天津七中2024學(xué)年物理高三上期末綜合測試模擬試題含解析

天津七中2024學(xué)年物理高三上期末綜合測試模擬試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請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、2019年8月31日7時41分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“快舟一號”甲運載火箭，以“一箭雙星”方式，成功將微重力技術(shù)實驗衛(wèi)星和瀟湘一號07衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星均進(jìn)入預(yù)定軌道。假設(shè)微重力技術(shù)試驗衛(wèi)星軌道半徑為，瀟湘一號07衛(wèi)星軌道半徑為，兩顆衛(wèi)星的軌道半徑，兩顆衛(wèi)星都作勻速圓周運動。已知地球表面的重力加速度為，則下面說法中正確的是（）A．微重力技術(shù)試驗衛(wèi)星在預(yù)定軌道的運行速度為B．衛(wèi)星在軌道上運行的線速度大于衛(wèi)星在軌道上運行的線速度C．衛(wèi)星在軌道上運行的向心加速度小于衛(wèi)星在軌道上運行的向心加速度D．衛(wèi)星在軌道上運行的周期小于衛(wèi)星在軌道上運行的周期2、如圖所示，兩根互相平行的長直導(dǎo)線垂直于平面S，垂足分別為M、N，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。O為MN的中點，PQ為M、N的中垂線，以O(shè)為圓心的圓與MN、PQ分別相交于a、b、c、d四點。則下列說法中正確的是（）A．O點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．a(chǎn)、c兩點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同D．c、d兩點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同3、百余年前，愛因斯坦的廣義相對論率先對黑洞作出預(yù)言。2019年4月10日21點整，天文學(xué)家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片。若認(rèn)為黑洞為一個密度極大的球形天體，質(zhì)量為，半徑為，吸引光繞黑洞做勻速圓周運動。已知光速為，以黑洞中心為起點，到黑洞外圈視界邊緣的長度為臨界半徑，稱為史瓦西半徑。下面說法正確的是（）A．史瓦西半徑為 B．史瓦西半徑為C．黑洞密度為 D．黑洞密度為4、氫原子的能級圖如圖所示。用氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級輻射的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，下列說法正確的是（）A．產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.41eVB．產(chǎn)生的光電子的最大初動能為12.75eVC．氫原子從n=2能級向n=1能級躍遷時輻射的光不能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)D．氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射的光也能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)5、如圖所示，OA是水平放置的彈性薄鋼片，左端固定于O點，右端固定有一個軟鐵圓柱體，P為套在鋼片上的重物。調(diào)節(jié)P的位置可以改變OA上下振動的固有頻率，使其在40Hz—120Hz之間變化。在A的正下方固定一個帶鐵心B的線圈，線圈中通有f=50Hz的交變電流，使OA在磁場力作用下振動。關(guān)于OA穩(wěn)定后的振動情況，下列說法中正確的是（）A．無論P位于何處，頻率一定是50HzB．無論P位于何處，頻率一定是100HzC．P所處位置的不同，頻率可能取40Hz—120Hz間的任何值D．調(diào)節(jié)P使OA振動的固有頻率為50Hz時OA的振幅最大6、兩輛汽車a、b在兩條平行的直道上行駛。t=0時兩車并排在同一位置，之后它們運動的v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．汽車a在10s末向反方向運動B．汽車b一直在物體a的前面C．5s到10s兩車的平均速度相等D．10s末兩車相距最近二、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、真空中質(zhì)量為m的帶正電小球由A點無初速自由下落t秒，在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，再經(jīng)過t秒小球又回到A點。小球電荷量不變且小球從未落地，重力加速度為g。則A．整個過程中小球電勢能變化了B．整個過程中小球速度增量的大小為C．從加電場開始到小球運動到最低點時小球動能變化了D．從A點到最低點小球重力勢能變化了8、如圖所示，半徑分別為R和2R的甲、乙兩薄圓盤固定在同一轉(zhuǎn)軸上，距地面的高度分別為2h和h，兩物塊a、b分別置于圓盤邊緣，a、b與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ相等，轉(zhuǎn)軸從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，觀察發(fā)現(xiàn)，a離開圓盤甲后，未與圓盤乙發(fā)生碰撞，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（）A．動摩擦因數(shù)μ一定大于B．離開圓盤前，a所受的摩擦力方向一定指向轉(zhuǎn)軸C．離開圓盤后，a運動的水平位移大于b運動的水平位移D．若，落地后a、b到轉(zhuǎn)軸的距離之比為9、如圖所示，兩個固定的半徑均為r的細(xì)圓環(huán)同軸放置，O1、O2分別為兩細(xì)環(huán)的圓心，且O1O2=2r，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷-Q、+Q(Q>0)。一帶負(fù)電的粒子(重力不計)位于右側(cè)遠(yuǎn)處，現(xiàn)給粒子一向左的初速度，使其沿軸線運動，穿過兩環(huán)后運動至左側(cè)遠(yuǎn)處。在粒子運動的過程中A．從O1到O2，粒子一直做減速運動B．粒子經(jīng)過O1點時電勢能最小C．軸線上O1點右側(cè)存在一點，粒子在該點動能最大D．粒子從右向左運動的整個過程中，電勢能先減小后增加10、在水面上的同一區(qū)域內(nèi)，甲、乙兩列水面波獨立傳播，傳播方向互相垂直，波的頻率均為2Hz。時刻其波峰與波谷情況如圖所示。甲波的振幅為5cm，乙波的振幅為10cm。質(zhì)點2、3、5共線且等距離。下列說法中正確的是________。A．質(zhì)點2的振動周期為0.5sB．質(zhì)點2的振幅為15cmC．圖示時刻質(zhì)點1、2的豎直高度差為15cmD．圖示時刻質(zhì)點3正處于平衡位置且向上運動E.從圖示的時刻起經(jīng)0.25s，質(zhì)點5通過的路程為30cm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）一位同學(xué)為驗證機(jī)械能守恒定律，利用光電門等裝置設(shè)計了如下實驗。使用的器材有：鐵架臺、光電門1和2、輕質(zhì)定滑輪、通過不可伸長的輕繩連接的鉤碼A和B（B左側(cè)安裝擋光片）。實驗步驟如下：①如圖1，將實驗器材安裝好，其中鉤碼A的質(zhì)量比B大，實驗開始前用一細(xì)繩將鉤碼B與桌面相連接，細(xì)繩都處于豎直方向，使系統(tǒng)靜止。②用剪刀剪斷鉤碼B下方的細(xì)繩，使B在A帶動下先后經(jīng)過光電門1和2，測得擋光時間分別為、。③用螺旋測微器測量擋光片沿運動方向的寬度，如圖2，則________。④用擋光片寬度與擋光時間求平均速度，當(dāng)擋光片寬度很小時，可以將平均速度當(dāng)成瞬時速度。⑤用刻度尺測量光電門1和2間的距離。⑥查表得到當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮椤＂邽轵炞C機(jī)械能守恒定律，請寫出還需測量的物理量（并給出相應(yīng)的字母表示）__________，用以上物理量寫出驗證方程_____________。12．（12分）為了測某電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了如下器材：電阻箱R，定值電阻R0、兩個電流表A1、A2，電鍵K1，單刀雙擲開關(guān)K2，待測電源，導(dǎo)線若干．實驗小組成員設(shè)計如圖甲所示的電路圖．(1)閉合電鍵K1，斷開單刀雙擲開關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R1，讀出電流表A2的示數(shù)I0；然后將單刀雙擲開關(guān)K2接通1，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表A2的示數(shù)仍為I0，則電流表A1的內(nèi)阻為_____．(2)將單刀雙擲開關(guān)K2接通2，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄每次調(diào)節(jié)后的電阻箱的阻值R及電流表A1的示數(shù)I，該同學(xué)打算用圖像處理數(shù)據(jù)，以電阻箱電阻R為縱軸，為了直觀得到電流I與R的圖像關(guān)系，則橫軸x應(yīng)?。╛________）A．IB．I2C．D．(3)根據(jù)(2)選取的x軸，作出R-x圖像如圖乙所示，則電源的電動勢E=_____，內(nèi)阻r=______．（用R1，R2，R0，及圖像中的a、b表示）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）如圖所示，半徑的四分之一光滑圓弧豎直放置，與粗糙水平地面平滑連接于點，整個空間存在場強(qiáng)大小的勻強(qiáng)電場，豎直邊界右側(cè)電場方向水平向右，左側(cè)電場方向豎直向上；小物塊（視為質(zhì)點）大小形狀相同，電荷量為，不帶電，質(zhì)量，。從點由靜止釋放，與靜止在地面上點的碰撞。已知與地面間動摩擦因數(shù)均為，P、D間距離，取，間碰撞為彈性碰撞且碰撞時間極短。求：（1）物塊運動到點時，受到圓弧軌道支持力的大??；（2）物塊碰撞后瞬間，速度的大小和方向；（3）物塊第一次碰撞后，過多長時間發(fā)生第二次碰撞。14．（16分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第一象限中有兩個全等的直角三角形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，充滿了方向均垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，C點坐標(biāo)為（4L，3L），M點為OC的中點．質(zhì)量為m帶電量為-q的粒子從C點以平行于y軸方向射入磁場Ⅱ中，速度大小為，不計粒子所受重力，粒子運動軌跡與磁場區(qū)域相切時認(rèn)為粒子能再次進(jìn)入磁場．（1）若粒子無法進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ中，求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大小范圍；（2）若粒子恰好不能從AC邊射出，求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；（3）若粒子能到達(dá)M點，求區(qū)域Ⅱ磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的所有可能值．15．（12分）如圖所示，粗糙水平地面上放置長木板A和滑塊C，滑塊B置于A的左端。開始時A、B靜止，C與A右端相距，現(xiàn)C以的初速度水平向左運動，然后與A發(fā)生彈性碰撞（時間極短）。已知A、B、C質(zhì)量均為，A和C與地面間的動摩擦因數(shù)為，A與B間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，B最終沒有從A上掉下去，重力加速度g取，求：（1）C與A碰撞前的速度；（2）A、B間因摩擦產(chǎn)生的熱量。

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、C【解題分析】

A．由萬有引力提供向心力有得設(shè)地球半徑為R，則有聯(lián)立得由于則故A錯誤；B．由公式得由于則衛(wèi)星在軌道上運行的線速度小于衛(wèi)星在軌道上運行的線速度，故B錯誤；C．由公式得則衛(wèi)星在軌道上運行的向心加速度小于衛(wèi)星在軌道上運行的向心加速度，故C正確；D．由開普勒第三定律可知，由于則衛(wèi)星在軌道上運行的周期大于衛(wèi)星在軌道上運行的周期，故D錯誤。故選C。2、D【解題分析】

A．根據(jù)右手螺旋定則，M處導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，N處導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，合成后磁感應(yīng)強(qiáng)度不等于0，故A錯誤；B．M在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，在b處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，N在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，b處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，根據(jù)場強(qiáng)的疊加知，a、b兩點處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故B錯誤；C．M在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，N在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，則a處的合磁場方向豎直向下，M在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直于cM偏下，N在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直于cN偏下，且大小相等，由平行四邊形定則可知，c處的合磁場方向豎直向下，故C錯誤；D．M在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直于cM偏下，N在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直于cN偏下，且大小相等，由平行四邊形定則可知，c處的合磁場方向豎直向下，同理可知，d處的合磁場方向豎直向下，由于c到M、N的距離與d到M、N的距離相等，則c、d兩點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故D正確。故選D。3、B【解題分析】

AB．逃逸速度此為脫離中心天體吸引的臨界速度，代入光速可知臨界半徑為A錯誤，B正確；CD．若光繞黑洞表面做勻速圓周運動，軌道半徑等于黑洞半徑，由可知密度為CD錯誤。故選B。4、A【解題分析】

AB．從n=4能級躍遷到n=1能級輻射的光子能量為產(chǎn)生的光電子的最大初動能為故A正確B錯誤；C．氫原子從n=2能級向n=1能級躍遷時輻射的光子能量為10.2eV，能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射的光子能量小于逸出功，故不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選A。5、B【解題分析】

ABC．因交流電的頻率為f=50Hz，則線圈吸引軟鐵A的頻率為f′=100Hz，由受迫振動的規(guī)律可知，無論P位于何處，頻率一定是100Hz，選項AC錯誤，B正確；D．調(diào)節(jié)P使OA振動的固有頻率為100Hz時產(chǎn)生共振，此時OA的振幅最大，選項D錯誤；故選B。6、B【解題分析】

A．汽車a的速度一直為正值，則10s末沒有反方向運動，選項A錯誤；B．因v-t圖像的面積等于位移，由圖可知，b的位移一直大于a，即汽車b一直在物體a的前面，選項B正確；C．由圖像可知，5s到10s兩車的位移不相等，則平均速度不相等，選項C錯誤；D．由圖像可知8-12s時間內(nèi)，a的速度大于b，兩車逐漸靠近，則12s末兩車相距最近，選項D錯誤；故選B。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、AB【解題分析】

小球先做自由落體運動，后做勻減速運動，兩個過程的位移大小相等、方向相反。設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，加電場后小球的加速度大小為a，取豎直向下方向為正方向，則由，又v=gt，解得a=3g，則小球回到A點時的速度為v′=v-at=-2gt；整個過程中小球速度增量的大小為△v=v′=-2gt，速度增量的大小為2gt。由牛頓第二定律得，聯(lián)立解得，qE=4mg，，故A正確；從加電場開始到小球運動到最低點時小球動能減少了，故C錯誤。設(shè)從A點到最低點的高度為h，根據(jù)動能定理得解得，，從A點到最低點小球重力勢能減少了．D錯誤。8、ABD【解題分析】

A．由題意可知，兩物塊隨圓盤轉(zhuǎn)動的角速度相同，當(dāng)最大靜摩擦力提供物體向心力時，此時的角速度為物體隨圓盤做圓周運動的最大角速度，為臨界角速度，根據(jù)牛頓第二定律得解得b物體滑離圓盤乙的臨界角速度為同理可得，a物塊的臨界角速度為由幾何知識知，物體a滑離圓盤時，其位移的最小值為由題意知，其未與圓盤乙相碰，根據(jù)平拋運動規(guī)律可知解得所以A正確；B．離開圓盤前，a隨圓盤一起做勻速圓周運動，由靜摩擦力來提供向心力，所以a所受的摩擦力方向一定指向轉(zhuǎn)軸，B正確；C．由于所以一定是b物塊先離開圓盤，離開圓盤后，物塊做平拋運動，對b物體的水平位移為同理可得，a物體的水平位移為故離開圓盤后a的水平位移等于b的水平位移，所以C錯誤；D．當(dāng)時a的落地點距轉(zhuǎn)軸的距離為同理，b的落地點距轉(zhuǎn)軸的距離為故所以D正確。故選ABD。9、AC【解題分析】

A．圓環(huán)在水平線上產(chǎn)生的場強(qiáng)豎直分量疊加為0，只有水平分量相加，所以圓環(huán)在水平線上的場強(qiáng)方向與水平線平行，同理圓環(huán)在水平線上的場強(qiáng)方向與水平線平行；根據(jù)場強(qiáng)的疊加，帶負(fù)電粒子從到過程中，受到的電場力合力方向始終水平向右，與粒子運動方向相反，所以粒子做減速運動，A正確；BC．圓環(huán)在水平線上處場強(qiáng)為0，在向右無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)為0，同理圓環(huán)在水平線上的場強(qiáng)分布也如此，根據(jù)場強(qiáng)的疊加說明在右側(cè)和左側(cè)必定存在場強(qiáng)為0的位置，所以粒子從右側(cè)遠(yuǎn)處運動到過程中，合場強(qiáng)先水平向左減小，帶負(fù)電粒子所受電場力水平向右減小，電場力做正功，電勢能減小，粒子做加速運動，在右側(cè)某位置合場強(qiáng)為0，粒子速度達(dá)到最大，動能最大；繼續(xù)向左運動，合場強(qiáng)水平向右且增大，粒子所受電場力水平向左，電場力做負(fù)功，電勢能增大，粒子做減速運動至，B錯誤，C正確；D．粒子穿過后，對比上述分析可知，粒子所受電場力先水平向右，后水平向左，所以電勢能先減小，后增大，綜合BC選項分析，D錯誤。故選AC。10、ABE【解題分析】

Ａ．兩列波的頻率均為2Hz，可知周期為，選項A正確；B．質(zhì)點2是谷谷疊加，則振動加強(qiáng)，則質(zhì)點2的振幅為15cm，選項B正確；C．圖示時刻質(zhì)點1在波峰位置，位移為正向15cm；質(zhì)點2為波谷位置，位移為負(fù)向15cm，則此時質(zhì)點1、2的豎直高度差為30cm，選項C錯誤；D．圖示時刻質(zhì)點2在波谷，質(zhì)點5在波峰位置，質(zhì)點3正處于2和5的中間位置，由波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的關(guān)系可知，質(zhì)點3處于平衡位置且向下運動，選項D錯誤；E．質(zhì)點5的振動加強(qiáng)，振幅為A=15cm，則從圖示的時刻起經(jīng)0.25s=0.5T，質(zhì)點5通過的路程為2A=30cm，選項E正確；故選ABE.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、6.710鉤碼A、B的質(zhì)量m1、m2【解題分析】

③[1]根據(jù)螺旋測微器測量原理得⑦[2][3]為驗證機(jī)械能守恒定律，還需測量鉤碼A、B的質(zhì)量m1、m2。對系統(tǒng)，因為動能的增加量等于重力勢能的減少量，則驗證方程為12、R2-R1CE=r=a-R0-（R2-R1）【解題分析】

(1)由題意可知，電路電流保持不變，由閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻不變，則電流表A1內(nèi)阻等于兩種情況下電阻箱阻值之差，即．(2)單刀雙擲開關(guān)K2接通2時，據(jù)歐姆定律可得：，整理得：，為得到直線圖線，應(yīng)作圖象．故C項正確，ABD三項錯誤．(3)由圖象結(jié)合得：圖象斜率、圖象縱截距，解得：電源的電動勢、電源的內(nèi)阻．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、（1）60N；（2）6m/s，方向水平向右；18m/s，方向水平向右；（3）7.2s；【解題分析】

(1)物塊A從Q到P過程，由動能定理得：，代入數(shù)據(jù)解得：vP=10m/s，在P點，由牛頓第二定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：F=60N；(2)物塊A從P到D過程，由動能定理得：，代入數(shù)據(jù)解得：v1=12m/s，A、B發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：mAv1=mAvA+mBvB，由機(jī)械能守恒定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：vA=6m/s，方向水平向右vB=18m/s，方向水平向右(3)A、B碰撞后，由牛頓第二定律得，對A：qE