发对象。

在量子通信技术方面，中国已
有量子通信专利数超3000项，领先美国。

下列关于量子观点正确的是（ ）
A．普朗克破除“能量连续变化”的传统观念，是量子化的思想基石
B．爱因斯坦成功地解释了康普顿效应，说明了光子具有能量和动量
C．光子是能量子，单光子不可分割
D．玻尔把量子化的观念应用到原子系统，成功地解释了氢原子光谱
第(2)题
已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度为，其中k为常量。

现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图。

其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，已知此时b导线所受的安培力恰好为零。

撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是（ ）
A．b导线撇去前，电流的大小关系为
B．b导线撤去前，四根导线所受的安培力均为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向
D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为kII
2
第(3)题
如图所示，直杆AB斜靠在墙角，∠ABO=53°，∠AOB=90°，AO=5m。

现从距A点正下方1.8m的C点以初速度v0水平抛出一小球（可视为质点）。

已知重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，空气阻力不计。

若使小球不能碰到杆AB，则v0的值可能为（ ）
A．4m/s B．4.4m/s C．5m/s D．6m/s
三、实验题 (共2题)
第(1)题
(1)在电磁打点计时器接线时，两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在如图中学生电源
的________（填“AB”或“CD”）两个接线柱上；
(2)某同学利用电压表（3V）定值电阻R1、电阻箱R0等实验器材测量电池A的电动势和内阻，实验电路图如图甲所示。

实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R（远小于电压表内阻），用电压表测得路端电压U，并给制如图乙所示的关系图线A，重复上述实验方法测量电池B的电动势和内阻，得到图乙中的图线B：
①图丙是某次电压表测量的表盘图示，此时电压表的读数为___________V；
②由图线A可知电池A的电动势E A=___________V，内阻r A=___________Ω；
③若将一个阻值R2=0.5Ω的定值电阻先后与电池A和电池B串联构成回路，则两电池的输出功率P A___P B（填“大于”、“等
于”或“小于”），两电池的效率___________（填“大于”、“等于”或“小于”）。

第(2)题
用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。

O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。

（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为，小球的直径
为d，则小球P经过最低点时的速度为______。

（2）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为______cm。

（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（），当满足______（用L、d、、g表示）
时，就表明验证了机械能守恒定律。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，M、N是两块面积很大、相互平行而又相距较近的带电金属板，两板之间的距离为d，两板间的电势差为U。

同时，在这两板间还有一方向与电场正交而垂直于纸面向里的匀强磁场。

一质量为m、带电量为q的粒子通过M板中的小孔沿垂直于金属板的方向射入，粒子在金属板中运动时恰好不碰到N板，其运动轨迹如图所示，图中P点是粒子运动轨迹与N板的相切点。

以小孔处为坐标原点O、粒子射入方向为x轴正方向、沿M板向上为y轴正方向，不计粒子所受重力及从小孔中射出时的初速度。

求：
（1）粒子经过P点时的速率；
（2）若已知粒子经过P点时的加速度大小为a，则粒子经过P点时所受的磁场力为多大？
（3）推导磁感应强度B与m、q、d、U之间的关系式。

第(2)题
如图所示，一质量M=3.0kg、长L=5.15m的长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=2m的光滑圆弧轨道，但不粘连。

圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。

距离木板B右
端d=2.5m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。

平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量M=3.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向（弹簧伸缩状态未知）。

一质量m=1.0kg的滑块A自M点以某一初速度水平抛出下落高度H=3m后恰好能从P点沿切线方向滑入圆弧轨道。

A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。

A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。

A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。

A与木板B间动摩擦因数
为μ=0.75。

忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。

重力加速度g=10m/s2，求：
（1）滑块A到达P点的速度大小；
（2）滑块A滑上平台时速度的大小；
（3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为0.5m/s。

则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？
第(3)题
如图甲所示，两平行金属导轨MN、PQ放在水平桌面上，间距为4d，其左端用导线接在两平行金属板AB、CD上，两金属板间距为2d，且到两导轨的距离相等。

导轨间两虚线之间存在竖直向下宽度为d的均匀磁场，磁场的变化如乙图所示。

导轨的右端垂直放一质量为M的导体棒ab，ab到右侧虚线的距离为。

在时刻，一带电粒子（不计重力）沿两板中线自左端O点以
某一速度射入，同时ab棒以同一速度向左开始运动；在时刻粒子恰好过下板右端点进入磁场区，同时 ab棒恰好到达磁场右边界静止（不计一切电阻）。

求：
（1） 0到时间内系统产生的热量Q；
（2）带电粒子的比荷；
（3）粒子打在导体棒上的位置到MN导轨的距离。