天津市和平区2023届高三下学期物理高考一模试卷含答案

 高三下学期物理高考一模考试试卷

一、单选题

1．在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是（　　）

A．卢瑟福通过A图所示的实验，发现了质子和中子

B．汤姆孙通过B图所示的气体放电管，提出了原子的核式结构模型

C．C图所示的实验中，验电器因为带上负电指针张开

D．D图放射源产生的三种射线中，射线1的电离本领最强

2．雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次，就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光，下列说法正确的是（　　）

A．a光线是红光，b光线是紫光

B．遇到同样的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射

C．a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间短

D．增大太阳光在水滴表面的入射角，则可能没有光线从水滴中射出

3．2022年1月22日，我国实践二十一号卫星（SJ-21）将一颗失效的北斗2号卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的轨道上，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。这颗失效的北斗2号卫星原本运行在高度约36000公里的地球同步静止轨道上，SJ-21在失效卫星旁边进行了近距离操作，几个小时后将其拖离了同步轨道，经过转移轨道抬升了1500km高度后，最终将其送到圆形卫星墓地轨道，完成任务后SJ-21随即返回到地球静止轨道。如图所示为这个过程中几个轨道示意图，其中1为地球同步静止轨道，2为转移轨道，3为墓地轨道，M为1、2轨道的切点，N为2、3轨道的切点，下列判断正确的是（　　）

A．北斗2号在轨道1运行时的速度为7.9km/s

B．北斗2号在轨道1运行时的周期大于在轨道3运行时的周期

C．SJ-21俘获北斗2号后需要在M点加速才能进入轨道2

D．SJ-21返回时需要在N点加速才能进入轨道2

4．如图甲所示，气缸内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体），可移动活塞与容器壁光滑接触，开始时活塞处于Ⅰ位置静止，经历某个过程后，活塞运动到Ⅱ位置（图中未标出）重新静止，活塞处于这两个位置时，气缸内各速率区间的气体分子数n占总分子数N的百分比（）与分子速率v之间的关系分别如图乙中Ⅰ（实线）和Ⅱ（虚线）所示，忽略大气压强的变化，则下列说法中正确的是（　　）

A．气体在状态Ⅰ时温度较高 B．气体在状态Ⅱ时压强较大

C．在此过程中外界对气体做正功 D．在此过程中气体从外界吸热

5．如图所示，向前行驶的车厢内有一面向行驶方向的乘客，乘客在自身重力G与车厢（含座椅）的作用力F的作用下与车厢保持相对静止，座椅旁边有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，悬线与竖直方向成角也与车厢相对静止，下列说法中正确的是（　　）

A．乘客受到的合力方向与运动方向相同

B．车厢的速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大

C．车厢对乘客的作用力F一定大于乘客的重力G

D．悬线与竖直方向夹角增大，车厢对乘客作用力F可能不变

二、多选题

6．直角坐标系的y轴为两种均匀介质的分界线，由位于坐标原点O的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在两种介质中传播，某时刻的波形如图所示，此刻a波恰好传到处，P为处的质点，下列说法正确的是（　　）

A．波源的起振方向沿y轴正方向

B．两列波的频率关系为

C．此刻b波传到处

D．质点P在这段时间内通过的路程为50cm

7．如图所示，KLMN是一个竖直的匝数为n的矩形线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，线框绕竖直固定轴以角速度匀速转动（俯视逆时针方向），当MN边与磁场方向的夹角为30°时（图示位置），下列说法正确的是（　　）

A．导线框中产生的瞬时感应电动势大小是

B．导线框中电流的方向是

C．再转过60°时导线框中产生的电流达到最大值

D．再转过60°时穿过导线框的磁通量变化率为0

8．如图所示，由两水平面（虚线）所夹的区域内，有水平向右的匀强电场，自该区域上方的A点，将质量相等、带等量异种电荷的小球a、b先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力的作用下从B点进入电场区域，并从该区域的的下边界离开，已知a球在电场中做直线运动之后从M点离开电场，b球从N点离开电场且离开电场时速度方向竖直向下，根据上述信息，下列判断正确的是（　　）

A．a球带负电，b球带正电

B．a球和b球在电场中运动的时间相等

C．M点到B点的水平距离是N点到B点的水平距离的3倍

D．b球离开电场时比其进入电场时电势能大

三、实验题

9．利用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，即研究半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。

（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，必须使用的是　     　；

A．刻度尺             B．天平

B．打点计时器             D．秒表

（2）关于本实验，下列说法正确的是____；

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

C．轨道倾斜部分必须光滑

D．轨道末端必须水平放置

（3）实验时先让入射球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P。然后，把被碰球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。不同小组的同学分别进行实验，所用的入射球质量均为被碰球质量的2倍，下列各组白纸上记录的小球落点位置结果，由于误差较大明显不符合动量守恒规律的是____；

A． B．

C． D．

10．在学校社团活动中，某实验小组欲将一只量程为的微安表头G改装为量程为0~15V的电压表，首先利用如图所示的电路测量微安表的内阻，可供选择的实验器材有：

A．待改装的微安表头G（量程为，内阻约为几百欧姆）

B．微安表（量程为）

C．滑动变阻器（）

D．滑动变阻器（）

E.电阻箱（）

F.电源E（电动势约为9V）

G.开关、导线若干

（1）为顺利完成实验，变阻器1应选择　     　，变阻器2应选择　     　（填器材前序号）；

（2）实验时，除了微安表的示数和微安表G的示数，还需要记录的数据是　              　；

（3）改装完成后，实验小组利用电流表A和改装后的电压表V，用伏安法测量某未知电阻的阻值，测量时电流表的示数为0.2A，改装的电压表指针指在原处，则该电阻的测量值为　     　。

四、解答题

11．遥控F3P模型是一种固定翼模型飞机，通过安装在机头位置的电机带动螺旋桨转动向后推动空气为飞机提供动力，可以通过控制副翼和尾翼实现各种复杂的3D动作，因此目前正得到越来越多航模爱好者的喜爱。现对模型进行飞行试验，已知模型的质量为，取，，，求：

（1）通过控制，使无人机在某一高度沿水平面做匀速圆周运动，需要使机翼与水平方向成一定的角度“侧身”飞行。如图所示，机翼与水平方向的夹角为，若想无人机在半径不超过的范围内运动，其飞行速度不能超过多少；

（2）控制模型使其沿竖直方向爬升，在地面上从静止开始以恒定升力竖直向上运动，经时间时离地面的高度为，设运动过程中所受空气阻力大小恒为，求此过程动力系统的升力F；

（3）从（2）中达到的状态开始，模型通过不断调整升力继续上升，在距离地面高度为处速度恰为0，求无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功W为多少？

12．两根平行相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，导轨的水平部分光滑。金属细杆ab静止在水平导轨上，金属杆cd紧贴竖直导轨，两金属杆与导轨垂直接触形成闭合回路，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。已知两根金属细棒的质量均为m、电阻均为R，cd杆与竖直导轨之间的动摩擦因数为，导轨电阻不计。现用平行于水平导轨的恒力F（大小未知）作用在ab杆上使ab杆由静止开始向右运动，同时由静止放cd杆，过一段时间后，两金属杆同时达到最大速度，重力加速度为g，求：

（1）杆ab的最大速度v；

（2）拉力F的大小；

（3）若ab杆从开始运动到获得最大速度移动过的距离为x，求此过程中cd杆上产生的焦耳热Q。

13．质谱仪是一种检测同位素的仪器，利用电场和磁场可以将同位素进行分离。现有氕、氘两种带电粒子从容器A下方的狭缝飘入电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的足够大匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知带电粒子从狭缝进入磁场时与垂直磁场边界方向存在一个很小的散射角，所有粒子均打在底片区域内，所能到达的最远点为M。已知氘粒子的质量为m、电荷量为q，忽略带电粒子的重力及粒子间相互作用力，求：

（1）M点与狭缝之间的距离d；

（2）若某些氘粒子进入磁场后，形成等效电流为I的粒子束，最终垂直打在照相底片上的P点（图中未画出）形成一个曝光点，粒子均被吸收。求氘粒子束单位时间内对P点的冲击力大小F；

（3）若考虑磁感应强度在到之间波动，要使在底片上能完全分辨氕、氘两种粒子，求应满足的条件。

1．D

2．B

3．C

4．D

5．C

6．C,D

7．A,D

8．B,C,D

9．（1）AB

（2）A；D

（3）A；D

10．（1）D；E

（2）变阻器2的阻值

（3）60

11．（1）解：无人机做圆周运动的向心力由重力和机翼升力的合力提供，则

解得

（2）解：无人机上升的加速度

根据牛顿第二定律可知

解得F=4.8N

（3）解：无人机在h=8m处的速度

由动能定理

解得W=33.6J

12．（1）解：取cd棒为研究对象，设当两金属杆同时达到最大速度v时，回路中的电流为I，ab杆产生的感应电动势为E，则根据平衡条件有①

根据闭合电路欧姆定律有②

根据法拉第电磁感应定律有E=BLv     ③

联立①②③解得④

（2）解：取ab棒为研究对象，当两金属杆同时达到最大速度v时，根据平衡条件有F=BIL     ⑤联立①⑤解得⑥

（3）解：设ab杆从开始运动到获得最大速度的过程中，系统产生的总焦耳热为Q总，则由能量守恒定律得⑦

由于通过两金属杆的电流始终相等，则根据焦耳定律可得⑧

联立④⑥⑦解得⑨

13．（1）解：设氘粒子进入磁场时的速度为，根据动能定理得

氘粒子在磁场中偏转半个圆周后打在底片上的最远点，根据几何关系得

粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则

联立解得

（2）解：设时间内打到点的氘粒子个数为，在

根据动量定理有

结合

结合牛顿第三定律得

（3）解：要使氕、氘两种粒子在底片上没有重叠，则氘粒子打在底片上距离狭缝的最小距离应比氕粒子打在底片上距离狭缝氕的最大距离大，即

对氘粒子由动能定理有

对氕粒子由动能定理有

进入磁场后由洛伦兹力提供向心力，则有

联立解得