2024届天津市新华中学高三下学期统练(十一)物理试卷

2024届天津市新华中学高三下学期统练（十一）物理试卷
一、单选题
1．核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（如α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转换为电能的装置．人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238-，其衰变方程为238
2349492Pu U X γ→++。

下列说法正确的是（ ）
A ．23492U 不具有放射性
B ．该衰变为α衰变
C ．原子核X 和γ射线均属于实物粒子
D ．23894Pu 的比结合能比23492U 的比结合能大 2．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

该系统共有35颗卫星，比GPS 导航系统多5颗，多出的5颗是相对地面静止的高轨道卫星（简称“静卫”，即地球同步卫星），这5颗“静卫”的（ ）
A ．加速度比地面重力加速度大
B ．角速度比月球的角速度小
C ．加速度比地球赤道上随地球自转物体的加速度大
D ．线速度比地球第一宇宙速度大
3．如图所示，等腰直角三角形ABC 为一棱镜的横截面，AB AC =。

由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB 边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB 边入射时，恰好只有甲光从BC 边射出，则下列判断正确的是（ ）
A ．甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角
B ．甲光在玻璃砖中传播速度比乙光小
C ．用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽
D ．若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大
4．位于坐标原点处的波源发出一列沿x 轴正方向传播的简谐横波。

0=t 时波源开始振动，其位移y 随时间t 变化的关系式为()0.2sin πm y t =，波经过5s 传到距波源20m 处的B 点，则在5s =t 时，B 点附近的波形图正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 5．在x 轴上O 、P 两点分别放置电荷量为1q 、2q 的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷
连线上电势能p E 随x 变化关系如图，其中A 、
B 两点电势能为零，BD 段中
C 点电势能最大，则（ ）
A ．BC 间场强方向沿x 轴负方向
B ．1q 和2q 都是正电荷
C ．C 点的电场强度大于A 点的电场强度
D ．任意点电荷在B 点的电势能一定小于其在D 点的电势能
二、多选题
6．如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，气缸连接前轮。

当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，气缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。

活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体（ ）
A ．对外做正功
B ．内能减小
C ．温度升高，分子平均动能增加
D ．分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加 7．如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。

矩形线圈abcd 在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁场只分布在bc 边的左侧，
磁场的磁感应强度大小为B ，线圈的匝数为N ，转动的角速度为ω，ab 边的长度为1L ，ad 边的长度为2L ，线圈电阻不计。

下列说法正确的是（ ）
A B ．线圈平面转动到与磁场垂直时磁通量的变化率为0
C ．若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小
D ．若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大
8．如图所示，一根轻质弹簧与质量为m 的滑块P 连接后，穿在一根光滑竖直杆上，弹簧下端与竖直杆的下端连接，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P 和重物Q 连接起来。

图中O 、B 两点等高，线段OA 长为L ，与水平方向的夹角37θ=︒，重物Q 的质量5M m =，把滑块从图中A 点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A 、B 两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，不计滑轮的摩擦，在滑块从A 到B 的运动过程中（ ）
A ．滑块P 的速度一直增大
B ．P 在B 点时，Q 的速度为0
C ．滑块P 在位置B 的速度B v =
D ．P 与Q 的机械能之和始终不变
三、实验题
9．用如图a 所示装置探究加速度与物体受力的关系。

实验小车在长木板上，左端与打点计时器的纸带相连，右端通过轻细绳跨过定滑轮和动滑轮与力传感器相连，动滑轮下方挂砝码盘和砝码。

在砝码盘中放不同数量的砝码，小车运动，得到多条纸带，某条纸带的一部分及相关数据如图b 所示。

(1)关于本实验的部分操作或要求，下列说法正确的是______。

A ．必须保证砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量
B ．与小车相连的细线必须与长木板平行
C ．不需要进行平衡摩擦力的操作
D ．不需要刻度尺也不需要天平
(2)已知图b 中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s ，则根据图中数据，打点4时所对应的小车的速度4v = m/s ，打这条纸带时小车加速度大小=a 2m/s （结果均保留3位有效数字）。

(3)对同一辆实验小车，记录打每条纸带时砝码盘和砝码的总质量m 、力传感器的读数F ，通过纸带计算小车运动对应的加速度a 。

如图甲、乙、丙丁所示的a F -或a mg -图线，本实验应该由图线 得到“加速度大小与物体所受合力大小成正比”的结论。

10．某同学为测量某电阻的阻值。

(1)先用多用电表进行初步测量，在已经正确完成所有准备后，该同学先选择了电阻“×1”挡，接入电阻后发现指针的偏转角度过小，现该同学准备选择电阻“×10”挡完成测量，在选择挡位后必须进行 （填“欧姆”或“机械”）调零。

(2)实验操作步骤（1）完成后，多用电表示数如图甲所示。

则该待测电阻的阻值约为 Ω。

(3)为更精确地测量该电阻的阻值，将使用下列器材进行进一步实验。

A．电源E（电动势为12V）；
B．电压表（0-15V，内阻约为3kΩ）
C．电流表（0-100mA，内阻为10Ω）
D．滑动变阻器（0-500Ω，3A）
E．滑动变阻器（0-6000Ω，0.1A）
F．开关S和导线若干。

为减小测量误差和便于调节，在实验中，滑动变阻器应选用（填写器材的字母代号）。

连接电路时，实验电路应采用图中的（选填“乙”或“丙”）。

(4)按正确的电路图连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，电压表示数为11.0V，电流表示数为70mA，则该电阻阻值为Ω。

（结果保留三位有效数字）
四、解答题
11．如图所示，大小相同的甲、乙两个小球自半径为R的光滑半圆形轨道边缘同时静止释放，两小球恰好在轨道最低点发生对心弹性碰撞，碰撞时间极短且碰后甲球速度刚好为零。

乙球质量为m，重力加速度为g，轨道半径远大于小球半径。

求：
v；
（1）乙球碰前速度
（2）甲球质量m甲；
（3）碰撞过程，乙球所受合外力的冲量I的大小。

12．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置，导轨间距0.2m L =。

完全相同的两金属棒ab 、cd 均垂直于导轨放置且与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，两棒的质量均为0.01kg m =，电阻均为0.2ΩR =，回路中其余电阻忽略不计。

cd 棒放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度1T B =。

棒ab 在恒力F 作用下由静止开始向上运动。

当通过棒ab 的电荷量为0.05C 时，它达到最大速度，此时cd 棒对绝缘平台的压力恰好为零。

g 取210m /s ，求：
（1）恒力F 的大小；
（2）ab 棒达到的最大速度v ；
（3）在此过程中ab 棒产生的焦耳热。

13．变化的磁场周围会激发出一种电场，叫做“感生电场”，这种电场的电场线是一圈一圈的闭合曲线。

这里，我们看到了一种利用感生电场加速带电粒子的可能。

下图是核物理实验中利用这种原理获得高能粒子简化模型。

甲图中，以O 为圆心，半径为R 的圆形区域内，存在垂直纸面向内的磁场，其磁感应强度随时间关系为12(0)B kt k =>
乙图中，以O 为圆心，半径为2R 的圆形区域内，存在垂直纸面向内的磁场，其磁感应强度随时间关系为2(0)B kt k =>
将甲、乙两区域的磁场中心重合，得到丙图。

求：
（1）丙图中，以O 为圆心，r 为半径(2)R r R <<处感生电场E 的大小及方向（用k 、r 表示）；
（2）在丙图中距离圆心O 为r 处(2)R r R <<，由0=t 时刻静止释放一个比荷为q m
的带正电粒子（不计重力），其受到感生电场及磁场的共同作用，恰好做半径为r 的圆周运动，求该圆轨道半径r 的大小（用R 表示）；
（3）试定性画出第二问中电场力的瞬时功率P 与粒子所转圈数n 之间的关系曲线，并说明理由。