天津市2023届高三下学期考前适应性模拟物理试卷(含答案)

这是一份天津市2023届高三下学期考前适应性模拟物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变.铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是( )
A.X的质量数为146，Y的电荷数为90
B.的比结合能小于的比结合能
C.裂变过程温度升高，铀235的半衰期会变小
D.反应堆中镉棒（吸收中子）插入深一些将会加快核反应速度
2．热力学循环是指工作物质经过一系列状态的变化后回到它的初始状态这种周而复始的全过程，我们将一定质量的理想气体热力学循环简化后如图所示，且，下列说法正确的是( )
A.从A到C过程中气体向外界放热
B.从C到A过程中气体对外界做功
C.从A到C过程中气体分子热运动的平均速率先变大后变小
D.从A到最终回到A的循环过程中气体与外界热量交换为0
3．一水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，截面如图所示。由红光与绿光组成的复色光从P点射向圆心O后分成a、b两束光，则( )
A.a中只有绿光
B.b中只有红光
C.红光光子的动量比绿光光子的大
D.红光从P点传播到O点的时间比绿光的长
4．某同学通过分析漂浮在水面的传感器数据，研究海面上波浪的传播规律。根据传感器反馈的数据：水面波正平稳地以的速率向着海滩传播，但传感器并不向海滩靠近，从第1个波峰到第10个波峰通过传感器的时间间隔为15秒。下列说法正确的是( )
A.海水表面的波浪属于纵波
B.该水面波的频率为
C.该水面波的波长为6m
D.在没有其他外力的作用下，漂浮在海面的传感器可能跟随波浪被冲至岸边
5．2023年2月18日，首届中国（海南）东坡文化旅游大会开幕式在海口举行。开幕式上悬挂了许多大红灯笼。如图所示，重力为G的灯笼用细绳悬挂，在水平风力F的作用下偏离竖直方向一定的角度，并保持静止，此时细绳对灯笼的拉力为，则( )
A.
B.F与的合力与G相同
C.若F增大，灯笼重新平衡时，则也增大
D.若F增大，灯笼重新平衡时，则F与的合力也增大
二、多选题
6．“坟场轨道”指的是距地球36800km以上的轨道，为了避免产生太空垃圾，科技人员启动离轨系统，失效的卫星能依靠剩余的能量，自动进入“坟场轨道”，也叫离轨“冰冻”：还有一种处理失效的卫星的方式叫“火葬”，让低轨失效的卫星进入大气层燃烧殆尽，如图所示的是人造地球卫星的几种圆轨道，其中轨道III是地球同步卫星轨道（距地面的高度约为35000km，下列说法正确的是( )
A.轨道II、III都属于“坟场轨道”
B.卫星稳定运行时，轨道II上卫星线速度大小大于轨道III上卫星线速度大小
C.“坟场轨道”上卫星的机械能一定大于地球同步卫星的机械能
D.轨道II上卫星的角速度与线速度的乘积一定大于轨道III上卫星的角速度与线速度的乘积
7．自行车的发电花鼓可以在骑行时为车灯提供不超过额定值的电能，其原理简化为图（甲）所示，图中N、S是与摩擦小轮同轴转动的一对磁极，磁极周围固定一个与理想变压器原线圈相连的矩形线框，变压器的输出端与车灯相连。匀速骑行时，摩擦小轮在车轮的驱动下带动磁极旋转，变压器输出正弦式交流电。某辆装有发电花鼓的自行车的部分结构如图（乙）所示，其中大齿轮与踏板相连，半径较小的小齿轮1和半径较大的小齿轮2与后轮同轴固定，骑行者可调节变速器使链条挂在不同的小齿轮上，骑行时摩擦小轮与车轮、车轮与地面均不打滑。下列说法正确的是( )
A.车行速度越快，车灯一定越亮
B.车行速度越快，交流电的周期一定越大
C.同样的车行速度，链条挂在小齿轮1上和挂在小齿轮2上，灯泡亮度相同
D.同样的车行速度，变压器的原线圈匝数越多，车灯越亮
8．滑板运动备受青少年的青睐，其中一个动作为人越过横杆，滑板从横杆底下穿过，人手撑横杆时对横杆施加的力竖直向下，如图所示。忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力作用，下列说法正确的是( )
A.人越过横杆过程处于完全失重状态
B.人手撑横杆过程，横杆对人不做功
C.从开始起跳到脱离滑板瞬间，人与滑板构成的系统机械能增加
D.从开始起跳到脱离滑板瞬间，人与滑板构成的系统动量守恒
三、实验题
9．某实验小组用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，光电门1、2与数字计时器相连并固定在气垫导轨上，两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、。
（1）在调节装置时，启动充气机，经过调整后，将滑块A轻放在气垫导轨上任何位置都能_______，则气垫导轨已调至水平。
（2）本实验_______（“需要”或“不需要”）测量遮光条的宽度。
（3）两滑块A、B从光电门1、2的外侧匀速相向运动，在两光电门中间发生碰撞，运动到气垫导轨一端时立刻被锁定。实验中光电门1记录挡光时间为，光电门2记录三次挡光时间依次为、、。已知两滑块上的遮光片宽度相同，若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为______（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。
10．在“测定电池的电动势和内阻”的实验课上，小明、小华和小阳三人利用铜片、锌片、马铃薯制作了水果电池，铜片为电源的正极，锌片为电源的负极。经查阅资料，水果电池的内阻与选用的水果、两电极之间的距离及电极面积大小有关，一般在几百至几千欧姆之间。
（1）为了估测水果电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，如图甲所示，组内三位同学的操作如下，你认为正确的操作是_____。
A.小明选择直流电压挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量电动势
B.小华选择欧姆挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻
C.小阳选择欧姆挡合适的倍率，然后将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零，最后直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻
（2）小组拟用“伏安法”测定水果电池的电动势和内阻，选择实验电路图时，出现了不同意见，小明和小华认为应选择图乙，小阳认为应选择图丙，经过讨论，得到了一致意见。你认为应选择_________。（填“图乙”或“图丙”）
（3）他们又用“伏安法”选择合适的电路测定了干电池的电动势和内阻，得到几组数据，作出图线如图丁，已知选用电压表：量程0~3V，内阻约5000Ω，电流表：量程0~0.6A，内阻0.1Ω。根据图线求出干电池的电动势_______V，电池的内阻_______Ω（计算结果保留两位小数），测得的电池内阻阻值________。（填偏大、偏小或无系统误差）
四、计算题
11．某游乐场有个“投篮”活动项目，可简化为如下过程。光滑的平直轨道上有一辆质量为的小车，以的速度匀速向右运动，小车下方用较长的轻绳竖直悬挂着一个质量的球筐，随小车一起运动。轨道下方有一个投球点A，与球筐的竖直高度，在小车运动的竖直面内，某时刻一玩家将质量的游戏球以与水平方向成角的速度斜向上抛出，恰好水平击中并落入球筐中，然后和球筐一起摆动，如图所示，重力加速度取，球筐和球均可视为质点，轨道足够长，空气阻力不计，求：
(1)球筐摆动的最大高度；
(2)轨道上小车的最大速度。
12．半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，其简化模型如图所示，控制器主要由平行金属板电容器和相互靠近的两个电磁线圈构成（忽略边缘效应）。加上电压后，两金属板A、B间形成匀强电场；通电流后，两电磁线圈间形成圆柱形匀强磁场：匀强电场与匀强磁场（柱形）的中轴线垂直相交，磁场横截面圆的半径为，极板A、B长为，间距为d。标靶是圆形的薄单晶硅晶圆，晶圆面与匀强电场的中轴线垂直，与匀强电场中心和柱形匀强磁场中轴线的距离分别为和。大量电量为，质量为m的离子，以速度沿电场的中轴线飞入电场；当，且电磁线圈中的电流也为零时，离子恰好打到晶圆中心O点.不计离子所受重力。求：
(1)当，且电磁线圈中的电流为零时，离子离开金属板后到达晶圆所在平面的时间以及离子刚好离开金属板时的竖直偏移量的大小；
(2)当时，要使离子都能打到半径为的晶圆上，线圈之间的匀强磁场的磁感应强度B的大小应满足的关系。
13．某种飞船的电磁缓冲装置结构简化图如图所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨NP、MQ。导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。绝缘缓冲底座上绕有n匝闭合矩形线圈，线圈总电阻为R，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，绝缘缓冲底座立即停下，船舱主体在磁场作用下减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。
(1)求绝缘缓冲底座的线圈中最大感应电流的大小
(2)若船舱主体向下移动距离H后速度减为v，此过程中缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？
参考答案
1．答案：B
解析：A.根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得X的质量数为144，Y的电荷数为90，故A错误；
B.由于不稳定，裂变时释放核能，所以的比结合能小于的比结合能，故B正确；
C.裂变过程温度升高，但铀235的半衰期会不变，故C错误；
D.由于镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，可以在反应堆中将镉棒插入深一些，让其多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，即减慢反应速度，故D错误。
故选B。
2．答案：C
解析：A.从A到C过程中，气体体积变大，对外界做功
由
可知，从A到C过程中气体吸热，故A错误；
B.由图可知，从，体积变小，外界对气体做功，故B错误；
C.由图可得温度先升高后降低，温度是平均动能标志，则从A到C过程中气体分子热运动的平均速率先变大后变小，故C正确；
D.全过程面积代表功的大小，合功为负，由
可知气体吸收热量，故D错误。
故选C。
3．答案：B
解析：AB.因红光的折射率小于绿光的折射率，由全反射的临界角公式可知，绿光的临界角小于红光的临界角，两束光在透明液体面上的入射角相等，可知绿光产生全反射，所以b中是单色光只有红光，红光没有产生全反射，因此a中不是只有绿光，还有红光，A错误，B正确；
C.由光子的动量公式可知，由于红光的波长比绿光的波长大，因此红光光子的动量比绿光光子的动量小，C错误；
D.由光在介质中的传播速度与折射率的关系公式可知，因红光的折射率小于绿光的折射率，因此红光的传播速度大于绿光的传播速度，则红光从P点传播到O点的时间比绿光的小，D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：A.波浪是海水质点在它的平衡位置附近产生的一种周期性的振动和能量传播的现象，题目中漂浮在水面的传感器记录的应该是海水表面波动的信息，是横波，故A错误；
B.根据题意，第1个波峰与第10个波峰中包含了9个完整波形，根据可得该波浪的频率为0.6Hz，故B正确；
C.由可知该水面波的波长为3m，故C错误；
D.横波的特点是质点只围绕平衡位置振动，不随波的传播方向运动，故无其他因素干扰，漂浮传感器只在海面上下浮动，故D错误。
故选B。
5．答案：C
解析：AB.灯笼受竖直向下的重力G、水平风力F和沿绳方向的拉力，如图所示
由于灯笼处于静止状态，F与的合力与G等大反向，大于G，故AB错误；
C.根据平衡条件，有
若F增大，灯笼重新平衡时，则也增大，故C正确；
D.若F增大，灯笼重新平衡时，则F与的合力仍然与重力G等大反向，则F与的合力不变，故D错误。
故选C。
6．答案：BD
解析：A.轨道II、III高度小于36800km，所以轨道II、III不属于“坟场轨道”，故A错误；
B.由得
可知卫星稳定运行时，轨道II上卫星线速度大小大于轨道III上卫星线速度大小。故B正确；
C.因为卫星质量未知，所以“坟场轨道”上卫星的机械能与地球同步卫星的机械能大小未知。故C错误；
D.由可得
可知轨道II上卫星的角速度一定大于轨道III上卫星的角速度，又由B项分析知轨道II上卫星线速度大小大于轨道III上卫星线速度大小，所以轨道II上卫星的角速度与线速度的乘积一定大于轨道III上卫星的角速度与线速度的乘积。故D正确。
故选BD。
7．答案：AC
解析：A.车速越快，线框磁通量变化率大，产生的感应电动势越大，所以车灯越亮，故A正确；
B.车速越快，磁铁转动越快，交流电周期越小，故B错误；
C.车速相同，磁铁转速相同，产生的感应电动势相同，所以灯泡亮度相同，故C正确；
D.由变压器原、副线圈电压与匝数关系可得
解得车灯电压为
所以原线圈匝数越大，车灯电压越小，灯泡越暗，故D错误。
故选AC。
8．答案：BC
解析：A.人越过横杆过程除了受重力之外还受横杆向上的支持力，加速度向下，处于失重状态，A错误；
B.人手撑横杆过程，横杆对人的作用力没有位移，故横杆对人不做功，B正确；
C.从开始起跳到脱离滑板瞬间，人的动能和重力势能都增加了，故人与滑板构成的系统机械能增加，C正确；
D.从开始起跳到脱离滑板瞬间，在竖直方向上人和滑板的所受合力不为零，故人与滑板构成的系统动量不守恒，D错误。
故选BC。
9．答案：（1）静止（2）不需要（3）
解析：
（1）将滑块轻放在气垫导轨上任何位置都能静止，表明气垫导轨已调至水平。
（2）（3）光电门2记录三次挡光时间依次为滑块B碰前向左通过光电门2、滑块B碰后向右通过光电门2和滑块A碰后向右通过光电门2的时间。设遮光片宽度为d，则滑块A、B碰前速度大小分别为，。滑块A、B碰后速度大小分别为，。由题意知系统总动量水平向右，根据动量守恒定律得，整理得，由上式知实验中不需要测量遮光条的宽度。
10．答案：（1）A（2）图丙（3）1.45；0.59；无系统误差
解析：（1）A.用多用电表估测电池电动势时，应选择直流电压挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量电动势，A正确；
BC.根据欧姆档的使用规则，因电池本身有电动势，所以不能用多用电表的欧姆挡直接测量电池的内阻，B错误，C错误。
故选A。
（2）图乙中，因水果电池的内阻较大，在几百至几千欧姆之间，与电压表的内阻相差不多，因此电压表的分流作用不可忽略，如果用图乙测量，则会增大实验误差；图丙中电流表的分压作用可忽略，用图丙电路测量误差较小，所以选择图丙电路。
（3）将电流表内阻与电源内阻等效为内阻r，由闭合电路的欧姆定律有
由图丁可得：
等效内阻
电池内阻
实验中已经考虑到了电流表内阻的影响，则该实验无系统误差。
11．答案：(1)(2)
解析：(1)球在空中飞行过程中利用逆向思维，球的运动是一个平抛运动。设球的水平速度大小为v，由平抛运动规律得
，
联立解得
球落入球筐过程，球和球筐组成的系统在水平方向动量守恒，则有
解得
摆动过程中，小车、球以及球筐整个系统水平方向动量守恒，设摆到最高点时系统的速度大小为，则有
解得
根据系统机械能守恒有
解得球筐摆动的最大高度为
(2)当球与球筐回到最低点时，小车速度最大，设此时车的速度及球与球筐的速度分别为和，根据系统水平方向动量守恒以及机械能守恒有
联立解得
即轨道上小车的最大速度为。
12．答案：(1)，(2)
解析：(1)离子在水平方向做匀速直线运动，故离子离开金属板后到达晶圆所在平面的时间
离子刚好离开金属板时的竖直偏移量
其中
联立以上四式，并结合
可解得
(2)当时，设晶圆半径为R，离子恰好打到晶圆边缘上时，如图
代入
得
在圆柱形匀强磁场区域
由图中几何关系
解得离子做匀速圆周运动的临界半径为
对应的临界磁感应强度大小为
能打到晶圆上，要求偏转半径比临界半径更大，磁感应强度大小满足
13．答案：(1)；(2)，
解析：(1)滑块刚接触地面时感应电动势最大
解得
(2)电量
其中
可得
设缓冲线圈产生的焦耳热为Q，由动能定理得
得