2022-2023年天津市和平區(qū)高三第二次模擬物理試卷(解析版)

和平區(qū)2022-2023學(xué)年度第二學(xué)期高三年級第二次質(zhì)量調(diào)查物理學(xué)科試卷第Ⅰ卷一、單選題1.用、兩種不同的單色光分別經(jīng)同一單縫后，在光屏上得到的衍射圖樣如圖甲、乙所示，對于這兩種單色光，下列說法正確的是（）A.在真空中光的波長較小B.在水中光的傳播速度較小C.光的光子能量較小D.從水中射向空氣發(fā)生全反射時，光的臨界角較小【答案】C【解析】由圖可知，圖甲的衍射條紋較寬，則在真空中光的波長較長，故A錯誤；在真空中光的波長較長，光的頻率較小，折射率較小，根據(jù)，可知在水中光的傳播速度較大，故B錯誤；根據(jù)，光的頻率較小，光的光子能量較小，故C正確；根據(jù)，光的折射率較小，從水中射向空氣發(fā)生全反射時，光的臨界角較大，故D錯誤。故選C。2.如圖為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，、極間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)的電動勢隨時間的變化規(guī)律為，電極間接有阻值為的定值電阻，線圈電阻不計，下列說法正確的是（）A.此交流發(fā)電機(jī)的頻率為B.電阻消耗的功率為C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時產(chǎn)生的電流方向為D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時磁通量的變化率最大【答案】D【解析】根據(jù)題意可知此交流電的頻率為，故A錯誤；此發(fā)電機(jī)電動勢的有效值為，線圈電阻不計則電阻消耗的功率為，故B錯誤；由右手定則可知，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的電流方向為，故C錯誤；當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量為零，在中性面的垂面，磁通量的變化率最大，故D正確。故選D。3.中國自行研制、具有完全知識產(chǎn)權(quán)的“神舟”飛船，目前已經(jīng)達(dá)到國際第三代載人飛船技術(shù)水平。如圖所示，其發(fā)射過程簡化如下：飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，由“長征”運載火箭送入近地點為、遠(yuǎn)地點為的橢圓軌道上，通過變軌進(jìn)入預(yù)定圓軌道。則（）A.飛船在橢圓軌道上運行時，在點的加速度比點的小B.飛船在橢圓軌道上運行時，在點的速度比點的小C.飛船在橢圓軌道上運行時，在點的機(jī)械能比點的小D.飛船在點通過加速從橢圓軌道進(jìn)入預(yù)定圓軌道【答案】D【解析】根據(jù)牛頓第二定律得，解得，飛船到地心的距離越小，加速度越大，飛船在橢圓軌道上運行時，在點的加速度比點的大，A錯誤；飛船在橢圓軌道上運行時，根據(jù)開普勒第二定律，在點的速度比點的大，B錯誤；飛船在橢圓軌道上運行時，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，在點的機(jī)械能等于點的機(jī)械能，C錯誤；飛船在點通過加速做離心運動，從橢圓軌道進(jìn)入預(yù)定圓軌道，D正確。故選D。4.圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓關(guān)系圖像，乙圖是、兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氡的質(zhì)量和初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像，下列判斷正確的是（）A.甲圖中，光的波長大于光的波長B.乙圖中，金屬的逸出功小于金屬的逸出功C.丙圖中，每過天要衰變掉質(zhì)量相同的氡D.丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大原子核越穩(wěn)定【答案】B【解析】由圖可知，光的截止電壓大，根據(jù)逸出功表達(dá)式，所以光頻率大，光波長短，故A錯誤；由光電效應(yīng)可知，能量守恒有，有，當(dāng)頻率相等時，由于金屬遏止電壓大，所以的逸出功小，故B正確；由圖可知氡半衰期為天，由于每次衰變后的氡質(zhì)量均變成原來的一半，故每過天要衰變掉質(zhì)量不相同的氡，故C錯誤；質(zhì)量數(shù)大，比結(jié)合能不一定大，故D錯誤。故選B。5.我國多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長征十一號系列運載火箭，如圖所示，發(fā)射倉內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出，火箭速度接近零時再點火飛向太空。設(shè)從火箭開始運動到點火的過程始終受氣體推力，則此過程中（）A.氣體對火箭推力的沖量等于火箭動量的增加量B.高壓氣體釋放的能量等于火箭動能的增加量C.在氣體推力作用下，火箭的速度一直在增大D.氣體的推力和空氣阻力對火箭做功之和等于火箭機(jī)械能的增加量【答案】D【解析】火箭動量的增加量等于氣體對火箭推力與火箭重力沖量的矢量和，A錯誤；火箭動能的增加量與火箭重力勢能增加量和克服空氣阻力的功的代數(shù)和等于高壓氣體釋放的能量，B錯誤；在氣體推力作用下，火箭的速度先增加后減小，C錯誤；火箭機(jī)械能的增加量等于氣體的推力和空氣阻力對火箭做功的代數(shù)和，D正確。故選D。二、多選題6.一列沿軸傳播的簡諧橫波，在時的波形如圖甲所示，、是波上的兩個質(zhì)點，此時質(zhì)點沿軸負(fù)方向運動，圖乙是波上某一質(zhì)點的振動圖像，下列說法中正確的是（）A.該波沿軸負(fù)方向傳播B.圖乙可能為點的振動圖像C.時，質(zhì)點沿軸正方向運動D.該波的波速一定為【答案】C、D【解析】因質(zhì)點沿軸負(fù)方向運動，由微小平移法，可知波沿軸正方向傳播，故A錯誤；因為時刻質(zhì)點向上振動，對比振動圖像可知，圖乙不是點的振動圖像，故B錯誤；時，波向右傳播半個波長的距離，則此時質(zhì)點到達(dá)軸下方與位置對稱的位置，則此時質(zhì)點沿軸正方向運動，故C正確；該波的波速為，故D正確。故選CD。7.氣壓式升降椅通過氣缸上下運動來調(diào)節(jié)椅子的升降，其簡易結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接，可自由移動的氣缸與氣動桿之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，設(shè)氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，忽略摩擦力，設(shè)氣體初始狀態(tài)為，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，然后打開空調(diào)，一段時間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體的狀態(tài)為（此過程中人的雙腳一直懸空），下列判斷正確的是（）A.從到的過程中氣體從外界吸熱B.從到的過程中氣體壓強(qiáng)增大C.從到的過程中氣體壓強(qiáng)增大D.從到的過程中氣體向外放熱【答案】B、D【解析】分析題意可知是等溫變化，內(nèi)能不變，人坐上椅面，理想氣體體積減小，根據(jù)玻意耳定律可知氣體壓強(qiáng)增大。因為壓縮氣體所以外界對氣體做功，即，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，可知，即氣體向外界放熱。故A錯誤，B正確；從的過程中根據(jù)人的雙腳一直懸空可知人對椅面的壓力大小不變，又因為椅面的面積不變則理想氣體的壓強(qiáng)不變，隨著室溫降低則內(nèi)能減小，根據(jù)蓋呂薩克定律可知氣體體積減小，外界對氣體做功，即，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知，即氣體向外界放熱。故C錯誤，D正確。故選BD。8.如圖所示，在空間中存在水平向右的足夠大勻強(qiáng)電場，一帶電小球從電場中的點以某一速度水平向右進(jìn)入電場，一段時間后到達(dá)最右端點，之后又回到點正下方的點（圖中未標(biāo)出），不計空氣阻力，下列分析正確的是（）A.小球從點運動到點電勢能增加量等于動能的減小量B.小球從點到點所用時間與從點到點所用時間相等C.小球在點時的動能一定大于在點時的動能D.、兩點間與、兩點間豎直位移相等【答案】B、C【解析】根據(jù)能量守恒定律，可知小球從點運動到點，故A錯誤；因為帶電小球在水平方向上只受電場力，水平加速度不變，所以帶電小球從點運動到點與從點運動到點所用時間相等，故B正確；小球從點運動到點，電場力做功為零，電勢能不變，因為小球的重力勢能減小了，所以動能一定增大，即小球在點時的動能一定大于在點時的動能，故C正確；因為帶電小球從點運動到點與從點運動到點所用時間相等，而在豎直方向上帶電小球做自由落體運動，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，相等時間內(nèi)的位移一定變大，即，故D錯誤。故選BC。二、非選擇題9.（1）實驗方法、實驗操作、誤差分析是物理實驗的重要環(huán)節(jié)：①探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系，其所采用的實驗方法與下列________實驗的實驗方法相同。A．“驗證力的平行四邊形定則”實驗B．“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗C．“利用單擺測量重力加速度”實驗D．“探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系”實驗②下列關(guān)于實驗操作，正確的是________。A．“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，兩彈簧秤同時拉動結(jié)點時兩秤示數(shù)必須相同B．“探究加速度與質(zhì)量、外力之間關(guān)系”實驗中，拉動小車的細(xì)線必須與軌道平行C．“研究勻變速直線運動”的實驗中，必須傾斜軌道以平衡小車受到的摩擦力D．“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，由求出打某點時紙帶的速度E．“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，不需要測出重錘的質(zhì)量F．“利用單擺測重力加速度”的實驗中，測量周期應(yīng)從擺球經(jīng)過最高點開始計時③利用打點計時器“探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律”，如圖給出了某次實驗中的紙帶，其中、、、、、、都為計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四點（未畫出），從紙帶上測得：，，，，，。利用測量數(shù)據(jù)盡可能減小偶然誤差，可以計算出小車運動的加速度為________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（2）某同學(xué)想測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：A．電流表（滿偏電流，內(nèi)阻為）；B．電流表（滿偏電流，內(nèi)阻約為）；C．電壓表（，內(nèi)阻約為）；D．滑動變阻器（，）；E．滑動變阻器（，）；F．定值電阻（阻值）；G．開關(guān)與導(dǎo)線若干①為盡可能精確進(jìn)行測量，實驗中應(yīng)選用的滑動變阻器是________（填器材前字母編號）②為盡量精確測量數(shù)據(jù)，請根據(jù)現(xiàn)有的實驗器材，設(shè)計電路，將電路圖畫在方框內(nèi)，并標(biāo)出器材相應(yīng)的符號________。③根據(jù)上述設(shè)計的實驗電路測出多組數(shù)據(jù)并繪出的圖線（為電流表的示數(shù)，為電流表的示數(shù)），則由圖線可以得到被測電池的電動勢________，內(nèi)阻________?！敬鸢浮竣?D；②.BE；③.；④.D；⑤.；⑥.；⑦.【解析】（1）①探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系，其所采用的實驗方法是控制變量法。[1]“驗證力的平行四邊形定則”實驗，用的實驗方法是等效替代法，A不符合題意；“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗，用到了守恒思想，B不符合題意；“利用單擺測量重力加速度”實驗，用到了理想模型法，C不符合題意；“探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系”實驗，其所采用的實驗方法是控制變量法，D符合題意。故選D。②[2]“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，兩彈簧秤同時拉動結(jié)點時兩秤示數(shù)可以相同，也可以不同，因此不必相同，A錯誤；“探究加速度與質(zhì)量、外力之間關(guān)系”實驗中，拉動小車的細(xì)線必須與軌道平行，這樣可以減小實驗誤差，B正確；“研究勻變速直線運動”的實驗中，因為研究的是速度隨時間變化規(guī)律，所以不必傾斜軌道以平衡小車受到的摩擦力，C錯誤；“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，由于紙帶上打第一個點時不一定是時刻，因此不能用求出打某點時紙帶的速度，D錯誤；“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，重錘的質(zhì)量可以消去，因此不需要測出重錘的質(zhì)量，E正確；“利用單擺測重力加速度”的實驗中，測量周期應(yīng)從擺球經(jīng)過最低點開始計時，F(xiàn)錯誤。故選BE。③[3]紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四點（未畫出），可知紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為，由推論公式，可得小車運動的加速度為。（2）①[4]因為一節(jié)舊干電池的電動勢較小，因此用最大阻值較小的滑動變阻器，即選D。②[5]因為一節(jié)舊干電池的電動勢較小，因此不能用量程的電壓表，因此需要用電流表和定值電阻改裝成電壓表，電路圖如圖所示。③[6]由閉合電路歐姆定律可得，整理可得，圖線的縱軸的截距是，可得。[7]圖線的斜率是，可得，解得。10.某同學(xué)受自動雨傘開傘過程的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面上滑桿上套有一個滑塊，初始時它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑塊從處以某一初速度開始向上滑動，滑動過程中受到滑桿的摩擦力為，滑塊滑到處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞（作用時間極短），帶動滑桿一起離開桌面豎直向上運動，之后上升了時速度減為。已知滑塊的質(zhì)量，滑桿的質(zhì)量，、間的距離，重力加速度取，不計空氣阻力。求：（1）滑塊在靜止時和向上滑動的過程中，桌面對滑桿支持力的大小和；（2）滑塊與滑桿碰撞前瞬間的速度大??；（3）滑桿從處開始向上運動的初速度。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】（1）滑塊靜止時，根據(jù)整體法可知桌面對滑桿支持力的大小，當(dāng)滑塊向上滑動時，根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對滑桿的摩擦力大小為，方向豎直向上，則對滑桿進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡狀態(tài)得桌面對滑桿支持力的大小。（2）當(dāng)滑桿和滑塊一起脫離地面后，向上做勻減速運動，則，解得滑桿和滑塊開始一起向上運動的速度大小為，當(dāng)滑桿和滑塊發(fā)生碰撞的瞬間，根據(jù)動量守恒定律得，解得滑塊與滑桿碰撞前瞬間的速度大小。（3）選豎直向上的方向為正方向，根據(jù)牛頓第二定律得，滑塊的加速度為，負(fù)號表示加速度方向豎直向下，根據(jù)運動學(xué)公式，解得滑桿從處開始向上運動的初速度。11.如圖甲所示，質(zhì)量為，足夠長的“”形光滑金屬框放在光滑絕緣水平面上，金屬框兩平行邊間距為，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，金屬棒垂直放在金屬框兩平行邊上，用絕緣細(xì)線將棒與固定的力傳感器相連，開始時細(xì)線水平伸直且無張力，給金屬框施加一個水平向右的拉力，在拉力的作用過程中，力傳感器示數(shù)隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，不計金屬框的電阻，棒始終與金屬框兩平行邊垂直且接觸良好，金屬棒接入電路的電阻為，求：（1）時，金屬框運動的速度大??；（2）時，拉力的瞬時功率；（3）若過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為，此過程中拉力做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）由題意分析可知，又，則，時，代入數(shù)據(jù)得金屬框運動的速度大小。（2）由乙圖結(jié)合數(shù)學(xué)知識，可得關(guān)系式，根據(jù)，聯(lián)立可得，可知金屬框做初速度為的勻加速直線運動，加速度為，當(dāng)時，速度為，對金屬框根據(jù)牛頓第二定律，得，又，解得，則時，拉力的瞬時功率為。（3）若過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為，根據(jù)功能關(guān)系可得，解得此過程中拉力做的功。12.年月我國空間站天和核心艙成功發(fā)射，核心艙首次使用了一種全新的推進(jìn)裝置——霍爾推力器。其工作原理簡化如下：如圖甲所示，推力器右側(cè)陰極逸出（初速度極?。┑囊徊糠蛛娮舆M(jìn)入放電室中，放電室內(nèi)由沿圓柱體軸向的電場和環(huán)形徑向磁場組成，電子在洛倫茲力和電場力的共同作用下運動，最終大多數(shù)電子被束縛在一定的區(qū)域內(nèi)，與進(jìn)入放電室