2024屆天津市新四區(qū)示范校高考物理試題

2024屆天津市新四區(qū)示范校高考物理試題

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。

2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5亳米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。

3.請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。

4.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。

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、一定質量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行丁軸的直線變化到狀態(tài)凡然后沿過原點的直線由狀態(tài)乃變化到狀態(tài)C,p-

丁圖像如圖所示，關于該理想氣體在狀態(tài)A、狀態(tài)8和狀態(tài)。時的體積匕、VB.Vc的關系正確的是（）

A.匕=%=%

B.V-

C.匕

D.匕＜%＜勿

2、一理想自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈，通過滑動觸頭取該線圈

的一部分，接在c、d間作為副線圈，囿線圈兩端連有一電阻R.在a、b間輸入電壓為Ui的交變電壓時，c、d間的電

壓為U2,在將滑動觸頭從圖中M點逆時針旋轉到N點的過程中

A.5有可能大于UiB.5、U2均增大

C.Ui不變、5增大D.a、b間輸入功率不變

E

3、已知氫原子的基態(tài)能量為激發(fā)態(tài)能量為E產(chǎn)一h其中〃=2,3,4……己知普朗克常量為心電子的質量為小。

n~

巴爾末線系是氫原子從/i>3的各個能級躍遷至〃=2能級時輻射光的譜線，則下列說法中正確的是（）

n￡/cV

x0

5........................-0.54

4-0.85

3------------------------------1.51

2-3.40

1-13.60

A.巴爾末線系中波長最長的譜線對應光子的能量為3.40eV

B.氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動能減小，原子的電勢能增大，動能和電勢能之和不變

C.基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為卜的光子被電離后，電子速度大小為?（/二+目）

Vm

D.一個處于〃=4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時最多可輻射出6種不同頻率的光

4、如下圖所示，ab間接入u=200立sinlOOntV的交流電源，理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為2：1,Rt為熱敏電阻,

且在此時的環(huán)境溫度下R,=2C（溫度升高時其電阻減小），忽略保險絲L的電阻,電路中電表均為理想電表.電路正常

工作,則

A.電壓表的示數(shù)為100及V

B.保險絲的熔斷電流不小于25A

C.原副線圈交流電壓的頻率之比為2：1

D.若環(huán)境溫度升高，電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)減小，輸入功率不變

5、1905年愛因斯坦把普朗克的量子化概念進一步推廣，成功地解釋了光電效應現(xiàn)象，提出了光子說。下列給出的與

光電效應有關的四個圖像中，下列說法正確的是（）

A.圖甲中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針發(fā)生了偏轉，說明鋅板帶正電，驗電器帶負電

B.圖乙中，從光電流與電壓的關系圖像中可以得到：電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明遏止電壓和光的強

度有關

C.圖丙中，若電子電荷量用e表示，vp%、q已知，由"一口圖像可求得普朗克常量的表達式為--

V2-VI

D.圖丁中，由光電子最大初動能々與入射光頻率u的關系圖像可知，該金屬的逸出功為￡或〃%

6、4、月兩小車在同一直線上運動，它們運動的位移s隨時間，變化的關系如圖所示，已知A車的s“圖象為拋物線的

一部分，第7s末圖象處于最高點，B車的圖象為直線，則下列說法正確的是（）

A.A車的初速度為7m/s

B.A車的加速度大小為2m*

C.4車減速過程運動的位移大小為50m

D.10s天兩車相遇時，3車的速度較大

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、2018年7月27日將發(fā)生火星沖日現(xiàn)象，我國整夜可見，火星沖日是指火星、地球和太陽兒乎排列成一線，地球位

于太陽與火星之間此時火星被太陽照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于觀察.地球和火星繞太陽公轉的方向相

同，軌跡都可近似為團，火最公轉軌道半徑為地球的1.5倍，則（）

A.地球的公轉周期比火星的公轉周期小

B.地球的運行速度比火星的運行速度小

C.火星沖日現(xiàn)象每年都會出現(xiàn)

D.地球與火星的公轉周期之出為瓜：V27

8、關于簡諧運動，以下說法正確的是o

A.在彈簧振子做簡諧運動的回復力表達式尸=-"中，尸為振動物體所受的合外力，&為彈簧的勁度系數(shù)

B.物體的速度再次相同時，所經(jīng)歷的時間一定是一個周期

C.位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

D.水平彈簧振子在簡諧振動中動能和勢能的和是不變的

E.物體運動方向指向平衡位置時，速度的方向與位移的方向相反；背篤平衡位置時，速度方向與位移方向相同

9、如圖所示，光滑且足夠長的金屬導軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導軌間距力=0.20m,兩導軌的左端

之間連接的電阻R=0.40Q,導軌上停放一質量〃片0.10kg的金屬桿ab,位于兩導軌之間的金屬桿的電阻r=0.10C,導

軌的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應強度v=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下?，F(xiàn)用一水平外力下水平

向右拉金屬桿，使之由靜止開始運動，在整個運動過程中金屬桿始終與導軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U

隨時間，變化的關系如圖乙所示。則（）

A.Q5s時通過金屬桿的感應電流的大小為1A,方向由。指向力

B.U3s時金屬桿的速率為3m/s

C.U5s時外力尸的瞬時功率為0.5W

D.0?5s內通過K的電荷量為2.5C

10、如崔所示，小滑塊P、。通過輕質定滑輪和細線連接，0套在光滑水平桿上，P、。由靜止開始運動，產(chǎn)下降最大

高度為〃。不計一切摩擦，尸不會與桿碰撞，重力加速度大小為g。下面分析不正確的是（）

A.尸下落過程中，繩子拉力對。做功的功率一直增大

B.。的最大速度為向T

C.當產(chǎn)速度最大時，。的加速度為零

D.當尸速度最大時，水平桿給。的彈力等于2mg

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）在探究加速度與力、質量的關系的實驗中，某同學設計了如圖所示的實驗裝置，通過加減小車中祛碼改變

小車和秘碼的總質量M（含拉力傳感器），加減砂桶中砂子改變砂桶和砂子的總質量機，用拉力傳感器測出輕繩的拉

⑴用此裝置探究加速度與質量的關系時，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

⑵用此裝置探究加速度與力的關系時，（填“需要”或“不需要”）滿足Mi

⑶用此裝置探究加速度與質量的關系，保持小不變，且已平衡摩擦力，當小車和硅碼的總質量較小時，可能不滿足

的情況，此時加速度。與，7的關系圖像正確的是

12.（12分）為了測量一個電動勢約為6V~8V,內電阻小于30的電源，由于直流電壓表量程只有3V,需要將這只電

壓表通過連接一固定電阻（用電阻箱代替），改裝為量程9V的電壓表，然后再用伏安法測電源的電動勢和內電阻，以

下是他們的實驗操作過程:

⑴把電壓表量程擴大，實驗電路如圖甲所示，實驗步驟如下，完成填空。

第一步：按電路圖連接實物

第二步：把滑動變阻器滑動片移到最右端.把電阻箱阻值調到零

第三步：閉合電鍵，把滑動變阻器滑動片調到適當位置，使電壓表讀數(shù)為3.0V

第四步：把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數(shù)為Vo

第五步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯(lián)，撤去其它線路，即得量程為9V的電壓表

⑵以上實驗可供選擇的器材有：

A.電壓表（量程為3V,內阻約2kQ）

B.電流表（量程為3A,內阻約0.1。）

C.電阻箱（阻值范圍0?9999。）

D.電阻箱（阻值范圍。?999。）

E.滑動變阻器（阻值為0?20C,額定電流3A）

F.滑動變阻器（阻值為0?20g,額定電流0.2A）

電阻箱應選_______,滑動變阻器應選_______。

③用該擴大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），測電源電動勢￡和內電阻,，實驗電路如圖乙所示，得到多組電壓

表U和電流，的值，并作出U—/圖線如圖丙所示，可知電池的電動勢力-V,內電阻為_____C。（結果保留2位

有效數(shù)字）

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，內壁光滑的圓桶形導熱容器A內裝有足夠深的水銀，水銀與活塞間封閉有定質量的理想氣體，將

一長為"二45cm、上端封閉的導熱細玻璃管B通過長為/?=45cm的細桿固定在活塞下方，A的橫截面積遠大于B

的橫截面積。開始時細玻璃管B的開口端剛好未觸及水銀,封閉氣體的壓強相當于高度=80cm水銀柱產(chǎn)生的壓強。

現(xiàn)給活塞施加向下的外力，使活塞緩慢向下移動45cm。求最終細玻璃管B內氣柱的長度（環(huán)境溫度保持不變）。

14.（16分）如圖所示，一全反射棱鏡"CO,ZD=90）,BD=CDf后是30的中點，某單色光AE從E點射入棱鏡,

AE//BC,已知該色光在棱鏡中傳播的全反射臨界角為30。，8c邊長為I,光在真空中傳播的速度為c,求：

①在界面發(fā)生折射時折射角的正弦值：

②該色光從進入棱鏡到第一次射出棱鏡的時間。

15.（12分）如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌固定在豎直平面內，導軌間距為乙、足夠長且電阻忽略不計，條形勻

強磁場的寬度為d,磁感應強度大小為仄方向與導軌平面垂直。長度為2d的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝導線框

連接在一起組成裝置，總質量為，小置于導軌上。導體棒與金屬導軌總是處于接觸狀態(tài)，并在其中通以大小恒為/的

電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未畫出）。線框的邊長為d（d<L）,電阻為R,下邊與磁場區(qū)域上邊界重合。將裝置

由靜止釋放，導體棒恰好運動到磁場區(qū)域下邊界處返回，導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直，重力加速度為外

試求：

（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱0

⑵經(jīng)過足夠長時間后，線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離Xm。

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、B

【解題分析】

從4到B為等壓變化，根據(jù)上可知，隨著溫度的升高，體積增大，故

T

匕“

從8到C為坐標原點的直線，為等容變化，故

匕叫

所以

匕

故ACD錯誤，B正確。

故選B。

2、C

【解題分析】

A、根據(jù)變壓器的電壓關系有＞二’，由于〃2〈小，所以SVUI,故A錯誤.B、C、當滑動觸頭M順時針轉動時,

即〃2減小時，輸入電壓U1由發(fā)電機決定不變，電壓應該減小即降低，B錯誤、C正確.D、因負載不變,

故輸出功率減小，則變壓器的輸入功率變小，D錯誤.故選A.

【題目點撥】自耦變壓器的原理和普通的理想變壓器的原理是相同的，電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比，根據(jù)

基本的規(guī)律分析即可.

3、C

【解題分析】

A.巴爾末線系為躍遷到2能級的四種可見光，紅青藍紫（3-2、4-2、5-2、6-2）,則能級差最小的為紅光（3-2）,

其頻率最小，波長最長，對應的能量為

FFS

一一L=--E.=1.89eV

--94361

故A錯誤；

B.氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)需要吸收能量，則氫原子的總能量（動能和電勢能之和）變大，而電子的軌道半徑變

大，庫侖力做負功，則電勢能增大，躍遷后的庫侖力提供向心力

可得

故半徑變大后，電子的速度變小，電子的動能變小，故B錯誤；

C.基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為》的光子被電離，由能量守恒定律，有

〃吁（0-￡））=-/nv2

解得自由電子的速度為

故C正確；

D.一個處于，『4的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷，逐級向下輻射出的光子種類最多為（4-1）=3種，故D錯誤；

故選C。

4、B

【解題分析】

根據(jù)變壓器初次級的匝數(shù)比求解次級電壓有效值即為電壓表讀數(shù)；熔斷電流是指有效值；變壓器不改變交流電的頻率;

環(huán)境溫度升高，則熱敏電阻阻值減小，根據(jù)次級電壓不變進行動態(tài)分析.

【題目詳解】

ab端輸入電壓的有效值為200V,由于理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為2：1,可知次級電壓有效值為100V,即電壓表

的示數(shù)為100V,選項A錯誤；次級電流有效值為/2=(=WA=50A,則初級電流有效值/|=&，2=25A,則

保險絲的熔斷電流不小于25A,選項B正確；變壓器不改變交流電壓的頻率，原副線圈的交流電壓的頻率之比為1

：1,選項C錯誤；若環(huán)境溫度升高，聲電阻減小，但是由于次級電壓不變，則電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大，

次級功率變大，則變壓器的輸入功率變大，選項D錯誤；故選B.

【題目點撥】

要知道有效值的物理意義，知道電表的讀數(shù)都是有效值；要知道變壓器的原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，并會計算；

要會分析電路的動態(tài)變化，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情

況.

5、D

【解題分析】

A.圖甲中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針發(fā)生了偏轉，說明鋅板帶正電，驗電器也帶正電，選項A錯誤；

B.圖乙中，從光電流與電壓的關系圖像中可以得到：電壓相同時，光照越強，飽和光電流越大，但是遏止電壓和光

的強度無關，選項B錯誤；

C.根據(jù)=切一叫出功，則由圖像可得

LhU

k=—=]!—

e匕

解得

匕+匕

選項c錯誤；

D.圖丁中，根據(jù)&=/叱一嗎念出功，由光電子最大初動能心與入射光頻率u的關系圖像可知，該金屬的逸出功為E或

h%,選項D正確。

故選D。

6、B

【解題分析】

AB.A車做勻變速直線運動，設A車的初速度為%,加速度大小為。，由圖可知f=7s時，速度為零，由運動學公式

可得:

v7=v()-7a=0

根據(jù)圖象和運動學公式可知z=IOs時的位移為:

x10=40m-0=40m

1,

xw=v()t--aC=\0v()-50a

聯(lián)立解得〃=2m/s2,v0=14m/s,故選項B正確，A錯誤;

%+0,0+14

C.A車減速過程運動的位移大小為電=x7m=49m,故選項C錯誤;

22

D.位移時間圖象的斜率等于速度，10s末兩車相遇時B車的速度大小為:

Ar..

%=—=4m/s

A車的速度為：

vA=at=-6m/s

兩車的速度大小相等，故選項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、AD

【解題分析】

A.地球和火星繞太陽轉動，萬有引力提供向心力，〃24=絲”，得。=絲，火星的公轉軌道半徑大，加速度小，

廠r~

故A錯誤；

B.根據(jù)公式^=，"，可知火星的運行速度比地球小，故B錯誤；

CD、地球公轉周期為1年，而火星的周期大于1年，每個沖日周期內，地球比火星多轉一圈，所以不是每年出現(xiàn)火星

沖日現(xiàn)象，故C錯誤；

D.根據(jù)開普勒第三定律二二女，火星公轉軌道半徑為地球的1.5倍，所以地球與火星的公轉周期之比為真,故

T-V27

D正確.

故選D.

點睛：根據(jù)萬有引力提供向心力，分析地球和火星加速度、線速度之間的關系；根據(jù)地球公轉周期為1年，每個沖日

周期內，地球比火星多轉一圈，所以不是每年出現(xiàn)火星沖日現(xiàn)象，根據(jù)開普勒定律分析火星周期與地球周期的關系.

8、ADE

【解題分析】

A.簡諧運動的回復力表達式為尸=-依，對于彈簧振子而言，尸為振動物體所受的合外力，&為彈簧的勁度系數(shù)，故

A正確；

B.一個周期內有兩次速度大小和方向完全相同，故質點速度再次與零時刻速度相同時，時間可能為一個周期，也可

能小于一個周期，故B錯誤；

C.位移方向總跟加速度方向相反，而質點經(jīng)過同一位置，位移方向總是由平衡位置指向質點所在位置，而速度方向

兩種，可能與位移方向相同，也可能與位移方向相反，故C錯誤；

D.水平彈簧振子在簡諧振動時，只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，則動能和勢能的和是不變，故D正確；

E.回復力與位移方向相反，故加速度和位移方向相反；但速度可以與位移相同，也可以相反；物體運動方向指向平

衡位置時，速度的方向與位移的方向相反；背離平衡位置時，速度方向與位移方向相同；故E正確。

故選ADE。

9、BD

【解題分析】

A.由圖像可知，/=5.0s時，U=0.40V,此時電路中的電流（即通過金屬桿的電流）為

0.40

u_A=1A

040

用右手定則判斷出，此時電流的方向由力指向，，故A錯誤;

B.由圖可知，/=3s時，電壓表示數(shù)為

,o4

t/=—x3V=0.24V

5

則有

R

U'=E

R+r

得

廠+R0.1+0.4

E=U=x0.24V=0.3V

~R~0.4

由公式房山得

E0.3

m/s=3m/s

~BL0.50x0.20

故B正確;

C.金屬桿速度為v時，電壓表的示數(shù)應為

R

U=——BLv

R+r

由圖像可知，U與f成正比，由于￡、八B及L均與不變量，所以羽與，成正比，即金屬桿應沿水平方向向右做初速

度為零的勻加速直線運動，金屬桿運動的加速度為

V3c

a=-=-m/s~=lm/s-

t3

根據(jù)牛頓第二定律，在5.0s末時對金屬桿有

F-BIL-ma

得

F=BIL+ma=(0.50x1x0.20+().l()xl)N=0.20N

此時尸的瞬時功率為

p=Fv=/^r=0.2xlx5W=1.0W

故C錯誤;

D.U5.0s時間內金屬桿移動的位移為

1,1，

x=—af=—x.[x5~m=12.5m

22

通過K的電荷量為

A(DBLx0.5x0.2x12.5

q=----=-----=-------------C=2.5C

R+rR+r0.4+0.1

故D正確。

故選BD.

10、ACD

【解題分析】

A.Q下落過程中，繩子拉力始終對。做正功，。動能增大，當。在滑輪正下方時，。速度最大，拉力和速度垂直，拉

力功率為0,所以功率不可能一直增大，故A錯誤；

B.當。速度最大時，根據(jù)牽連速度，夕速度為零，尸、。為系統(tǒng)機械能守恒,

mgh,=—Iwv"。

所以Q的最大速度：

v=y/2gh

故B正確;

CD.P先加速后減速，當加速度為零時，速度最大，此時繩子拉力等于，咫，右側繩子與豎直方向夾角小于90。，。繼

續(xù)加速，對。受力分析知，水平桿給。的彈力不等于2mg,故CD錯誤。

本題選擇不正確答案，故選：ACDo

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、需要不需要D

【解題分析】

(1)[1].在探究“加速度與力、質量關系”的實驗中，用此裝置探究“加速度與質量”的關系時，需要平衡摩擦力，否則繩

子的拉力大小就不等于小車的合力；

(2)[2].用此裝置探究“加速度與力”的關系時，不需要滿足M>>,小因為繩子的拉力通過力傳感器來測量的；

(3)(31.用此裝置探究“加速度與質量”的關系，保持，〃不變，當小車和祛碼的總質量較小時，但仍不滿足的情

況時，雖然控制尸不變，但改變小車的質量過程中，繩子的拉力會明顯減小的，因此。與‘的圖象斜率減小，故ABC

M

錯誤，D正確。

12、1.0CE6.91.5

【解題分析】

把3V的直流電樂表接一電阻箱,改裝為量程為9V的電壓表時，將直流電壓表與電阻箱串聯(lián).整個作為一只電

壓表，據(jù)題分析，電阻箱阻值調到零，電壓表讀數(shù)為3V,則知把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數(shù)為

3

f/=-x3V=1.0V

9

(2)[2]由題，電壓表的量程為3V,內阻約為2k。，要改裝成9V的電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，所串聯(lián)的電阻

箱電阻應為

2"2kC-4kC

故電阻箱應選C；

⑶在分壓電路中，為方便調節(jié)，滑動變阻器選用阻值較小的，即選E；

(3)[4]由丙讀出，外電路斷路時，電壓表的電壓為

U=2.3V

則電源的電動勢為

E=2.3K3V=6.9V

[5]內阻為

23x3-1.5x3_、/

r=-----------------Q=1.5Q

1.6

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、20cm

【解題分析】

設A的橫截面積為B的橫截面積為S2,最終A內氣體的壓強相當于高度〃水銀柱產(chǎn)生的壓強，B內氣柱的長度

為工，A內氣體初狀態(tài)時的體積

%=23

末狀態(tài)時的體積

匕2=蛤

對A內氣體，根據(jù)玻意耳定律

PHO.匕1=PH'A?

B內氣體初狀態(tài)時的體積

。=hS2

末狀態(tài)時的體積

噎二碼

末狀態(tài)時的壓強

〃B2=PH+P\

對B內氣體，根據(jù)玻意耳定律

PHO'匕1=PB2*匕2

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，解得

x=20cm

14、①二；②一^——o

47c

【解題分析】

根據(jù)全反射臨界角，由公式sinC=，求出棱鏡的折射率，再根據(jù)折射定律求光線在87）界面發(fā)生折射時折射角的正弦

n

值，做出光在棱鏡中的傳播路徑，根據(jù)幾何關系求出光線在棱鏡內通過的路程，由□二￡求出光在棱鏡中傳播速度，