2022-2023学年天津市南开区高三下学期质量检测（一）物理（word版）

天津市南开区2022－2023学年高三下学期一模

物理试题

一、单项选择题

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 光的干涉和衍射现象说明光不仅具有波动性，而且具有粒子性

B. 照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象

C. 无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更困难一些

D. 光纤通信依据的原理是光的折射，且内芯的折射率比外套的折射率大

2. 某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 气垫内的气体内能增加

B. 外界对气垫内的气体做负功

C. 气垫内的气体从外界吸收热量

D. 气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加

3. 如图所示是等量异种点电荷形成电场中的一些点，O是两电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）

A. B、O、C三点比较，O点场强最弱，B点电势最高

B. E、O、F三点比较，O点电势最高、场强最弱

C. A、D两点场强相同，电势相同

D. 正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力先做负功后做正功

4. 如图所示，地球赤道上空人造卫星先沿椭圆轨道运行，其近地点P到地球中心的距离为r，远地点Q到地球中心的距离为8r，该卫星在远地点Q处点火变轨进入地球同步轨道，成为一颗沿圆轨道运行的地球同步卫星。下列说法正确的是（   ）

A. 卫星在近地点和远地点的加速度之比为8：1

B. 卫星变轨前从P点运动到Q点的过程中，引力势能增加，机械能减少

C. 卫星在远地点Q处变轨瞬间速度变大

D. 卫星进入地球同步轨道后运行的速度大于在椭圆轨道P处的速度

5. 桔槔（gāo）是我国古代的一种取水机械。其原理如图所示，在竖直支架上安装一根可绕支点转动的长细杆，杆的一端固定磐石，另一端通过长竹悬挂水桶。取水时人借助自身重力向下拉动长竹，使水桶浸入水中；打满水后，人向上助力提起水桶，忽略桔槔各衔接处的阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 向下取水过程，桔槔系统的机械能守恒

B. 向下取水过程，人对桔槔系统做的功等于磐石增加的重力势能

C. 向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统机械能的改变量

D. 向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统的动能改变量

二、不定项选择题

6. 下列说法正确是（   ）

A. 质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量

B. 变为要经过4次α变，4次β变

C. 大量氢原子从n = 4的能级向低能级跃迁最多可辐射出6种不同频率的光子

D. 入射光波长越长，发生光电效应时从金属表面逸出的光电子最大初动能越大

7. 如图所示，波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，P是xP = 0.5m处的质点、Q是xQ = 1.1m处的质点，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则（   ）

A. 该波的波速等于2m/s

B. 波源开始振动的方向沿y轴负方向

C. 在t = 0.7s时Q点速度等于零

D. Q点振动方向和P点始终相反

8. 如图甲所示的电路中，两端输入电压峰值一定的正弦式交流电，电压瞬时值随时间变化的图象如图乙所示，初始时开关S接闭合，则（　　）

A. 电压表的示数是311 V

B. 通过的是频率为50 Hz的交流电

C. 若只将断开，则通过的电流增加，通过r的电流减小

D. 若只将S由a拨到两端的输入功率变大

三.非选择题

9. 某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。

（1）关于该实验，下列说法正确的是______ 。

A．实验前应将注射器的空气完全排出

B．实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换

C．无需测出封闭气体的质量

D．推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定。

（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为______（选填“<”“＝”或“>”）。

（3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出______（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条______，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

10. 某仓库通过图示装置把货物运送到二楼，AB为水平传送带，CD为倾角、长s=3m倾斜轨道，AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接，DE为半径r=0.4m的光滑圆弧轨道，CD与DE在D点相切，OE为竖直半径，FG为二楼仓库地面（足够长且与E点在同一高度），所有轨道在同一竖直平面内。当传送带以恒定速率v=12m/s顺时针运行时，把一质量m=50kg的货物（可视为质点）由静止放入传送带的A端，货物恰好能滑入二楼仓库，已知货物与传送带、倾斜轨道的动摩擦因数均为，，，。求：

（1）货物运动到传送带B端时速度的大小；

（2）传送带A、B端距离x；

（3）传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能E。

11. 如图所示，足够长且电阻不计的平行光滑金属导轨MN、OQ倾斜固定，与水平面夹角为，导轨间距为L，O、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆CD垂直于导轨放置，与金属导轨形成闭合电路，其接入电路部分的电阻也为R，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。开始时电键S断开并由静止释放金属杆，当金属杆运动一段时间后闭合电键S，闭合瞬间金属杆的速度大小为，加速度大小为，方向沿导轨向上。闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，通过电阻R的电荷量为q。金属杆运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g为重力加速度。求：

（1）磁场磁感应强度B的大小和金属杆加速度为零时速度的大小；

（2）闭合电键至金属杆加速度为零的过程金属杆通过的位移x的大小和电阻R上产生的焦耳热Q。

12. 如图甲所示为离子推进器，由离子源、间距为d的平行栅电极C、D和边长为L的立方体空间构成，工作原理简化为如图乙所示。氙离子从离子源飘移过栅电极C（速度大小可忽略不计），在栅电极C、D之间施加垂直于电极、场强为E的匀强电场，氙离子在电场中加速并从栅电极D喷出，在加速氙离子的过程中飞船获得推力。离子推进器处于真空环境中，不计氙离子间的相互作用及重力影响，氙离子的质量为m、电荷量为q，推进器的总质量为M。若该离子推进器固定在地面上进行实验。

（1）求氙离子从栅电极D喷出时速度的大小；

（2）在栅电极D的右侧立方体空间加垂直向里的匀强磁场，从栅电极C中央射入的氙离子加速后经栅电板D的中央O点进入磁场，恰好打在立方体的棱EF的中点Q上。求所加磁场磁感应强度B的大小。

（3）若该离子推进器在静止悬浮状态下进行实验，撤去离子推进器中的磁场，调整栅电极间的电场，推进器在开始的一段极短时间内喷射出N个氙离子以水平速度v通过栅电极D，该过程中离子和推进器获得的总动能占推进器提供能量的倍，推进器的总质量可视为保持不变，推进器的总功率为P，求推进器获得的平均推力F的大小。

13. 在“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验中，有电压表V（量程为3V和15V），电流表A（量程为0.6A和3A），滑动变阻器R（0~10Ω）。

①为了更准确地测出电源电动势和内电阻，电压表量程应选用 ______ （填“3V”或“15V”），电流表的量程应选用 ______ （填“0.6A”或“3A”），选择的实验电路是上图中的 ______ （填“甲”或“乙”）。

②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的图线，由图可得该电源电动势______ V，内电阻______ Ω（结果保留三位有效数字）

天津市南开区2022－2023学年高三下学期一模物理试题

1-5BDACC

二、不定项选择题

6.【答案】BC

7.【答案】ABD

8.【答案】BCD

三.非选择题

9.

【答案】    ①. C    ②. >    ③.     ④. 过原点的倾斜直线

10. 某仓库通过图示装置把货物运送到二楼，AB为水平传送带，CD为倾角、长s=3m倾斜轨道，AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接，DE为半径r=0.4m的光滑圆弧轨道，CD与DE在D点相切，OE为竖直半径，FG为二楼仓库地面（足够长且与E点在同一高度），所有轨道在同一竖直平面内。当传送带以恒定速率v=12m/s顺时针运行时，把一质量m=50kg的货物（可视为质点）由静止放入传送带的A端，货物恰好能滑入二楼仓库，已知货物与传送带、倾斜轨道的动摩擦因数均为，，，。求：

（1）货物运动到传送带B端时速度的大小；

（2）传送带A、B端的距离x；

（3）传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能E。

【答案】（1）8m/s；（2）16m；（3）3200J

【解析】

【详解】（1）货物恰好能滑入二楼仓库，则货物E点有

解得

货物从C到E 有

解得

（2）对货物分析有

解得

根据上述

解得

（3）根据

解得

传送带位移

则传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能

解得

11. 如图所示，足够长且电阻不计的平行光滑金属导轨MN、OQ倾斜固定，与水平面夹角为，导轨间距为L，O、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆CD垂直于导轨放置，与金属导轨形成闭合电路，其接入电路部分的电阻也为R，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。开始时电键S断开并由静止释放金属杆，当金属杆运动一段时间后闭合电键S，闭合瞬间金属杆的速度大小为，加速度大小为，方向沿导轨向上。闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，通过电阻R的电荷量为q。金属杆运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g为重力加速度。求：

（1）磁场磁感应强度B的大小和金属杆加速度为零时速度的大小；

（2）闭合电键至金属杆加速度为零的过程金属杆通过的位移x的大小和电阻R上产生的焦耳热Q。

【答案】（1），；（2），

【解析】

【详解】（1）闭合电键瞬间金属杆的速度大小为，则其产生的电动势大小为

此时回路中电流大小为

金属杆CD受到的安培力大小为

安培力方向沿斜面向上。

此时金属杆加速度大小为，方向沿导轨向上，对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有

解得

进而解得

设金属杆加速度为零时，所受安培力大小为，对金属杆受力分析有

同时可知

所以

（2）设从闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，经过的时间为t，则回路中的平均电动势大小为

回路中平均电流大小为

此过程中，通过电阻R的电荷量为q，则有

解得

金属杆与外电阻具有相同的阻值，此过程中金属杆上和电阻R上产生的焦耳热相等，根据能量守恒，有

解得

12. 如图甲所示为离子推进器，由离子源、间距为d的平行栅电极C、D和边长为L的立方体空间构成，工作原理简化为如图乙所示。氙离子从离子源飘移过栅电极C（速度大小可忽略不计），在栅电极C、D之间施加垂直于电极、场强为E的匀强电场，氙离子在电场中加速并从栅电极D喷出，在加速氙离子的过程中飞船获得推力。离子推进器处于真空环境中，不计氙离子间的相互作用及重力影响，氙离子的质量为m、电荷量为q，推进器的总质量为M。若该离子推进器固定在地面上进行实验。

（1）求氙离子从栅电极D喷出时速度的大小；

（2）在栅电极D的右侧立方体空间加垂直向里的匀强磁场，从栅电极C中央射入的氙离子加速后经栅电板D的中央O点进入磁场，恰好打在立方体的棱EF的中点Q上。求所加磁场磁感应强度B的大小。

（3）若该离子推进器在静止悬浮状态下进行实验，撤去离子推进器中的磁场，调整栅电极间的电场，推进器在开始的一段极短时间内喷射出N个氙离子以水平速度v通过栅电极D，该过程中离子和推进器获得的总动能占推进器提供能量的倍，推进器的总质量可视为保持不变，推进器的总功率为P，求推进器获得的平均推力F的大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）氙离子从栅电极D喷出过程有

解得

（2）对经栅电板D的中央O点进入磁场，根据几何关系有

解得

在磁场中有

解得

（3）根据动量守恒定律有

根据能量守恒定律有

对喷射出N个氙离子，根据动量定理有

根据牛顿第三定律有

解得

13. 在“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验中，有电压表V（量程为3V和15V），电流表A（量程为0.6A和3A），滑动变阻器R（0~10Ω）。

①为了更准确地测出电源电动势和内电阻，电压表的量程应选用 ______ （填“3V”或“15V”），电流表的量程应选用 ______ （填“0.6A”或“3A”），选择的实验电路是上图中的 ______ （填“甲”或“乙”）。

②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的图线，由图可得该电源电动势______ V，内电阻______ Ω（结果保留三位有效数字）

③采用①中所选电路测量时，由于 ______ （填“电流表分压”或“电压表分流”），造成的误差情况是干电池电动势的测量值 ______ 真实值，干电池内阻的测量值 ______ 真实值（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】    ①. 3    ②. 0.6    ③. 甲    ④. 1.50    ⑤. 1.00    ⑥. 电压表分流    ⑦. 小于    ⑧. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]电源（一节干电池）电动势大约为1.5V，电压表选择3V量程。

[2]使用电流表测量电路中电流时，应尽量让指针偏转到刻度盘三分之二左右测量较准确，电路中最大电流约0.5A，所以最适合的电流表应该选择0.6A量程。

[3]由于电源内阻较小，电流表分压误差较大，为减小实验误差，选择甲图电路。

（2）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可得

所以图线斜率的绝对值为电源内阻，纵截距为电源电动势，由图丙可知

（3）[7][8]采用①中所选电路测量时，电流表内接，电压表有分流作用，电流测量值小于真实值，实验测出的电动势小于真实值，即是

由于电压表分流作用，电压值越大，电压表分流越多，对应电流真实值与测量值差值越大，如图