2024年天津市河东区高考物理二模试卷

2024年天注市河东区高考物理二模试卷

一、单项选择题（每题5分，共25分，每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1.（5分）2022年11月23rl由三峡集团研制的单机容后16兆瓦海上风电机组成功下线，该机组是目前全球单机容嵌最大、叶轮直径最大的风

电机组，风力发电机简易模型如甲图所示，某兴趣小组自制了一台风力发电机，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，产生的交流电

电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）

低速高速发电机等效图

甲

A.电流的频率为5HzB,电流的有效值为10AC.线圈处于甲图所示位置时产生的电流最大

D.电沈的瞬时值表达式为i=10s山10加（A）

2.（5分）图中是消防员用于观测高楼火灾的马丁K行背包。在某次演练时，消防员背着马丁匕行背包从地面开始竖直E行，其图像如图乙

所示，下列说法正确的是0

甲乙

A.消防员上升的最大高度为225mB.消防员在30-90S内处于超审状态

&消防员在前30s内加速度最大D.消防员在150—255s内的平均速度大小为零

第1页/共11m

3.（5分）在光电效应实验中，小张同学分别用甲光、乙光、丙光照射高l/K

・光电管，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示，则甲

可判断出0乙

内

%%O

A.甲光的频率大于乙光的频率3.甲光的强度大于乙光的强度c.丙光的波长大于乙光的波长

D.甲光照射时光电子最大初动能大于内光照射时光电子最大初动能

4.（二5分二）二计二算机二键二盘二每二个：键二下：二iM都二连有二一二块，二.、金二属二片二.与二该二金属二片二隔有二一定：空空

气间隙的是另一块BM定的小金属片，这组金属片组成-个可变电容器，选接电//

源使计算机处于工作状态。当按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该此Q/JJCJUJVA

相关的信号。则下列说法正确的是（）

A.按下按键时，金属片间场强减小B.按下按键时，可变电容器电荷员:减小

C.松开按键时，可变电容器两板间电压增大D.松开按键时，可变电容器放电

5缶分）20外年I月21H农历除夕,中国空间站迎来建成后首个春节,神舟十五号3名航天员在空间站里挂起春联、系上中国结.通过视顺

向祖国和人民送上新春祝福。已知空间站绕池球做匀速圆周运动的周期为T,地球半径为R,万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g,

下列说法正确的是0

A.春联和中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用B.根据题中所给物理量无法计算出地球的密度

I）.空间站高地面的高度为］手-R

C.空间站的运行速度大于第一宇宙速度

二、不定项选择题（每题5分，共15分，每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分.选对但不全的得3分，选

错或不答的得0分）

1.（5分）根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（）

A.在原了•核中，结合能越大表示原了•核中的核了•结合得越牢固

B.大量氢原子从n=4的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子

C.氮的半衰期为3.8天，现有16g氮原子核，经过7.6天后剩下4g氮原子核

D.|FU+乩Xc+器Sr+23n是核聚变反应

2.（5分）中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是1=0酎刻京剧花旦舞动水袖形成的列筒

第2页/共】4页

谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.6m的两个质点，P点振动领先Q点，」=0时刻Q质点正处于最大位移处（图中未画

山），图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是0

C.该简谐横波的波长可能为0.48mD,该简谐横波的传播速度可能为lm/s

3.（5分）一定质殳的理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态,则下

列说法中正确的是02Po

A.a-b的过程气体放出热量B.的过程是等温变化C.c-a的过程气体分子的平均动能减小

D.c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多

二、本卷共4题，共60分.

1.（8分）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板匕橡皮条的另一端系两根细绳，细绳

另一端带有绳套。先用两个弹彼秤分别勾住地套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置0,并记下该点的位置0。再用一

个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置。点.如图甲所示。

第3页/共1q页

o

图乙

①物理学有很多的科学研究方法，本实验所采用的是

A.理想模型法

B.等效替代法

C.控机变珏法

D.演绎推理法

②图甲中沿0B方向拉的井费测力计的示数为N：（保留三位有效数字）

③实验中，在白纸I：画出的测量结果如图乙所示，其中。处为结点位置。图中的F与F'两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是

④关于本实验，下列说法正确的是

A.弹簧秤、细绳、皮筋都应与木板平行

B.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线I；

C.两次拉伸橡皮条,只要使橡皮条伸长到相同长度即可

D.拉梯皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些

2.（4分）在“测量金属丝的电阻率”实验中，小李同学想测定一段粗细均匀，电阻约为6Q的合金丝的电阻率，器材有:

A.电池组（电动势3.0V,内阻约1C）

B.电流表（量程0-0.6A,内阻约0.5Q）

C.电压表V式量程0-3V,内阻约3kQ）

D.电压表1’2（量程0T5V,内阻约3kQ）

E.滑动变阻器Ri：（OTOQ,允许最大电流2.0A）

F.滑动变阻器Rz：（0-500。，允许最大电流0.5A）

①以上器材中，电压表应选滑动变阻器应选（填写器材前面的字母）。

②用螺旋测微器测最合金丝直径时的刻度位置如图1所示，读数为mm.

③根据如图2所示的电路图，小李已经连接一割分电路如图3所示，请在图3对应位置将电路连接完整。

第4页/共I4页

3.(14分)图甲为某种可测速的跑步机，其测速原理如图乙所示，跑步机底面固定着两根间距L=0.6m、长度d=0.3m的平行金属导轨,

两平行金属导轨间充满磁感应强度B=0.5T方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与R=6.0。的定值电阻及理想电

表相连，跑步机的橡胶带上有平行细金属条，橡带胶带运动时磁场中始终只有一根金属条与两金属导就接通，已知每根金属条的

电阻为r=3Q,橡胶带以v=3m/s匀速运动。求：

(1)电压表的示数U;

(2)细金属条受到安培力F的大小与方向；

⑶某根金属条每经过一次磁场区域过程中电阻R上产生的焦耳热Q?

甲乙

第5区/共I4贡

4.（16分）如图所示，半径A=1.0?n的四分之一圆弧形光滑轨道竖［）出

放置，圆弧最低点B与长为.L=0.5?n的水平面BC相切于B点，RC离地而

高h=0.45?n,C点与一倾角为6=45。的光滑斜面连接，质量？n=

1.0kg的小滑块，从距地面高.H=0.95m的圆弧上某点由静止释放，当

小滑块运动到C点时与•个质量.M=2.0kg的小球正碰，碰后返回恰好

停在B点。已知滑块与水平面间的动摩擦因数4=0.1,,重力加速度g取

求:

（D到达B点时小滑块对圆弧纨道的压力大小。

（2）小球第一落点到C点的水平距离X。

5.（18分）如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图,该+_0

装置在A、B板间的加速电场区和C、D板间的宜线运动区及圆形|U|—

磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为％,平行板|-

C、D叵距为d,其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为4j..................•"

的匀强磁场。圆形匀强磁场区域的半径为，磁感应强度大小为|二

82,方向垂直于纸面向里..圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相ABD

同，其左端的小孔与

第M/共II贝

A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为心的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场

偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求；

(D原子核经加速电场加速后的速度大小v；

(2)直线运动区C、D板间的电势差U:

(3)对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度0,试求比荷k与粒子偏转角度0之间的关系(用0

的三角函数表示)。

施7天，共I4天

2024年天津市河东区高考物理二模试卷（答案&解析）

一、单项选择题（每题5分，共25分，每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1.解：八、由图像可知，交变电流的周期为T=0.2s

频率为/-=1=-Lwz=50Hz

故A错误:

B、由图像可知，电流的峰值为/0=IX

则有效值为I=^=^A=5>/2A

故B错误;

C、线圈处于图甲所示位置时，磁通殳最大，磁通殖的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零,故C错误：

D、线圈转动的角速度为w=y=^rad/s=lOrrrad/s

电流的瞬时值表达式为i=/Esfnwt=10sinl07rt（4）

故D正确。

故选:D»

【解析】根据图像可得到电流的峰值和周期，用据正弦式交变电流规律求解频率和有效值：穿过线框的磁通量最大时，感内电流为零：根

据正弦式交变电流规律求解电流的瞬时值。

2.解：A.由图像可知，在0、90s内消防员的速度方向均向上，因此在90s时消防员高度达到最大，根据图像与t轴所围面积即为位移可知，消防

员上升的最大高度为h=675m,故A钳误：

B.在30、90s内，消防员向上做减速运动，加速度方向向下，因此处于失重状态，故B错误；

C.v-t图像中,图像斜率为加速度，结合图像可知消防员在前30s内加速度最大，故CE确：

D.结合图像可知,消防员在150、255s内,位移大小不为0,因此平均速度不为0,故D错误。

故诜:C。

【解析】根据v-t图像的物理意义，结合消防员的实际运动情况分析求解。

3.解:A.根据光电效应方程=加一W和动能定理e4=；m啧可知入射光的频率越高,对应的豉止电压U越大。甲光、乙

光的截±电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故A错误；

B.因在发生光电效应条件下，最大光电流与眼射光强度有关，照射光强度最大光电流舱大，而从图可以看出，甲光照射时最大光电流大于乙光照

射时最大光电流，则甲光的强度大于乙光的强度，故B正确：

C.丙光的截止电压大于乙注的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长，故0错误：

D.甲比的截止电压小于丙光的嵌止电压，所以甲光对应的光电子最人初动能小于丙光的光电子圾大初动能。故D错误。

故选:

第H页/共IUm

【解析】光电效应中，根据£B=hv-W。及eU=EE）判断知：遏止电压与入射光的频率彳j•关.入射光的频率越大.遏止电压越大.饱和电流与光强

有关，尤强地大，饱和电流越大。

4.解：A、电源使计算机处于工作状态时，电容器两极板间的电压U不变，当按犍被按卜一时.两极板间的距离d减小，根据£=当：1知，金属片间场强增

«

大，枚A错误；

B、当按键被按下时，两极板间的距离d减小，根据电容的决定式（，=衿可知，可变电容器的电容增大，由电容的定义式C=g判断

♦JTKaU

可知，电容器的电荷量增大,故B错误：

CD、松开按健时，两极板间的距离d增大，可变电容器两板间电压仍不变，根据电容的决定式C=^可知，可变电容港的电

容减小，根据电容的定义式（C=》可知，电容器的电荷量减小，可变电容器放电，故0错误，D正确.

故选人

【解析】电容器与电源连接，电压不变，当按下某个键时，根据E=：分析金属片间场强的变化。根据电容的决定式。=线判断电容

的变化，根据电容的定义式（?=日判断电容器电荷量的变化。松开按键时,可变电容器两板间电压仍不变，再根据电容的决定式。=吊

U4nM

判断电容的变化，根据电容的定义式（c="判断电容涔电荷量的变化，从而分析电容甥是充电还是放电。

5.解：A.春联和中国结处于完全失重状态，受到地球的万有引力提供绕地球转动所需的向心力，故A错误：

B.物体在地面表面，万有引力等于重力三2=mg

可得

”对

c

又

M=p1*'

地球的密度.=篇

4JTGK

故B错谟：

C.地球第一宇宙速度等于地球表面轨道口星绕地球做匀速圆周运动的线速度，是下.星绕地球做匀速网周运动的城大运行速度，则空间站的运行速度小于第

一宇宙速度，故0锵识；

D.由万有引力提供向心力

GMm,、

-~-=m—{R+h）

（K+h）3T2

可得

公僻一氏=僻—

xj4n"2747T2

故D正确。

故选:J

【解析】万有引力提供绕地球转动所需的向心力,处于完全失重状态：

万有引力等于重力结合密度公式，分析密度大小：

第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度：

万有引力提供向心力，求半径，再求空间站离地面的高度。

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二、不定项选择题（每题5分，共15分，每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，

选错或不答的得0分）

I.解：A.在原子核中，比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故A错误；

B.大量氢原子从n=4的激发态向低能级跃迁时，根据

（74=6

可知最多能辐射出6种不同频率的光子，故B正确：

C.氮的半衰期为3.8天，现有16g氮原子核，经过7.6天后，即经过两个半衰期后，应剩下原来氮原子核的1/4，即剩下4g氮原子核,

故C正确；

。谊蜻。X.日弧「十2乩是核裂变反应，该方程是中「轰击铀核，生成两个中等质量的原「核的反应，是重核的裂变,故D错误。

故选:BC。

【解析】比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固：对大量氢原子根据数学组合C即可确定辐射种类：根据半衰期

3

的定义分析：核裂变反应是重核吸收一个慢T子后反应生成中等质量的原子核的反应。

2.解：A、由图乙可知,P质点的振幅为A=0.3m,周期T=0.8s,圆频率为（3=3=^rad/s=2.5zrtad/s,则P质点的振动方程

为丫=人$]|1时=0.3sin2.5>tt（m）,故A错误;

B、山图乙可知，10时刻，P质点位于平衡位置，所受合力为0,故B情误；

C、若t=0时亥心质点在波谷，此时P质点位于平衡位置且向上运动，则有（/1+34=0.6"101=0，1，2，“）,当11=1时，可得1

=0.48%故C正确：

D、若1=0时刻Q质点在波峰，则有（九+B2=0.6m（n=0,P2,…）

当n=0时，解得％=0.8m

对应的波速9=J=^m/s=lm/s,故D正确。

故选:CD。

【解析】根据了质点的振岫、周期和初相位与出产质点、的振动力程。t=U时刻，产质点在平衡位置.，所受合力为0。根据t=U时刻Q质也正处

于最大位移处、P质点位于平衡位置向上运动，写出PQ间的距离与波长的关系，从而得到波长的通项，再求出波速通灰，即可得到波

长和波速的特殊值。

3.解：A.由图像可知，a-b过程气体压强不变而体积增大，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度上升，其中气体体积增大,

外界对气体做负功，即思0,而气体温度上升，内能增大即△U>0,由热力学第一定律

△U=U+Q,可知Q=ZiU-W,所以a-b的过程气体吸收热量，故A错误；

B.在p-V图像中，等温过程对应图像应是本曲线，故B错误；

C.由图像可知，c-a过程气体体积不变而压强减小，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体分子平均动能谶小，

故C正确：

弟10页/共14页

D.由图像可知，c状态与b状态下的压强与体枳的乘枳相等，根据一定质量的理想气体状态方程可知，这两个状态下的温度相等，则c状态

与b状态下气体平均动能相等，气体分子平均速率相等，而C状态比a状态的气体体积更小，所以单位时间内C状态比b状态摊击容器壁单位

面积的分子数多，故D正确：

故选:CD。

【解析】a-b过程气体体积变大，对外做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律求解；等温变化过程，在p7‘图像中为双曲线

来判断；由于c~a过程气体体积不变而压强减小可知气体温度江都，从而判断气体分子平均动能减小：根据图像c状态与b状态下的压强与

体积的乘积相等，根据•定质量的理想气体状态方程即可分析两个状态下气体分子平均动能，再根据气体分了密集程度即可分析。

二、本卷共4题，共60分。

L解：①本实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计共同拉楂皮条的效果，采用了等效替代法，故ACD错误，B正确；

故选:B。

②弹筋秤的精确度为0.1N,要估读到下一位，弹簧秤的示数为3.70N。

③图中F为根据平行四边形定则作出的合力的理论值，而F为合力的实际测量值，即一个弹簧测力计作用时的力，方向一定沿橡皮筋方向的

是F<>

④A.弹簧秤、细绳、皮筋都应与木板平行，故A正确：

B.在实验中两个分力的央角大小适当，在作图时有利于减小误差，井非需要橡皮筋与两绳央角的平分线在同一立线卜.，故13错误；

C.本实验是“等效替代”思想，两次拉橡皮条时需要使橡皮条与细绳相连的节点。到达同一位置，不是仅使橡皮条伸长到相同长度，还需

要拉伸方向相同，故C错误：

D.拉.橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，使拉力方向的确定更为精确，故D正确；故选：AD。

故答案为：①B;②3.70;③F';④AD。

【解析】①本实验中要比较两个力共同作用的效果与一个力单独作用的效果，据此分析作答：

②弹符测力计的分度值为0.1N,读数时要估读到下一位：

③在实验中F和F'分别由平行四边形定则及实验得出，根据理论值和实脍值的含义作答：

④根挣正确的实验操作步骤和注意事项分析作答。

2.解：①根据电动势是值可知，电压表的量:程选择0~3V,因此电压表选择C：

滑动变阻器采用分压式接法，为了保证电路安全和方便调节，滑动变阻器选择E；

②螺旅测微器的精确度为0.01mm,读数为lmm+22.0X0.01nm=l.220mm：

③根据电路图连接实物图，如图所示：

第1I5(/共I4巩

图3

故答案为:①C;E;②1.220;③见解析。

【解析】①根据电动势的值选择电压表：滑动变阻器采用分压式接法，从保证电路安全和方便调节的角度选择滑动变阻器:

②螺旋测微器的精确度为0.01m,测量值=固定刻度对应示数(mm)+可动刻度对齐格数(估读一位)X精确度：

③根据电路图连接实物图。

3.解：(1)金属条做切割磁感线运动产生的电动势大小：E=BLv=0.5X0.6X3V=0.9V

回路中的电流大小为：1=4=黑/1=0AA

R+r6.043

电压表的示数为:U=IR=0.1X6.0V=0.6V;

(2)金属条受到的安培力大小为:F=BIL=0.5X0.1X0.6N=0.03N

根据左手定则可知，方向向左：

(3)每根金属条每次经过磁场区域金属条上产生的焦耳热为：Q=l2Rt

其中:t=-

解得:Q=0.006J.

答：U)电压表的示数为0.6V;

(2)细金屈条受到安培力F的大小为0.03N,方向向左：

(3)某根金属条得经过•次磁场区域过程中电网R上产生的焦耳热为0.006J。

【解析】(D根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律进行解答：

(2)根据安培力的计算公式求解金屈条受到的安培力大小，根据左手定则判断安培力的方向:

(3)根据焦耳定律求解每限金屁条每次经过磁场区域金属条上产生的焦耳热。

4.解：(1)滑块由距离地面H高处下滑，根据动能定理有mg(H-h)=gm诏

由题图可知B点为圆周运动的最低点，在该点有N-mg=誓

第12页，共14页

由牛顿第三定律可知滑块对圆弧轨道的压力N'=N

联立解得:N'=20N

(2)设滑块到达C点且碰撞前的速度为\，】，由动能定理得：fmgL=l,nv?-|mp2

在C点西滑块发生碰撞，设碰后滑块速度变为右，小球速度为日，取水平向右为正方向，由动