物理-2024届新高三开学摸底考试卷（天津专用）(解析版)

2024届新高三开学摸底考试卷（新高考专用）01物理（考试时间：60分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷一、选择题（每小题5分，共25分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为eq\o\al(4,2)He＋X→eq\o\al(8,4)Be＋γ，方程中X表示某种粒子，eq\o\al(8,4)Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是( )A．X粒子是eq\o\al(4,2)HeB．若使eq\o\al(8,4)Be的温度降低，其半衰期会减小C．经过2T，一定质量的eq\o\al(8,4)Be占开始时的eq\f(1,8)D．“核燃烧”的核反应是裂变反应答案：A解析：根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为eq\o\al(4,2)He，选项A正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2T，一定质量的eq\o\al(8,4)Be占开始时的eq\f(1,4)，选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误。2．如图甲所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体，活塞上静止一质量为m的重物。图乙是密闭气体从状态A变化到状态B的图像，密闭气体在A点的压强，从状态A变化到状态B的过程中吸收热量。已知外界大气压强，下列说法正确的是()A．重物质量B．气体在状态B时的体积为C．从状态A变化到状态B的过程，气体对外界做功D．从状态A变化到状态B的过程，气体的内能增加答案：D解析：根据重物受力分析可知，可知m=2kg，故A错；根据图像，气体做等压变化有，可得VB=8.0×10-3m3，故B错误；从状态A变化到状态B的过程，气体对外界做功W=PA∆V，可得W=206J，故C错误；根据热力学第一定律∆U=W+Q，可得∆U=294J，故D正确。3．我国“二炮”的一系列导弹，在“北斗”定位系统的引导下，能实现精确打击移动目标和固定目标。假设从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，仅在地球引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h，若ACB轨迹长恰好为整个椭圆的一半。已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G。则下列结论正确的是()A．导弹在C点的速度大于B．地球的球心位于导弹椭圆轨道的一个焦点上C．导弹在C点的加速度等于D．导弹从A点到B点的飞行时间等于导弹飞行周期的一半答案：B解析：导弹的轨迹是椭圆，所以在C点的速度要小于同位置的圆周轨道速度，故A错；根据开普勒定律，中心天体在轨道的焦点上，所以B对；根据万有引力定律，可知导弹在C点的加速度等于，故C错；由于C点是轨迹远地点，可知弧ACB的平均速度要小，所以时间要大于周期的一半，故D错。4．如图所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的，如图所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是( )A．在冰晶中，b光的传播速度较小B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小D．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽答案：A 解析：A．由题图可知，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由v＝eq\f(c,n)知b光的传播速度较小，A正确；B．由a光的折射率小于b光的折射率，可知a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据Δx＝eq\f(L,d)λ可知，a光相邻条纹间距较大，B错误；C．a光的折射率较小，由临界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光的临界角较大，C错误；D．光的衍射中，波长越长，中央亮条纹越宽，故a光的中央亮条纹更宽，D错误．5．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶，该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力f与其速率v成正比(f=kv，k为常量)，动车组能达到的最大速度为vm，下列说法正确的是()A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变B．若四节动力车厢输出功率均为题定值，则动车组从静止开始做匀加速运动C．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶的速度为D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这小过程中该动车组克服阻力做的功为答案：C解析：A．对动车由牛顿第二定律有F-f=ma若动车组在匀加速启动，即加速度a恒定，但f随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，故A错误；B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P，由牛顿第二定律有故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误；C．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶时加速度为零，有而以额定功率匀速时，有联立解得故C正确；D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度vm，由动能定理可知可得动车组克服阻力做的功为故D错二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小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，有选错或不答的得0分）6．如图所示为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了ΔP。下列说法正确的是()A．电压表V1的示数不变，电压表V2的示数增大 B．电流表A1、A2的示数均增大 C．输电线上损失的电压增加了RkΔPU D．输电线上损失的功率增加R(kΔP)2U2答案：BC解析：AB．由于发电厂输出电压恒为U，根据理想变压器的规律，对于升压变压器，UU1=k，故电压表V1的示数不变，发电厂输出功率增加了ΔP，则发电厂输出电流增加了ΔI=ΔPU，根据理想变压器的规律，对于升压变压器，ΔI1ΔI=k，A1示数增加了ΔI1=kΔPU，由于A1示数增加，A2示数也将增加，降压变压器的输入电压将减少ΔU'＝ΔI1R，故V2示数也将减小，故A错误，B正确；C．根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了ΔI1R=RkΔPU，故C正确；D．输电线上损失的功率增加了(I1+ΔI1)2R≠(ΔI1)2R，由于I1未知，故无法计算，故D错误。7．一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，t＝0时刻波源开始振动，t＝3s时波源停止振动，如图所示为t＝3.2s时靠近波源的部分波形图。其中质点a的平衡位置离原点O的距离为x＝2.5m。下列说法中正确的是()A．波速为5m/sB．波源起振方向沿y轴正方向C．在t＝3.3s，质点a位于波谷D．从波源起振开始计时，3.0s内质点a运动的总路程为2.5m答案：AD 解析：A．由题意可知v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(1.0,3.2－3)m/s＝5m/s，A正确；B．t＝3.2s时，Δx1＝v·Δt1＝5×3.2m＝16m，由于λ＝2.0m，故波形前端的运动同x＝2.0m质点的运动，可判断2.0m处的质点向下振动，故波源起振方向沿y轴负方向，选项B错误；C．T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(2.0,5)s＝0.4s，从图示时刻经Δt′＝0.1s＝eq\f(1,4)T，质点a位于平衡位置，选项C错误；D．从t＝0时刻起，经Δt2＝eq\f(Δx2,v)＝eq\f(2.5,5)s＝0.5s，质点a开始振动，3.0s内质点a振动了2.5s，2.5s＝6eq\f(1,4)T，故质点a运动的总路程为s＝6×4A＋A＝25×0.1m＝2.5m，选项D正确。8．CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点。则( )A．M处的电势高于N处的电势B．增大M、N之间的加速电压可使P点左移C．偏转磁场的方向垂直于纸面向里D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移答案：CD解析：本题考查带电粒子在复合场中的运动，综合分析与应用。A．加速电场要对电子加速，电场力水平向右，场强方向向左，故M处的电势低于N处的电势，所以A错误；B．加速电场对电子做功有，电子获得的速度为，进入磁场后粒子做圆周运动，轨迹半径，可知增大加速电压，轨迹半径增大，而磁场宽度是d固定的，设粒子离开磁场时的轨迹圆心角为θ，则有d=rsinθ，可知增大加速电压，粒子的轨迹圆心角变小，那么粒子打在靶上的位置会右移，故B错；C．根据图示可知电子的洛伦兹力向下，根据左手定则，可知偏转磁场的方向是垂直纸面向向里，故C对；D．增大偏转磁场的磁感应强度可知偏转半径变小，则粒子的轨迹圆心角变大，那么，那么粒子打在靶上的位置会左移，故D对。第II卷注意事项：1.请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上2.本卷共5题，共60分。三、填空题(每题6分，共12分)9．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验时接通电源，质量为m2的重物从高处由静止释放，质量为m1的重物拖着纸带打出一系列的点，图乙是实验中打出的一条纸带，A是打下的第1个点，量出计数点E、F、G到A点距离分别为d1、d2、d3，每相邻两计数点的计时间隔为T，当地重力加速度为g。(以下所求物理量均用已知符号表达)(1)在打点A～F的过程中，系统动能的增加量ΔEk＝__________，系统重力势能的减少量ΔEp＝__________________________，比较ΔEk、ΔEp大小即可验证机械能守恒定律。(2)某同学根据纸带算出各计数点速度，并作出eq\f(v2,2)­d图像如图丙所示，若图线的斜率k＝__________________，即可验证机械能守恒定律。答案：(1)eq\f(m1＋m2d3－d12,8T2) (m2－m1)gd2(2)eq\f(m2－m1,m1＋m2)g解析：本题考查机械能守恒验证实验的原理与变形(1)由于每相邻两计数点的计时间隔为T，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点F的瞬时速度：vF＝eq\f(d3－d1,2T)。在A～F过程中系统动能的增量ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)vF2＝eq\f(m1＋m2d3－d12,8T2)，系统重力势能的减小量为ΔEp＝(m2－m1)gd2。(2)本题中根据机械能守恒可知，(m2－m1)gd＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2即有：eq\f(v2,2)＝eq\f(m2－m1,m1＋m2)gd，所以eq\f(v2,2)­d图像的斜率k＝eq\f(m2－m1,m1＋m2)g。10．某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电