天津市河西区2023届高三物理二模试题（Word版附解析）

河西区2022-2023学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二）

物理试卷

本试卷共12题，共8页，共100分，考试时间60分钟，考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱。不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的.每小题5分，共25分）

1. 若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（    ）

A. 气体压强减小体积增大 B. 气体分子的平均速率增大

C. 气体分子的平均动能减小 D. 气体分子间的作用力增大

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则气体分子的平均动能不变，气体分子的平均速率不变；气体压强减小，根据玻意耳定律

可知气体体积增大，故A正确，BC错误；

D．气体分子间的距离比较大，分子间的作用力可忽略不计，故D错误。

故选A。

2. 如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（　　）

A. 沿路径a运动 B. 沿路径b运动

C. 沿路径c运动 D. 沿路径d运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由安培定则知，电流I在导线下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，电子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向下，则电子的轨迹必定向下弯曲，由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，故ABC错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）

A. 弹簧的最大弹力为μmg B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs

C. 弹簧的最大弹性势能为2μmgs D. 物块在A点的初速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体从静止向右运动时，弹力先大于摩擦力，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等时，即

时，速度最大，物体继续向右运动，弹簧继续伸长直到自然状态，所以弹簧的最大弹力大于，A错误；

B．整个过程中，物块所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，则物块克服摩擦力做的功为，B错误；

C．物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能

C错误；

D．设物块在A点的初速度为，对整个过程，利用动能定理得

可得

D正确。

故选D。

4. 图为某人在医院做的心电图的一部分，已知他当时心率为60次/min，且图中每小格宽1mm，则心电图仪卷动纸带的速度约为（　　）

A. 10cm/min B. 30cm/min C. 50cm/min D. 70cm/min

【答案】C

【解析】

【详解】此人心跳周期为

由图可知，相邻峰值之间的距离约为8mm，心电图仪卷动纸带的速度约为

故选C。

5. 图为某多用电表的简化电路图，表头G电阻，满偏电流，滑动变阻器，定值电阻，，电源电动势E，内阻可忽略。下列说法正确的是（    ）

A. 当选择开关接1时，测量的是电压

B. 当选择开关接2时，测量的是电阻

C. 当选择开关接3时，测量是电流

D. 测量时，电流是由A表笔流出，B表笔流入

【答案】B

【解析】

【详解】A．当选择开关接1时，表头和定值电阻并联，改装成了大量程的电流表，测量的是电流，故A错误；

B．当选择开关接2时，和内置电源相连，是欧姆表，测量的是电阻，故B正确；

C．当选择开关接3时，表头和定值电阻并联再和定值电阻串联，改装成了电压表，测量的是电压，故C错误；

D．A表笔接内置电源的负极，B表笔接内置电源的正极，所以测量时，电流是由A表笔流入，B表笔流出，故D错误；

故选B。

二、选择题（每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。每小题5分，全对的得5分，选不全得3分，选错或不答得0分，共15分）

6. 为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电，当高压到达用户端时再变为低压。若某变电站将电压的交流电降为220V供居民小区用电，则变电所变压器（    ）

A. 原、副线圈匝数比为

B. 副线圈中电流的频率是100Hz

C. 相同材质的副线圈的导线比原线圈的要粗

D. 输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由

得变电所变压器原线圈的电压有效值

变电所变压器原、副线圈匝数比

A正确；

B．由

得圆频率

副线圈中电流的频率那个原线圈的电流频率

B错误；

C．由理想变压器原副线圈的功率相等

降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的电流，为了使线圈放出的热量尽量少，则副线圈导线的电阻应小于原线圈导线的电阻，则副线圈导线应比原线圈导线粗，C正确；

D．副线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和，而原、副线圈中的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，D错误。

故选AC。

7. 我国在研究原子物理领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列说法正确的是（  ）

A. 查德威克发现中子的核反应方程为，这是个聚变反应

B. 原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的

C. 光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量

D. 氢原子的部分能级结构如图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射钾板（逸出功为2.25eV），钾板表面所发出的光电子的最大初动能为10.5eV

【答案】CD

【解析】

【详解】A．查德威克用粒子轰击铍核发现了中子，核反应方程为

属于原子核的人工转变，故A错误；

B．原子核发生β衰变时，产生的β射线本质是高速电子流，其本质是原子核内一个中子变成一个质子和一个电子，电子被释放出来，故B错误；

C．光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量，故C正确；

D．能级跃迁到能级释放的光子的能量最大为

钾板表面所发出的光电子的最大初动能

故D正确。

故选CD

8. “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点O做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为，B星球的质量为，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（    ）

A. B星球的轨道半径为

B. A星球和B星球的线速度大小之比为

C. A星球运行的周期为

D. 若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零

【答案】BC

【解析】

【详解】A．设A星球轨道半径为R1，B星球轨道半径为R2，两星球运转角速度相同，由万有引力提供向心力可得

可得

又因为

解得两星球的轨道半径分别为

故A错误；

B．由线速度与角速度关系可得，A、B线速度大小与半径成正比，所以A、B线速度大小之比为，故B正确；

C．由上式可得

解得两星球运转周期

故C正确；

D．设质点质量为m，则A星球对质点引力为

B星球对质点引力为

则可知只有在两星球质量相等时，对质点合力为零，故D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷  非选择题（60分）

9. 用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为________（用字母、表示）；

（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是________（选填字母代号）；

A．将钢球换成塑料球

B．当摆球经过平衡位置时开始计时

C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放

D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g

（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是________（选填字母代号）；

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长

B．把摆线的长度记为摆长

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次

（4）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为（）（,）如图所示。由图可计算出重力加速度________。

【答案】    ①.     ②. B    ③. BC    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为

（2）[2]A．将钢球换成塑料球，会增加阻力的影响从而增加误差，选项A错误；

B．当摆球经过平衡位置时开始计时，可减小测定周期产生的误差，选项B正确；

C．单摆的摆角要小于5°，否则就不是简谐振动了，则把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放，会增加实验误差，选项C错误；

D．应该至少测量30次全振动的时间测量周期，用记录一次全振动的时间作为周期误差会较大，选项D错误。

故选B。

（3）[3]根据

可知

若测得的重力加速度g值偏小，则

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长，则L测量值偏大，则测得的g偏大，选项A错误；

B．把摆线的长度记为摆长，则L测量值偏小，则测得的g偏小，选项B正确；

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，则实际摆长变大，计算所用的摆长偏小，则测得的g偏小，选项C正确；

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次，则周期测量值偏小，则测得的g偏大，选项D错误；

故选BC。

（4）[4]若摆球重心在球心以上x处，则

解得

则图像的斜率为

解得

10. 某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据、绘制曲线尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：

电压表V，量程0~5V，内阻约5kΩ

电流表，量程0~500mA，内阻约0.5Ω

电流表，量程0~100mA，内阻约4Ω

滑动变阻器，最大阻值10Ω，额定电流2.0A

滑动变阻器，最大阻值100Ω，额定电流1.0A

直流电源E，电动势约6V，内阻可忽略不计

（1）上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选______（填写所选器材后的字母）。

（2）请将虚线框内题图甲所示的实验电路图用粗线补画完整。（        ）

（3）该同学通过实验得出了小灯泡图像如题图乙所示。由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐______（选填“增大”或“减小”）；当小灯泡上的电压为3.00V时，小灯泡的电阻是______Ω（结果保留2位有效数字）。

（4）该同学在获得了③中小灯泡的图像后，又把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上组成闭合回路。请你利用图像计算此时一只小灯泡的功率约为______W（结果保留2位有效数字）。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 增大    ⑤. 11    ⑥. 0.19

【解析】

【详解】（1）[1] [2] 小灯泡的额定电流为0.3A，则电流表选A1，为使小灯泡电压从零开始变化，应采用分压接法，则滑动变阻器选择总阻值较小的R1；

（2）[3] 小灯泡的电阻较小，远小于电压表内阻，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压接法，如图

（3）[4] 由图可知，随着电压的增加，电压与电流的比值增大，根据欧姆定律可知，小灯泡电阻增大；

 [5] 由图乙可知，当小灯泡上的电压为3.00V时，电流为0.28A，根据欧姆定律

电阻为11Ω；

（4）[6] 把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上，设灯泡的电压和电流分别为U和I，则根据闭合电路欧姆定律

将图像绘出，如下

图线交点即为此时灯泡的实际工作状态，则灯泡功率为

三、计算题：（48分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 如图所示，质量M=0.2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=0.1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度=4m/s，不计空气阻力，重力加速度g取。

（1）若锁定滑块，求小球通过最高点P时对轻杆的作用力F的大小和方向；

（2）若解除对滑块的锁定，求从小球开始运动至到达最高点过程中，滑块移动的距离x；

（3）若解除对滑块的锁定，求小球运动至最高点时的速度vm和此时滑块的速度vM。

【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3），

【解析】

【分析】

【详解】（1）设小球通过最高点时速度为，由动能定理有：

解得

在最高点时有

解得

方向竖直向下。

由牛顿第三定律可得，通过最高点时小球对杆的作用力大小为0.2N，方向竖直向上。

（2）设小球从开始运动到运动至最高点水平位移为x1，滑块向左运动位移为x，任意时刻小球水平方速度大小为，滑块速度到为，任意时刻，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒有

两边同乘以有

因上式对任意时刻附近微小都适用，累积可得

又

解得

（3）在上升过程中，取小球和滑块系统为研究对象，因只有重力做功，系统的机械能守恒，有

取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒有

解得

12. 如图所示，两平行金属板A、B长度为l，直流电源能提供的最大电压为U，位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m、电荷量为－q、重力不计的带电粒子，射入板间的粒子速度均为，在极板右侧有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，分布在环带区域中，该环带的内外圆的圆心与两板间的中心重合于O点，环带的内圆半径为R1．当变阻器滑动触头滑至b点时，带电粒子恰能从右侧极板边缘射向右侧磁场。

（1）问从板间右侧射出的粒子速度的最大值是多少?

（2）若粒子射出电场时，速度的反向延长线与所在直线交于点，试证明点与极板右端边缘的水平距离，即与O重合，所有粒子都好像从两板的中心射出一样；

（3）为使粒子不从磁场右侧穿出，求环带磁场的最小宽度d。

【答案】（1）；（2）

（3）

【解析】

【详解】（1）当两板间加最大电压时，从右侧极板边缘飞出的粒子速度最大．由动能定理得

解得

（2）如图，设粒子在电场中的侧移为y，则

又

联立解得

（3）射出粒子速度最大时，对应磁场区域最大，设最大轨迹半径为rm，则

如图所示，设环带外圆半径为R2，则有

解得

则有

考点：带电粒子在电场及磁场中的运动。

13. 利用超导体可以实现磁悬浮，如图甲是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环，将一块永磁铁沿圆环中心轴线从圆环的正上方缓慢向下移动，由于超导圆环与永磁铁之间有排斥力。结果永磁铁能够悬浮在超导圆环的正上方高处。

（1）从上向下看，试判断超导圆环中的电流方向；

（2）若此时超导圆环中的电流强度为。圆环所处位置的磁感应强度为、磁场方向与水平方向的夹角为，求超导圆环所受的安培力F；

（3）在接下来的几周时间内，发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间后，永磁铁的平衡位置变为离桌面高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻率，只是现在一般仪器无法直接测得超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移，若已知永磁铁在高处时，圆环所处位置的磁感应强度大小为，磁场方向与水平方向的夹角为，永磁铁的质量为m，重力加速度为g。

a、永磁铁平衡位置变为离桌面高处时，求超导圆环内的电流强度；

b、若超导圆环中的电流强度的平方随时间变化的图像如图乙所示，且超导圆环的横截面积为S，求该超导圆环的电阻率。

【答案】（1）逆时针；（2）；（3）a、；b、

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据楞次定律，增反减同可以判断感应电流的磁场方向向上，根据右手螺旋定则可以判断感应电流方向从上往下看为逆时针方向。

（2）把环分成无数等长的微小电流元，每一小段导线长为△，则每一小段导线所受安培力为

由对称性可知，所有小段导线所受的安培力水平分力抵消，所以竖直方向分力的合力即为整段导线所受安培力，设有N段导线则

（3）a：在处可以理解为永磁铁处于平衡状态，则

b：磁铁下降前后环中电流为

根据能量守恒有

根据电阻定律有

联立可得