2023届天津市高三下学期最后一卷物理试题（含解析）

2023届天津市高三下学期最后一卷物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．从生活走向物理是学习物理的重要途径。下列说法正确的是（　　）

A．单晶体熔化过程中温度恒定不变，多晶体熔化过程中温度一直升高

B．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面分子间距离比液体内部分子间距离小

C．气体很容易被压缩，是因为气体分子之间存在引力

D．水和酒精混合后体积变小了，说明液体分子间存在空隙

2．与下图相关的说法正确的是（　　）

A．图甲：汤姆孙的气体放电管实验可估测电子的比荷

B．图乙：卢瑟福的粒子散射实验可估测原子的半径

C．图丙：康普顿认为光子与电子碰撞之后，动量减小、波长变短

D．图丁：玻尔理论可以解释所有物质发出的线状光谱

3．如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为220V的正弦交变电流，匝数为30的副线圈2与规格为“12V36W”的灯泡L1连接，副线圈3与规格为“18V54W”的灯泡L2连接，原线圈与额定电压为40V的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（　　）

A．原线圈1两端的电压为220V B．原线圈1的匝数为450

C．副线圈3的匝数为50 D．通过灯泡L的电流有效值为1A

4．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号输入计算机，形成B超图像。血管探头发送的简谐超声波图像如图所示，时刻波恰好传到质点M，时刻恰好传到质点N。下列说法正确的是（　　）

A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为

B．质点N开始振动的方向沿y轴负方向

C．质点M的振动方程为

D．时，质点M与质点N的位移大小相等、方向相反

5．电动打夯机可以帮助筑路工人压实路面，大大提高了工作效率。如图所示某电动打夯机的结构示意图，由偏心轮（飞轮和配重物组成）、电动机和底座三部分组成。电动机、飞轮和底座总质量为M，配重物质量为m，配重物的重心到轮轴的距离为r。重力加速度为g。在电动机带动下，偏心轮在竖直平面内匀速转动，皮带不打滑。当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面。下列判断正确的是（　　）

A．电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同 B．配重物转到最高点时，处于超重状态

C．偏心轮转动的角速度为 D．打夯机对地面压力的最大值为

二、多选题

6．下列关于物理思想方法的说法中正确的是（   ）

A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验用到了等效替代法

B．“探究加速度与力、质量的关系”实验用到了控制变量法

C．卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想

D．电场强度，速度，加速度，都是采用了比值定义法

7．近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约236个1TB硬盘的数据。目前正常的网速想要传输1TB硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）

A．光纤内芯的折射率比外套的小 B．光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变

C．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 D．内芯对这种激光的折射率

8．建造一条能通向太空的电梯（如图甲所示），是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能中被人们极为看重的一种性能，目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍，密度是其，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系，图线B表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于相对地面静止在不同高度的航天员，地面附近重力加速度g取，地球自转角速度，地球半径。下列说法正确的有（　　）

A．随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力减小

B．航天员在处的线速度等于第一宇宙速度

C．图中为地球同步卫星的轨道半径

D．电梯舱停在距地面高度为的站点时，舱内质量的航天员对水平地板的压力为零

三、实验题

9．某学习小组想测量常温下一段长度约为25cm的金属丝的电阻率，金属丝的电阻约为20Ω，实验室提供的器材如下，

A．螺旋测微器、刻度尺

B．直流电源E（电动势为3V）

C． 电流表A（量程100mA，内阻为1.2Ω）

D．电压表V（量程3.0V，内阻未知）

E．滑动变阻器（0-10Ω）

F．滑动变阻器（0-1000Ω）

G． 电阻箱R3（0~99.9Ω）

H．开关一只，导线若干

他们进行了以下操作

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d如图1所示，该金属丝的直径为___________mm；

（2）实验时为避免烧毁电流表A，他们将电流表A和电阻箱并联改装成量程为0.2A的电流表，则电阻箱的阻值应调整为________Ω；

（3）为方便操作，滑动变阻器应选择________（填器材前面的序号），用笔画线代替导线将图2中的电路补充完整________；

（4）改变接入电路中的金属丝长度l并用刻度尺测量，调节滑动变阻器的滑片至合适的位置，使电压表的示数恒为2.4V，读出对应电流表示数I，将l、I转换为国际单位制后作出图像如图3所示，已知图像的斜率7.2，计算可得金属丝的电阻率为________ Ω·m（结果保留2位有效数字）。

10．某同学用A、B，C三个弹簧测力计“验证力的平行四边形定则”。装置如图甲所示。将弹簧测力计A的一端固定在水平白纸上的P点，三个细线套、、共系于一个结点。另一端分别系于弹簧测力计A、B、C上，拉动B、C两个弹簧测力计。使结点与白纸上O点重合。这时细线套、垂直，弹簧测力A的示数如图甲所示。

（1）图甲中弹簧测力计A的示数为___________N；若弹簧测力计B的示数为。则当弹簧测力计C的示数约为___________N时，力的平行四边形定则得到验证。

（2）该同学利用作图法验证平行四边形定则，记录三个弹簧测力计的示数，同时在白纸上确定___________，作出的图如图乙所示，其中与测力计A对线套的拉力等大反向，如果在误差允许的范围内。___________，则力的平行四边形定则得到验证。

（3）实验时为减小误差，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号）

A．三个细线套应适当长一些

B．三个细线套应与白纸平面平行

C．三个测力计应该完全相同

D．三个测力计的示数越大越好

四、解答题

11．滑板运动是青少年喜欢的运动之一，某滑板运动场地如图所示，水平面与斜面和圆弧平滑连接，滑板爱好者站在滑板甲上由静止从A点滑下，同时另一完全相同的滑板乙从圆弧上的D点由静止释放．两滑板在水平面上互相靠近时，滑板爱好者跳到滑板乙上，并和滑板乙保持相对静止，此后两滑板沿同一方向运动且均恰好能到达D点，被站在D点的工作人员接收．已知斜面长，倾角为，圆心O与D点的连线与竖直方向的夹角，滑板质量，滑板爱好者的质量，不计空气阻力及滑板与轨道之间的摩擦，滑板爱好者与滑板均可视为质点，取。求：

（1）圆弧的半径；

（2）滑板乙在下滑过程中经过圆弧最低点时，对C点压力的大小。

12．如图所示，一个质量为m、足够长的光滑U形金属框架MNOP，位于光滑绝缘水平桌面上，NQ边电阻为R，平行导轨MN和PQ相距为L、电阻不计，空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。另有质量为2m、电阻不计的金属棒CD，垂直于MN放置在导轨上，并用一根绝缘细线系在固定点A。已知细线能承受的最大拉力为。现对U形框架施加水平向右的拉力F（大小未知），使其从静止开始向右加速运动。

（1）求细线断开时框架的瞬时速度v0大小及此时NQ两端的电压U；

（2）若在框架速度为时，撤去外力F，求框架以后运动的距离x；

（3）若在细线断开时，立即撤去拉力F，求此后运动过程中回路产生的总焦耳热Q。

13．如图所示，以圆柱底面中心O点为坐标原点建立空间直角坐标系O-xyz，另一底面中心点坐标为（0，0，l），圆柱底面半径为R。在圆柱区域内存在沿z轴正方向的匀强磁场。在磁场区域左侧有一矩形区域abcd，其中bc边在xOy平面内，ab边与z轴平行，矩形区域的尺寸和位置已在图中标出，区域内均匀分布一电子源，沿x轴正方向持续不断地发射出速率均为v0的电子，单位时间内发射的电子个数为N，从bc边射出的电子经过磁场偏转后均从M点射出，从ad边射出的电子经过磁场偏转后均从N点射出。在圆柱两底面的正下方有两块半径为R的半圆形平行金属收集板P和Q，圆心分别位于M点和N点。已知电子质量为m，元电荷为e，两板之间的电压UPQ忽略电子重力、电子间相互作用和电子收集后对电压UPQ的影响。求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）从c点射出的电子打到金属板上时的位置坐标；

（3）Q极板收集到电子区域的面积；

（4）若UPQ<0且大小可调，求Q板收集到的电子数n与UPQ的关系。

参考答案：

1．D

【详解】A．单晶体和多晶体熔化过程中温度都恒定不变，非晶体熔化过程中温度一直升高，A错误；

B．叶面上的小露珠呈球形就是由于液体液体表面分子间距离比液体内部分子间距离大，产生表面张力，使液体表面有收缩的趋势，从而呈现球形，B错误；

C．气体很容易被压缩，是因为气体分子间距很大，C错误；

D．水和酒精混合后体积变小了，说明液体分子间存在空隙，D正确。

故选D。

2．A

【详解】A．汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确阴极射线是电子，故A正确；

B．卢瑟福在用粒子轰击金箔的实验中发现大多粒子能穿透金箔，只有少量的粒子发生较大的偏转，提出原子核式结构学说，并能估测原子核的半径，故B错误；

C．康普顿认为光子与电子碰撞之后，动量减小、波长变长，故C错误；

D．玻尔理论只可以解释氢原子的光谱现象，故D错误。

故选A。

3．B

【详解】A．三个灯泡均正常发光，可知原线圈1两端的电压为

故A错误；

B．设原线圈1的匝数为，根据电压比等于匝数比可得

解得

故B正确；

C．设副线圈3的匝数为，根据电压比等于匝数比可得

解得

故C错误；

D．设通过灯泡1的电流有效值为，则有

解得

故D错误。

故选B。

4．D

【详解】A．根据题意可知，血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为

A错误；

B．在波的传播方向上，所有质点都在模仿波源，根据波动图像可知，质点M的起振方向为沿y轴正方向，所以质点N的起振方向也是沿y轴正方向，B错误；

C．根据时刻的波动图像可知，质点M的起振方向沿y轴正方向，图像可知，质点的振动振幅为

波长为

根据波长、波速和周期的关系，可知

质点M的振动方程为，C错误；

D．根据时刻的波动图像可知，质点M与质点N的平衡位置相差半个波长，所以两个质点的振动情况相差半个周期，两者的振动情况相反，因此在时，质点M与质点N的位移大小相等、方向相反，D正确。

故选D。

5．C

【详解】A．电动机轮轴与偏心轮转动属于同传送带传动，线速度相等，根据，可知角速度不相等，故A错误；

B．配重物转到最高点时，加速度向下，处于失重状态，故B错误；

C．当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面，则有

对配重物有

解得

故C正确；

D．在最低点，对配重物有

对打夯机有

解得

根据牛顿第三定律可知打夯机对地面压力的最大值为2，故D错误；

故选C。

6．ABC

【详解】A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验用到了等效替代法，即合力与分力的作用效果相同，故A正确；

B．“探究加速度与力、质量的关系”实验用到了控制变量法，即探究加速度与力的关系时，应保持质量不变，探究加速度与质量关系时，应保持力不变，故B正确；

C．卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想，故C正确；

D．电场强度，速度采用了比值定义法，而加速度为牛顿第二定律，是加速度的决定式，故D错误。

故选ABC。

7．BD

【详解】A．激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；

B．光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故B正确；

C．频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据

光在光纤中传播的速度越小，故C错误；

D．根据折射定律

根据全反射公式

联立解得

故D正确。

故选BD。

8．CD

【详解】ABC．电梯舱内的航天员始终与地球一起同轴转动，当r =R时电梯中的航天员受到万有引力和电梯的弹力

第一宇宙速度只有万有引力提供向心力，即上式中FN=0时匀速圆周运动的线速度，即

因此航天员在r=R处的线速度小于第一宇宙速度；当r增大时，航天员受到电梯舱的弹力FN减小，当r继续增大，直到引力产生的加速度和向心加速度相等时，即引力完全提供向心力做匀速圆周运动时，图中即为r0所示半径，有

当r继续增大，航天员受到电梯舱的弹力FN将反向增大，此时满足

所以随着r从小于r0到大于r0逐渐增大的过程中，航天员受到电梯舱的弹力先减小为零后反向增大，故AB错误，C正确。

D．此时引力完全提供向心力做匀速圆周运动，FN为零，则

又根据地表加速度

解得

即距离地面高度

故D正确。

故选CD。

9．     1.999/2.000/2.001     1.2     E         

【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规则可知金属丝的直径为2.000mm；

（2）[2]流经电阻箱的电流和流过电流表的电流相同，根据并联分流规律可知电阻箱的电阻应调整为1.2Ω；

（3）[3] [4]由于电压表的内阻未知，电流表的内阻已知，故应采用电流表的内接法，由于待测金属丝阻值较小，只能选择滑动变阻器，且采用分压接法；

（4）[5]根据欧姆定律和电阻定律可知

整理得

即

代入数据解得金属丝的电阻率

10．     2.90     2.00     三个力的方向或三个细线套的方向     F与大小相等，方向相同     AB

【详解】（1）[1][2]图甲中弹簧测力计A的示数为，弹簧测力计B的示数为，则当弹簧测力计C的示数约为

力的平行四边形定则得到验证。

（2）[3]记录三个弹簧测力计的示数，同时在白纸上确定三个力的方向；

[4]如果在误差允许的范围内，F与大小相等，方向相同，则力的平行四边形定则得到验证。

（3）[5]A．为了减少力的测量误差，三个细线套应适当长一些，A项正确；

B．拉线方向应与白纸平面平行，避免形成垂直白纸的分力，B正确；

C．三个测力计不一定要相同，C项错误；

D．三个测力计的示数适中，并不是越大越好，D项错误。

故选AB。

11．（1）；（2）

【详解】（1）对滑板爱好者及滑板甲，从A到B的过程中，由动能定理得

解得

系统动量守恒定律得

两滑板均恰能到达D点被工作人员接收，则

对滑板乙，从D点运动到C点的过程中，由动能定理得

解得

（2）在C点，由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律得，滑板乙对C点的压力大小

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）细线断开时

解得

NQ两端的电压

（2）若在框架速度为时，撤去外力F，则框架到停止运动过程中由动能定理

解得框架运动的距离

（3）若在细线断开时，立即撤去拉力F，则以后运动过程中，框架和金属杆系统动量守恒，达到共同速度时，由动量守恒定律和能量关系可知

13．（1）；（2）；（3）；（4）见解析

【详解】（1）由题可得，电子在磁场中运动的半径为R，则

解得

（2）如图所示为从b、c两点射出的电子的运动轨迹

由几何关系易得

电子在金属板间做类平抛运动，设从c点射出的电子打到金属板上的位置为，如图

有

解得

所以从c点射出的电子打到金属板上时的位置坐标为。

（3）由（2）同理可得，Q极板收集到电子区域为图中圆弧区域，其面积为

（4）当从b、c两点射出的电子恰好到达收集板边缘时，有

由（2）同理可得

①当时，有

②当时，假设矩形区域沿z轴坐标为z处射出的电子恰好到达收集板边缘，则有

Q板收集到的电子数

联立解得