1、 试卷第 1 页,共 6 页 一、单选题一、单选题(每题每题 5 5 分分,共共 2 25 5 分分)1 2022 年的诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰阿斯佩、美国物理学家约翰克劳泽及奥地利物理学家安东蔡林格,以奖励他们在量子纠缠、验证违反贝尔不等式及2022024 4 天津卷天津卷4 4押题押题量子信息科学方面所作出的杰出贡献。量子化与我们的生活密不可分,下面关于量子化的概念,符合物理学史实且说法正确的是()A普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍 B爱因斯坦指出光本身就是由一个个不可分割的能量子组成,光在传播过程中表现为粒子性 C玻尔认为氢原子中的电子
2、轨道是量子化的,但原子的能量不是量子化的 D富兰克林油滴实验,证明电荷是量子化的 22020 年 11 月 28 日 20 时 58 分,“嫦娥五号”探测器经过约 112 小时奔月飞行,在距月面约 400 公里处成功实施 3000 牛发动机点火,约 17 分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断,“嫦娥五号”探测器近月制动正常,如图所示,由 M 点顺利进入环月椭圆轨道,绕月三圈后进行第二次近月变轨,进入环月圆轨道,下列关于“嫦娥五号”说法正确的是()A在轨道上的速度小于月球的第一宇宙速度 B在轨道的运行周期小于在轨道的运行周期 C在轨道上 F点的机械能大于轨道上 N 点的机械能 D在轨
3、道上 M 点的加速度小于轨道上 F点的加速度 3“张北的风点亮北京的灯”,中国外交部发言人赵立坚这一经典语言深刻体现了 2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目,把张北的风转化为清洁电力,并入冀北电网,再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为220V、额定功率为11W的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时,赛区的 LED 灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的4%,输电导线的等效电阻为=11。则下列说法正确的是()试卷第 2 页,共 6 页 A风力发电机的转速为50r/min
4、 B风力发电机1h内输出的电能为110kW h C降压变压器原、副线圈匝数比为25:1 D升压变压器副线圈输出的电压的最大值为5720V 4一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,波速为 4m/s。某时刻波形如图所示,下列说法正确的是()A此时 x=4m 处质点加速度最大 B这列波的振幅是 4cm C此时 x=8m 处质点沿 y轴正方向运动 D再经 3s,x=6m 处质点处于正向最大位移处 5如图,一定质量的理想气体从状态 a开始,经历过程、到达状态 e、对此气体,下列说法正确的是()A过程中气体的压强逐渐减小 B过程中外界对气体做功 C过程中气体从外界吸收了热量 D状态 c、d 的内能相等,d的
5、压强比 b 的压强小 二、多选题二、多选题(每题每题 5 5 分分,共共 1 15 5 分分)6在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上,则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向,如图所示。下列说法中正确的是()A图中光束是红光,光束是蓝光 B在光盘的透明介质层中,光束比光束传播速度慢 C若光束、先后通过同一双缝干涉装置,光束的条纹宽度比光束的窄 D光束比更容易发生明显衍射现象 试卷第 3 页,共 6 页 7如图,在匀强电场中有一虚线圆,和是圆的两条直径,其中与电场方向的夹角为60,=0.2m,与
6、电场方向平行,a、b 两点的电势差=20V。则()A电场强度的大小=200V/m Bb 点的电势比 d点的低5V C将电子从 c 点移到 d点,电场力做正功 D电子在 a 点的电势能大于在 c 点的电势能 8如图,正方形中 区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,区域内有方向平行的匀强电场(图中未画出)。一带电粒子从 d点沿方向射入磁场,随后经过的中点 e进入电场,接着从 b点射出电场不计粒子的重力。则()A粒子带正电 B电场的方向是由 b指向 c C粒子在 b点和 d点的动能之比为 5:1 D粒子在磁场、电场中运动的时间之比为:2 三、实验题三、实验题 9(6 分)利用如图所示的装置可以验证动
7、量守恒定律,即研究半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置 O。(1)为完成此实验,以下提供的测量工具中,必须使用的是_;A刻度尺 B天平 B打点计时器 D秒表(2)关于本实验,下列说法正确的是_;A同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放 试卷第 4 页,共 6 页 B入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 C轨道倾斜部分必须光滑 D轨道末端必须水平放置(3)实验时先让入射球多次从斜轨上位置 S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 P。然后,把被碰球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射球从斜轨上
8、位置 S 由静止释放,与被碰球相碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。不同小组的同学分别进行实验,所用的入射球质量均为被碰球质量的 2 倍,下列各组白纸上记录的小球落点位置结果,由于误差较大明显不符合动量守恒规律的是_;A B C D 10(6 分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,所采用的小灯泡的规格为“2.5V,0.3A”,实验时的电路图如图甲所示。某同学从实验室取出 A、B 两个材质相同的滑动变阻器,铭牌不清,从进货单中查知两个滑动变阻器的最大阻值一个为 10,另一个为 1000,观察发现 A 绕的导线粗而少,B 绕的导线细而多,则本实验应该选用_(填“A”或“B
9、”)在实验测量中,某次电压表示数如图乙所示,则其示数为_V;此时电流表的示数可能为图丙中的_(填写图丙中各表下方的代号)。试卷第 5 页,共 6 页 若实验得到另一小灯泡的伏安特性曲线(图像)如图丁所示。若将这个小灯泡接到电动势为 1.5V、内阻为 5 的电源两端,则小灯泡的工作电阻为_,小灯泡消耗的功率是_W。四、解答题四、解答题 11(14 分)如图所示,O点为固定转轴,把一个长度为=0.5m 的细绳上端固定在 O点,细绳下端系一个质量为=0.8kg 的小球,当小球处于静止状态时恰好与平台的右端 B 点接触,但无压力。一个质量为=2kg 的小物块从粗糙水平上的 A点,以一定的初速度0=6m
10、/s 开始运动,到 B 点时与小球发生正碰,碰撞后小球在绳的约束下在竖直面内做圆周运动,物块做平抛运动落在水平地面上的 C点。测得 B、C两点间的水平距离=0.4m,平台的高度=0.2m,已知小物块与平台间的动摩擦因数=0.5,重力加速度=10m/s2,求(1)碰撞后小物块 M 做平抛运动的初速度大小;(2)若碰后小球恰好能到达圆周运动的最高点 E,则 AB点距离 s为多少?12(16 分)如图为电子枪示意图,在的正下方距 a点为 d 处有一个靶 P。电子从静止开始经电场加速后,从 a点沿方向出射,进入一垂直纸面的匀强磁场(整个空间均有磁场),恰能击中靶 P。已知电子枪的加速电压为 U,电子电
11、荷量为 e、质量为 m,=,求:(1)磁场的方向和电子在磁场中运动速度的大小;(2)磁场的磁感应强度的大小。试卷第 6 页,共 6 页 13(18 分)如图甲所示,平行的金属导轨 MN 和 PQ 平行,间距 L=1.0m,与水平面之间的夹角=37,匀强磁场磁感应强度 B=2.0T,方向垂直于导轨平面向上,MP 间接有阻值=1.5的电阻,质量 m=0.5kg,电阻=0.5的金属杆 ab 垂直导轨放置,金属棒与导轨间的动摩擦因数为=0.2。现用恒力 F沿导轨平面向上拉金属杆 ab,使其由静止开始运动,当金属棒上滑的位移 s=3.8m 时达到稳定状态,对应过程的 v-t图像如图乙所示。取 g=10m
12、/s2,导轨足够长。求:(1)恒力 F的大小及金属杆的速度为 0.4m/s 时的加速度大小;(2)在 01s 时间内通过电阻 R的电荷量 q;(3)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态,金属杆上产生的焦耳热。答案第 1 页,共 9 页 参考答案参考答案 1A【详解】A普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍,A 正确;B光在传播过程中表现为波动性,B 错误;C玻尔认为氢原子中的电子轨道、能量都是量子化的,C 错误;D密立根油滴实验,证明电荷是量子化的,D 错误。故选 A。2A【详解】A根据人造卫星的线速度表达式,有 =可知,轨道的半径大于月球半径,所以其速度小于月球的
13、第一宇宙速度。故 A 正确;B根据人造卫星的周期表达式,有 =23 根据图中信息,可知在轨道的运行周期大于在轨道的运行周期。故 B 错误;C轨道进入环月圆轨道时,需要发电机制动,使之减速。故其机械能减小。即在轨道上 F 点的机械能小于轨道上 N点的机械能。故 C 错误;D根据加速度公式,有 =2,=可知,加速度与到月球的距离有关,故在轨道上 M 点的加速度等于轨道上 F点的加速度。故 D 错误。故选 A。3C【详解】A由图乙可知,交流电的频率为 =1=50Hz 因此风力发电机的转速=50r/s,故 A 错误;B1 万个额定功率为11W的 LED 灯正常工作时,电功率 答案第 2 页,共 9 页
14、 =11 104W=110kW 而输电线上损失的功率 =4%=4.4kW 所以风力发电机的功率为114.4kW,因此1h风力发电机输出的电能 =总=114.4 1kW h=114.4kW h 故 B 错误;C输电线路损失的功率=4.4kW,根据 =2=4.4kW 可得,输电线上电流为 3=20A 而通过降压变压器副线圈的电流 4=4=500A 因此降压变压器原、副线圈匝数比 34=4=251 故 C 正确;D输电线路损失的电压 =220V 根据 34=34 可得 3=5500V 所以升压变压器副线圈输出的电压有效值为5720V,最大值为57202,故 D 错误。故选 C。4D【详解】A由波形图
15、可知,此时 x=4m 处质点恰好处于平衡位置,速度最大,加速度为零,故 A 错误;B由波形图可知,最大位移为 2cm,即这列波的振幅是 2cm,故 B 错误;C由于波传播的过程是前面质点的振动带动后面质点的振动,此时 x=8m 处质点沿 y轴负 答案第 3 页,共 9 页 方向运动,故 C 错误;D根据 =由图可知波长=8m 可得周期 T=2s 因此再经3s=112,x=6m 处质点仍处于正向最大位移处,D 正确。故选 D。5D【详解】A.由理想气体状态方程=bb 可知,体积不变温度升高即 TbTa,则 pbpa,即过程中气体的压强逐渐增大,A 错误;B.由于过程中气体体积增大,所以过程中气体
16、对外做功,B 错误;C.过程中气体体积不变,对外做功为零,温度降低,内能减小,根据热力学第一定律,过程中气体放出热量,C 错误;D由于状态 c、d 的温度相等,根据理想气体的内能只与温度有关,可知状态 c、d 的内能相等;由理想气体状态方程 C 可得 TV 即 TV 图中的点与原点 O的连线的斜率正比于该点的压强,故状态 d的压强比状态 b 的压强小,D 正确;故选 D。6BC【详解】A由图可知介质对光的折射率比对光的折射率大,所以光的频率高于光的频率,故图中光束是蓝光,光束是红光,A 错误;答案第 4 页,共 9 页 B由=可知,折射率大,波速小,故在光盘的透明介质层中,光束比光束传播速度慢
17、,B 正确;C由=可知,通过同一双缝干射装置,波长短,条纹间距窄。因为光的频率高于光的频率,故光的波长小于光的波长,即光束的条纹宽度比光束的窄,C 正确;D因为光的波长小于光的波长,所以光更容易发生衍射现象,D 错误。故选 BC。7AD【详解】A根据=cos60 可得电场强度的大小 =cos60=200.2 0.5V/m=200V/m 选项 A 正确;B沿电场线电势逐渐降低,可知 b点的电势比 d 点的电势高,选项 B 错误;C将电子从 c 点移到 d点,因电子所受的电场力与位移反向,可知电场力做负功,选项 C错误;D 因 a点的电势低于 c点电势,则电子在 a 点的电势能大于在 c 点的电势
18、能,选项 D 正确。故选 AD。8BCD【详解】A根据粒子在磁场中受洛伦兹力而从 d点进 e 点出,由左手定则知带负电,则 A错误;B根据磁场中运动的对称性知 e 点的速度大小等于 v0,方向与 bd成 45,即水平向右,而电场线沿 bc 方向,则做类平抛运动,可知负粒子受的电场力向上,则电场由 b 指向 c,B 正确;C粒子从 d到 e 做匀速圆周运动,速度的大小不变,而 e 到 b 做类平抛运动,水平位移等于竖直位移,则到达 b点的竖直速度 vy=2v0 合速度为=50 则粒子在 b 点和 d 点的动能之比为 答案第 5 页,共 9 页 12(50)2:1202=5:1 选项 C 正确;D
19、设正方形边长为 L,由几何关系可知 磁=240=2240=40 电场中的水平分运动是匀速直线运动 电=20=20 故 磁电=2 则 D 正确。故选 BCD。9 AB#BA AD#DA AD#DA【详解】1)1要测量碰撞前后的动量,在质量要用天平测量,而速度是用水平位移代替,刻度尺也是必须的,故选 AB;(2)2AC同一组实验中,入射小球必须从同一位置释放,才能保证两次碰撞前的速度相同,轨道倾斜部分不必光滑,故 A 正确,C 错误;B为了避免入射球反弹,入射球的质量必须大于被碰小球的质量,故 B 错误;D轨道末端必须水平,才能使小球做平抛运动,故 D 正确;故选 AD;(3)3根据题意结合动量守
20、恒定律得出 2 =2 +整理得 2 2=即 2=结合图象可知,AD 明显不符合。故选 AD。10 A 2.00 B 10 0.1 答案第 6 页,共 9 页【详解】1本实验中滑动变阻器要接成分压电路,则应该选用阻值较小的,因为 A 绕的导线粗而少,则阻值较小,故选 A;2在实验测量中,某次电压表示数为 2.00V;灯泡正常工作时的电阻为 =2.50.3=253 此时通过灯泡的电流=2253A=0.24A 考虑到灯丝电阻阻值比正常工作时阻值小,即电流要略大于 0.24A,则可能为图丙中的 B。34在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线,即 U=E-Ir=1.5-5r 如图所示,由图可知,此
21、时电压约为 1.0V,电流为 0.1A,故电阻为 =10.1=10 小灯泡的功率为 P=UI=10.1=0.1W 11(1)2m/s;(2)2m【详解】(1)碰撞后小物块 M做平抛运动,在水平方向则有 =在竖直方向则有 =122 解得 =2m/s(2)小球在最高点 E时,重力恰好提供向心力,则有 答案第 7 页,共 9 页 =2 小球从 B 点到 E 点,由动能定理可得 2=122122 小物块与小球碰撞后,由动量守恒定律可得 =+小物块从 A点到与小球开始碰撞的运动中,由动能定理可得 =1221202 联立以上各式解得 =2m 12(1)垂直纸面向里,2;(2)2sin2【详解】(1)由左手
22、定则可知,磁场方向垂直纸面向里,电子在磁场中运动的速度 v 大小不变,根据动能定理可得 =122 解得 =2(2)如图所示为电子的运动轨迹 根据几何知识可得电子在磁场中的运动半径为 =2sin 根据牛顿运动定律得 =2 联立解得 答案第 8 页,共 9 页 =2sin2 13(1)=5.8N,=2.4m/s2;(2)=0.85C;(3)1.8375J【详解】(1)当金属棒匀速运动时,由平衡条件得 =cos37+sin37+安 其中 安=+=2N,=1m/s 解得 =5.8N 当金属杆的速度为0.4m/s时,安1=1=1+=0.8N 由牛顿第二定律有 cos37 sin37 安1=解得 =2.4m/s2 (2)在01s时间内,由动量定理得(cos37 sin37 2)=2 0 其中 =2,2=0.6m/s 解得 =0.85C (3)从金属棒开始运动到达稳定,由动能定理得(cos37 sin37)+安=122 0 又 =|安|=7.35J 所以解得=+=1.8375J