2023年天津市南开区高考物理二模试卷-普通用卷

2023年天津市南开区高考物理二模试卷

1.  下列说法正确的是(    )

A. 物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大
B. 布朗运动就是液体分子的热运动
C. 一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变
D. 根据热力学第二定律可知热量只能从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体

2.  波源在坐标原点沿轴上下振动，形成的简谐波沿轴正向传播，波速为。已知时刻波恰好传到的质点处，波形如图所示。则(    )

A. 波源的振动周期为
B. 波源的起振方向一定沿轴负方向
C. 再经过波恰好传到的点
D. 当波源沿轴正向运动并靠近站在轴正向相对于地面静止的观察者时，观察者接收到的波的频率为

3.  年月日凌晨，嫦娥五号到月球“挖土”成功返回。作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破，标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度为，已知月球的半径为，地球表面的重力加速度为，地球的半径为，忽略地球、月球自转的影响，则(    )

A. 月球质量与地球质量之比为
B. 月球密度与地球密度之比为
C. 月球第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为
D. 嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力之比为

4.  如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是(    )

 

A. 光电子最大初动能与入射光的频率成正比
B. 阴极金属的逸出功为
C. 用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
D. 一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多能放出种不同频率的光

5.  可变电容器是一种电容可以在一定范围内调节的电容器，通过改变极板间相对的有效面积或极板间距离，它的电容就相应地变化。通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连，初始时开关闭合，极板间有一带电粒子恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器下列说法正确的是(    )

A. 保持开关闭合，若只将上极板转过，则电容器电容增大
B. 保持开关闭合，若只将上极板转过，则电容器所带电荷量不变
C. 保持开关闭合，若只将上极板转过，则电容器两极板连线中点处电势变小
D. 断开开关，只将板间距变为原来的二倍，则带电粒子仍处于静止状态

6.  “浸没式”光刻机的原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为，当不加液体时可视为真空光刻胶的曝光波长为，则加上液体后与不加液体相比，该曝光光波(    )

 

A. 在液体中的频率变为原来的
B. 在液体中的传播速度变为原来的倍
C. 在液体中的曝光波长约为
D. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的倍

7.  “张北的风点亮北京的灯”深刻体现了年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆万个额定电压为、额定功率为的灯供电。当发电机输出如图乙所示的交变电压时，赛区的空灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的，输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是(    )

 

A. 风力发电机的转速为
B. 风力发电机内输出的电能为
C. 降压变压器原、副线圈匝数比为：
D. 升压变压器副线圈输出的电压的有效值为

8.  “神舟十三号”返回舱返回地面时，在距离地面大约十公里的地方打开主降落伞，一段时间后返回舱开始沿竖直方向匀速下落，从离地处经到达离地处，此时返回舱上的四台反冲发动机同时点火提供恒定作用力，使返回舱到达地面时速度减为，从而实现软着陆。设返回舱的质量为，取，忽略反冲发动机点火后主降落伞对返回舱的作用和空气对返回舱的作用，下列说法正确的是(    )

A. 匀速下落过程中，降落伞对返回舱做功的功率逐渐减小
B. 反冲发动机工作时，舱内航天员的加速度大小为
C. 减速过程反冲发动机对返回舱做的功为
D. 减速过程反冲发动机对返回舱的冲量大小为

9.  某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，已有的实验器材有：两个弹簧秤、橡皮条带两个较长的细绳套、三角尺、木板、白纸和图钉。
本实验采用的科学方法是______ 。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.理想模型法
下列几项操作有必要的是______ 。
A.两个弹簧测力计的示数必须相等
B.两个弹簧测力计之间的夹角必须取
C.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
D.同一次实验中，结点的位置不变
对减小实验误差有益的做法是______ 。
A.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，
B.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
C.标记同一细绳方向的两点要近一些
图中四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的是______ 。

10.  电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样装入粗细均匀的玻璃管内，玻璃管两端用装有金属圆片电极的橡胶塞密封，如图甲所示。实验小组用刻度尺测出两电极相距，用游标卡尺测得玻璃管的内径。接下来，实验小组先用多用电表欧姆挡粗略测量水样电阻的阻值，然后再用以下器材精确测量其阻值，最后分析数据，得出该品牌纯净水样品的电导率。

实验小组有以下器材供选用：
A.电流表，内阻约为
B.电流表，内阻为
C.电压表，内阻约为
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器，额定电流
G.电源，内阻约为
H.开关和导线若干
如图乙所示为用分度的游标卡尺测量玻璃管内径的图示，玻璃管内径的测量值为______ ；
实验小组用多用电表粗略测量水样的电阻时选择欧姆挡的“”倍率，示数如图丙所示，则读数为______ 。
为了减小实验误差，要求电表的测量值在量程的以上，电表应选用______ 、______ 选填“”或“”或“”，定值电阻应该选择______ 选填“”或“”。在方框中画出适合的电路图，并标上各器材的符号。

11.  如图所示，固定平台右端静止着两个小滑块、，，，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车静止在光滑的水平地面上，小车质量，车面与平台的台面等高，车面左侧粗糙部分长度，右侧拴接一轻质弹簧，弹簧自然长度所在范围内车面光滑。点燃炸药后滑块滑到距平台右端的点停下，滑块与平台间的动摩擦因数，滑块冲上小车并最终与小车共速运动，滑块与小车粗糙部分的动摩擦因数。两滑块都可以视为质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，且爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，重力加速度。求：
滑块刚滑上小车时速度的大小；
最终滑块与小车共速时速度的大小和方向；
最终滑块与小车共速时距小车左端的距离。

 

12.  扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，扫描机可用于对病情的探测。图是某种机主要部分的剖面图，其中射线产生部分的示意图如图所示。图中、之间加有恒为的加速电压；高度足够高、宽度为的虚线框内有垂直纸面的匀强磁场。电子枪中发出的电子束初速可视为零在、之间加速后以一定的速度水平射入偏转磁场，速度方向改变后打到圆形靶环上的点产生射线，探测器能够探测到竖直向上射出的射线。已知电子质量为、电量为，忽略电子间相互作用，电子重力不计且始终在真空中运动。
求偏转磁场的磁感应强度的大小和方向及电子在磁场中运动的时间；
若撤去磁场，在虚线框内加一竖直方向的匀强电场，也可使电子偏转离开偏转电场，调整靶环位置，使电子仍打在点产生射线，求所加电场的电场强度的大小和打在点的电子的动能。

 

13.  如图所示，在绝缘光滑水平桌面上，以为原点、水平向右为正方向建立轴，在区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长、电阻的正方形线框，当平行于磁场边界的边进入磁场时，在沿方向的外力作用下以的速度做匀速运动，直到边进入磁场时撤去外力。若以边进入磁场时作为计时起点，在内磁感应强度的大小与时间的关系如图所示，由图可知，时边刚好进入磁场，时边开始出磁场，时线框刚好全部出磁场。已知在内线框始终做匀速运动。
求外力的大小；
在内存在连续变化的磁场从而保证线框能匀速出磁场，求在这段时间内磁感应强度的大小与时间的关系；
求在内流过导线横截面的电荷量。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小。所以错。
B、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，但能反映液体分子的运动。所以错。
C、根据热力学第一定律，当一定质量的理想气体从外界吸收热量，如果对外做等量的功，其内能会不变。所以C正确。
D、根据热力学第二定律可知热量能自发的从高温物体传到低温物体，但不可能自发的从低温物体传到高温物体，并不是热量不能从低温物体传到高温物体，在消耗其它能量的情况下是可以的，只是不能自发的发生。所以D错误。
故选：。
A、温度是分子平均动能的标志，分子的平均动能增大，不是所有分子的动能都增大．
B、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动．
C、根据热力学第一定律，当一定质量的理想气体从外界吸收热量，如果对外做等量的功，其内能会不变．
D、根据热力学第二定律可知热量能自发的从高温物体传到低温物体，但不可能自发的从低温物体传到高温物体．
此题不仅要知道温度是分子平均动能的标志和布朗运动，而且要理解热力学第一定律和热力学第二定律．
 

2.【答案】 

【解析】解：根据题意可知，波源的振动周期为
，故A错误；
B.由于沿轴正向传播，根据“上下坡”法可知，的质点沿轴负方向振动，而介质中质点起振的方向与波源的起振方向相同，由此可判断出波源的起振方向一定沿轴负方向，故B正确；
C.波在介质中匀速传播，所以经过，波向前传播的距离为：

因此波恰好传到处，故C错误；
D.波源振动的频率为

根据多普勒效应，当波源沿轴正向运动并靠近站在轴正向相对于地面静止的观察者时，观察者接收到的波的频率大于，故D错误。
故选：。
根据周期的计算公式得出波源的周期；
根据“上下坡”法得出波源的起振方向；
根据运动学公式得出波的传播位置；
根据频率的计算公式得出频率的大小，结合多普勒效应完成分析。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波的运动特点，结合运动学公式和多普勒效应即可完成分析。
 

3.【答案】 

【解析】解：由万有引力等于重力
可得质量之比
故A正确；
B.由
密度公式
可得密度之比

故B错误；
C.由

可得第一宇宙速度之比为

故C错误；
D.嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力之比为

故D错误。
故选：。
由，分析质量之比；
根据密度公式，求密度之比；
由，分析第一宇宙速度之比；
万有引力近似等于重力，分析万有引力之比。
本题考查学生对万有引力等于重力、重力提供向心力的规律的掌握，是一道基础题，考点比较丰富。
 

4.【答案】 

【解析】解：由爱因斯坦光电效应方程，光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是正比函数，故A错误；
B.大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的光子中，其中频率最高的光子，对应的能量为：

由光电效应方程可得
由动能定理可得
由丙图可知截止电压为
代入数据解得：，故B错误；
C.根据电离的条件，至少需要用能量为的光子照射，才可使处于基态的氢原子电离，故C错误；
D.一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多能放出种不同频率的光，故D正确。
故选：。
根据光电效应方程分析出光电子的最大初动能与入射光频率的关系；
根据光电效应方程，结合题意的出金属的逸出功；
理解电离的概念，由此完成分析；
根据能级跃迁的特点得出光频率的数量。
考查了爱因斯坦光电效应方程和能级跃迁的原理，解题的关键是对光电效应以及电子的能级跃迁两个方面的理解，并能灵活运用。
 

5.【答案】 

【解析】解：保持开关闭合，则电容器两极板的电压保持不变，若将上极板转过，两极板的正对面积减小，根据平行板电容器电容的决定式和电容的定义式有
，
当极板的正对面积减小时，减小，减小，故AB错误；
C.根据电场强度与电势差的关系

极板间的距离不变、电压保持不变，则不变，则电容器两极板连线中点与下极板间的电势差不变，由于下极板接地，其电势始终为零，所以电容器两极板连线中点处电势不变，故C错误；
D.根据上述三个公式可得：，断开开关，则电容器两极板的带电荷量不变，只将板间距变为原来的二倍，电容器内部的电场强度不变，粒子所受电场力不变，带电粒子仍处于静止状态，故D正确。
故选：。
根据电容器的决定式、定义式、匀强电场场强公式结合题意分析判断。
关键掌握电容器在电压或带电量保持不变情况下的动态变化问题的分析方法。
 

6.【答案】 

【解析】解：光由空气进入液体中，传播频率不变，故A错误；
B.光从空气进去液体中传播速度为，解得，故B错误；
C.加上液体时光刻胶的曝光波长为，不加液体时
计算得，故C正确；
D.由上分析可知液体中曝光光波的传播速度变为原来的，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的，故D正确；
故选：。
根据求解光在液体中的传播速度；根据液体中和真空中，结合折射率公式求解光在液体中的波长。
本题考查波长、频率和波速的关系问题，考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
 

7.【答案】 

【解析】解：由图乙可知该交流电的周期为
则风力发电机的转速为

故A正确；
B.风力发电机输出功率为

故B错误；
C.输电线上损耗的功率为

由可得

降压变压器副线圈电流

所以降压变压器原、副线圈匝数比为

故C正确；
D.降压变压器原线圈电压

输电线上降落的电压为

所以升压变压器副线圈输出的电压的有效值为

故D正确。
故选：。
根据图像获得周期，根据周期和转速关系计算转速；根据赛区灯的功率和损失的功率计算发电机输出功率；根据题意计算损失的电功率及输电电流，根据负载计算副线圈中电流，根据电流与线圈匝数计算匝数比；根据电压与匝数关系计算降压变压器原线圈电压，根据输电电流计算损失电压，再计算升压变压器副线圈输出的电压的有效值。
本题关键理解交变电流图像的物理意义，远距离输电的原理，线路损失功率和电压。
 

8.【答案】 

【解析】解：、匀速下落过程中，返回舱对降落伞的作用力不变，所以返回舱对降落伞做功的功率不变，故A错误；
B.返回舱做减速运动的初速度为
则由可得，故B正确；
C.反冲发动机对返回舱做的功满足动能定理
即
代入数据解得：，故C错误；
D.返回舱减速的时间为
返回舱的合冲量为
反冲发动机对返回舱的冲量为
冲量大小为
故D正确；
故选：。
由功率公式分析变化情况，由运动学求解加速度，由做功公式求解反冲发动机对返回舱做的功，由动量定理求解冲量。
本题考查动量定理，学生熟练掌握合外力的冲量等于动量的变化量，综合解题。
 

9.【答案】       

【解析】解：合力与分力作用效果相同，实验方法为等效替代法，故B正确，ACD错误。
故选：。
两个弹簧测力计的示数适当大些，但不必一定相等，故A错误；
B.两个弹簧测力计之间的夹角适当大些，不一定取，故B错误；
C.橡皮条对结点的拉力与两细绳套的拉力的合力平衡，而两细绳套的拉力不一定相等，所以橡皮条与两绳套夹角的角平分线不一定在一条直线上，故C错误；
D.同一次实验中，为了保证两分力的作用效果不变，结点的位置不变。故D正确。
故选：。
为了减小实验中摩擦造成的误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故A正确；
B.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应适当大些，不能太大，也不能太小，故B错误；
C.为了更加准确记录力的方向，标记同一细绳方向的两点要远一些，故C错误。
故选：。
用平行四边形定则作出的合力在平行四边形的对角线上，所以不是由弹簧测力计直接测得的是。
故答案为：；；；。
根据等效替代法的特点分析判断；
根据减小实验误差分析判断；
根据减小实验误差分析判断；
根据实验原理分析判断。
本题考查“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，要求掌握实验原理和替代方法。
 

10.【答案】         

【解析】解：游标卡尺的最小分度值为，主尺读数为，游标尺读数为，玻璃管内径的测量值为
图丙指针指在，所以读数为

因为电压表量程太大，所以用双安法实验，所以选择电流表与定值电阻串联作为电压表使用，电流表的阻值一定，通过的电流可以直接读出，通过的电流可以根据并联电路的特点计算得出，故电表选择和；
由

可知定值电阻选择；
为了保护电路以及电压的保护范围大一些，滑动变阻器采用分压接法，改装电压表的电流已知，因此采用外接法，则电路图如下

故答案为：；；，，，见解析。
先确定游标卡尺的最小分度值，再读数；
读出欧姆表指针所指刻线，乘以倍率即为欧姆表读数；
根据电动势判断电压表的量程，采用双安法实验。
本题关键是判断电压表的量程过大采用双安法实验和游标卡尺、欧姆表的读数方法
 

11.【答案】解：设爆炸后滑块获得速度大小为，滑块滑到平台上的点时停下，由动能定理得：

解得：
爆炸过程中，滑块、组成的系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律得：

解得：
滑块最终和小车达到共同速度，取向右为正方向，由动量守恒定律得：

解得
方向水平向右
设滑块在小车粗糙段滑行的路程为，根据能量守恒定律得：

根据功能关系得：

联立解得：
滑块在小车粗糙部分相对于小车的路程为，滑块先相对于小车先向右运动，经弹簧作用后，又相对于小车在粗糙部分向左运动，即最终滑块停在离小车左端

代入数据得：
答：滑块刚滑上小车时速度的大小为；
最终滑块与小车共速时速度的大小为，方向水平向右；
最终滑块与小车共速时距小车左端的距离为处。 

【解析】根据动能定理求出爆炸后滑块获得速度，炸药爆炸过程中，、组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以炸药爆炸后求出的速度．
根据动量守恒定律求出最终滑块与小车共速时速度的大小和方向；
根据能量守恒定律求出滑块与小车共速时距小车左端的距离。
本题是一道力学综合题，考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚滑块的运动过程是解题的前提，应用动能定理、动量守恒定律与能量守恒定律即可解题，注意板块模型中热量的计算方法。
 

12.【答案】解：电子经过电场加速过程，根据动能定理可得

电子带负电，根据左手定则可知磁感应强度方向垂直纸面向里，电子在磁场中的轨迹如图所示

根据牛顿第二定律可得：

由几何关系可得

联立解得：
电子在磁场中做圆周运动的周期

电子在磁场中运动的时间

联立解得

电子在偏转电场中做类平抛运动，设在偏转电场中运动时间为，则有




联立可得

又由

电子离开电场时的动能即为打在靶上点的动能为

代入数据解得：
答：偏转磁场的磁感应强度的大小为，方向垂直于纸面向里，电子在磁场中运动的时间为；
电场的电场强度的大小为，打在点的电子的动能为。 

【解析】根据动能定理得出电子的速度，结合几何关系和牛顿第二定律得出磁感应强度的大小，结合周期的计算公式完成分析；
根据类平抛运动的特点得出场强的大小，结合动能定理完成分析。
本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动，熟悉粒子的受力分析，结合牛顿第二定律和运动学公式即可完成分析。
 

13.【答案】解：由图可知，在时，磁感强度，大小为，回路电流：
线框所受安培力：
由于线框匀速运动：
联立解得外力：
线框匀速离开磁场，线框中的感应电流为，磁通量不变时，即
在时，磁感强度大小为，此时的磁通量为：
因此在时刻，磁通量：
联立解得：
根据，而
因此电荷量：
在时间内，电荷量：
在时间内，电荷量：
在时间，线框无感应电流，所以
总电荷量
答：外力的大小为；
在这段时间内磁感应强度的大小与时间的关系为：；
在内流过导线横截面的电荷量为。 

【解析】根据图可得在时的磁感应强度大小，再根据平衡条件结合安培力的计算公式求解拉力；
匀速出磁场，电流为，磁通量不变，则有：，由此得到磁感应强度与时间的关系；
根据电荷量的经验公式，求出电荷量和电荷量，再求出总电荷量。
本题主要是考查电磁感应现象与图象问题、力学问题的综合，根据受力情况结合平衡条件求解力；如果涉及电荷量问题，常根据电荷量的经验公式或根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。