2024届天津市和平区高三下学期第三次质量调研全真演练物理试题

2024届天津市和平区高三下学期第三次质量调研全真演练物理试题
一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)
第(1)题
2024年3月29日，我国研制的朱雀三号可重复使用垂直起降回收验证火箭在酒泉卫星发射中心圆满完成试验任务。

点火升空1分钟后，火箭从三百多米的高空垂直返回，着陆平稳，落点准确，状态良好，标志着国内起飞规模最大垂直起降试验火箭试验成功。

若该火箭在距离地面的高度约1m时，底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使火箭在竖直方向上的速度在0.2s内由8m/s降到2m/s。

已知反推发动机喷气过程中火箭受到的平均推力大小为F，喷出气体的密度为，4台发动机喷气口的
直径均为d，喷出气体的重力忽略不计，喷出气体的速度远大于返回舱的速度。

则喷出气体的速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
第(2)题
某大型木材厂为了防止原木潮湿，节约空间，常采用了如图所示的放置，水平地面上堆放着6根原木，表面光滑，一根原木P 倾斜放置在一堆原木上静止，与水平地面成θ，原木P受重力、地面支持力、原木间的支持力、地面摩擦力的作用。

下列大小关系式正确的是（ ）
A．B．
C．D．
第(3)题
如图所示，S1和S2是垂直纸面做简谐运动的振动步调完全相反的两个相干波源，两波源的振幅均为A，振动频率均为5Hz，形成的两列简谐波在纸面内的P点相遇，小明同学发现P点的振幅为2A。

已知两列波的传播速度均为，则PS1和PS2的距离之差可能的是（ ）
A．3m B．4m C．5m D．6m
第(4)题
如图所示，固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个质量为m的小圆环，小圆环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，当小圆环的向心加速度大小等于重力加速度g时，大圆环对小圆环的弹力大小为（ ）
A．0B．C．D．
第(5)题
如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离。

以下判断正确的是（ ）
A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
B．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
第(6)题
如图所示，是一直角三棱镜的横截面，，，为测定其折射率，某同学用激光笔发射一束激光垂直于
边从其中点D入射，在边上恰好发生全反射。

不考虑光在三棱镜中的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A．该三棱镜的折射率为
B．光在边上也发生全反射
C．减小入射光频率，光在边上仍能发生全反射
D．增大入射光频率，光在三棱镜中传播时间变短
第(7)题
如图（a）所示，光滑绝缘斜面与水平面成放置，垂直于斜面的有界匀强磁场边界M、N与斜面底边平行，磁感应强度大小。

质量为的导线框在沿斜面向上的外力作用下沿斜面向上匀速运动，导线框各段长度相等，即
，ab，fc，ed段的电阻均为，其余电阻不计。

从导线框刚进入磁场开始计
时，fc段的电流随时间变化如图（b）所示（电流由f到c的方向为正）重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．导线框运动的速度大小为
B．磁感应强度的方向垂直斜面向上
C．在到这段时间内外力做功为
D．在至这段时间内，导线框所受安培力大小为
第(8)题
如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，正弦交流电源电压为，电阻，，滑动变阻器最
大阻值为，滑片P处于正中间位置，则下列说法中正确的是（ ）
A．通过的电流为
B．电压表读数为
C．若向上移动P，电压表读数将变大
D．若向上移动P，变压器副线圈输出功率将变大
二、多项选择题（本题包含4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） (共4题)
第(1)题
如图(甲)所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中电阻R的电功率保持不变．下列说法中正确的是
A．金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
B．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为零
C．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C
D．金属棒从x=0运动到x=2m所用时间为2s
第(2)题
如图，在光滑水平面上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，质量为m、足够长的绝缘不带电木板A上放着一带电荷量为、质量为的物块B，物块与木板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。

现
对A施加一个大小为、方向水平向右的恒力F，系统由静止开始运动，则在物块离开A之前，下列图象正确的是（ ）
A．B．C．D．
第(3)题
如图，电阻不计的足够长平行金属导轨MN和PQ水平放置，MP间有阻值为R=1Ω的电阻，导轨相距为2m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T．质量m为0.5kg，电阻为1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好，CD棒与导轨的动摩擦因数μ=0.2．现导体棒获得初速度v0为10m/s，经过距离x=9m进入磁场区，又经2s后停了下来，g=10m/s2．则该过程中流过导体棒CD 的电量q及电阻R产生的热量Q正确的是
A．q=2C B．q=4C C．Q=12J D．Q=6J
第(4)题
如图所示，离地H高处有一个质量为m、带电量为的物体处于电场强度随时间变化规律为(、k均为大于零的常数,电场方向以水
平向左为正）的电场中，物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为，已知．t=0时，物体从墙上由静止释放，若物体所受的最大静摩擦
力等于滑动摩擦力，当物体下滑后脱离墙面，此时速度大小为，物体最终落在地面上．则下列关于物体的运动说法正确的是
A．当物体沿墙壁下滑时，物体先加速运动再做匀速直线运动
B．摩擦力对物体产生的冲量大小为
C
．摩擦力所做的功
D．物体与墙壁脱离的时刻为
三、填空、实验探究题（本题包含2个小题，共16分。

请按题目要求作答，并将答案填写在答题纸上对应位置） (共2题)第(1)题
某同学用图甲所示的“碰撞实验器”验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。

(1)实验中通过仅测量小球做平抛运动的_________（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系；
(2)实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确
定P点的位置。

再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。

其中确定P点位置的多次落点痕迹如图乙所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP=_________cm；
(3)若采用下图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且m A>m B，B、B'两点在同一水平线上），下列说法中正确的是_________；
A．采用图甲所示的装置，必需测量OB、OM、OP和ON的距离
B．采用图乙所示的装置，必需测量OB、B'N、B'P和B'M的距离
C．采用图甲所示的装置，若，则表明此碰撞动量守恒
D．采用图乙所示的装置，若，则表明此碰撞机械能也守恒
(4)经测定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，M、N距O点的距离如图丙所示。

请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒_________。

第(2)题
两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A,B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

(1)实验中必须满足的条件是________。

A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球的质量为，被碰撞小球的质量为，图甲中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先
让入射球从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置，测得平抛射程为;再将小球B放置在轨道末端，让入
射球从斜轨上起始位置由静止释放，与小球相撞，分别找到球和球相撞后的平均落点,测得平抛射程分别为和。

当所测物理量满足表达式________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。

(3)另一同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装:如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球球与木条的撞击点。

实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球从斜轨上起始位
置由静止释放，撞击点为;然后将木条平移到图中所示位置，入射球从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点;再将入
射球从斜轨上起始位置由静止释放，与球相撞，确定球和球相撞后的撞击点分别为和。

测得与各点的
高度差分别为若所测物理量满足表达式________时，则说明球和球碰撞中动量守恒。

四、计算题（本题包含3小题，共36分。

解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

请将解答过程书写在答题纸相应位置） (共3题)
第(1)题
如图甲所示，平行金属板MN、PQ板长和板间距离均为L，右侧有一直径为L的圆形匀强磁场区域，磁场区域的圆心与两金属板板间中线在一条直线上，质量为m，带电量为-q的粒子源源不断地沿板间中线以速度从左侧射入两板之间，两板间所加电
压随时间变化的规律如图乙所示，图中。

已知时刻射入两板的粒子，通过磁场后速度方向改变了90°。

不计粒子重力及粒子间的相互作用。

求：
(1)匀强磁场的磁感应强度；
(2)在第一个周期内，粒子何时进入电场在磁场中运动的时间最长，何时进入电场在磁场中运动的时间最短；若，粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之差。

第(2)题
如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.1m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在最低点C点平滑连接。

置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，C的左侧有水平向右E=2×104N/C的匀强电场。

将一个带电量q=+3×10-6C，质量为m=5×10-2kg的绝缘小球放在弹簧的右侧后，用力水平向左推小球而压缩弹簧至A处使弹簧具有弹性势能E p=0.1J，然后将小球由静止释放，小球运动到C处后进入CD管道，刚好能到最高点D处。

在小球运动到C点前弹簧已恢复原长，水平轨道左侧AC段长为L=0.2m。

g=10m/s2，小球运动的全过程中所带电荷不变，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求（答案可保留分数）：
（1）小球运动到轨道最低处C点时对轨道的压力的大小；
（2）水平轨道的动摩擦因数；
（3）若在前两问的基础上，仅在半圆形轨道CD区域再加上水平向右=1.25×105N/C的匀强电场，再次将小球由A处静止释
放，小球进入轨道CD后的最大动能。

第(3)题
气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具，工作时以高压气体为动力，如图甲所示是气钉枪和与之配套的气罐、
气泵。

图乙是气钉枪发射装置示意图，气缸通过细管与气罐相连。

射钉时打开开关，气罐向气缸内压入高压气体推动活塞运动，活塞上的撞针将钉子打入物体，同时切断气源，然后阀门自动打开放气，复位弹簧将活塞拉回原位置。

气钉枪配套气罐的容积，气缸有效容积，气钉枪正常使用时气罐内压强范围为，为大气压强，当气罐内气体压强低
于时气泵会自动启动充气，压强达到时停止充气。

假设所有过程气体温度不变，已知气罐内气体初始压强为，。

（1）使用过程中，当气罐内气体压强降为时气泵启动，充气过程停止使用气钉枪，当充气结束时，求气泵共向气罐内泵入压强为的空气体积；
（2）充气结束后用气钉枪射出100颗钉子后，求此时气罐中气体压强p。