2023届天津市北辰区高三下学期三模物理试题（含解析）

2023届天津市北辰区高三下学期三模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（　　）

A．力不是维持物体运动的原因

B．物体之间普遍存在相互吸引力

C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反

D．物体加速度大小与作用力成正比、与物体质量成反比

2．、两种单色光，已知在真空中光的波长小于光的波长，根据该信息，下列判断正确的是（　　）

A．在同种玻璃中，光的传播速度大

B．若、光分别照射同一光电管发生光电效应，光的遏止电压高

C．用同样的装置做双缝干涉实验，光的干涉条纹间距大

D．水对光的折射率比对光的小

3．2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成，如图所示。已知空间站离地面的高度为，这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的半径为，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A．空间站的线速度大小为

B．空间站的向心加速度大小为

C．空间站的运行周期大于24小时

D．地球质量为

4．如图所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，单匝线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度（rad/s）匀速转动，电流表为理想交流电表。从图示位置开始计时，穿过线框的磁通量最大值（Wb），电阻，其余电阻不计，下列判断正确的是（　　）

A．时刻，感应电动势为零

B．产生的交变电流的频率为100Hz

C．电流表的示数为A

D．当线框中电流最大时，线框的磁通量变化率为零

5．如图所示，虚线为位于位置的点电荷形成电场中的等势面，已知三个等势面的电势差关系为，图中的实线为一带负电的粒子进入该电场后的运动轨迹，与等势面相交于图中的、、、四点，已知该粒子仅受电场力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A．位置的点电荷带正电

B．该粒子在点的加速度小于在点的加速度

C．、、、d四点中，该粒子在处的电势能最小

D．该粒子从点飞到点动能的变化量等于从点飞到d点动能的变化量

二、多选题

6．下列说法正确的是（　　）

A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时总共可辐射出4种不同频率的光

B．放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在，半衰期都是一样的

C．核反应方程属于原子核聚变反应

D．质子和中子间存在核力，质子和质子间存在相互排斥的电磁力但不存在核力

7．在飞机起飞的过程中，由于高度快速变化，会引起机舱内气压变化，乘客小周同学观察发现，在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖子凸起，如图所示。若起飞前后桶内气体的温度保持不变，则下列关于桶内气体（可视为理想气体）的说法中正确的是（　　）

A．桶内气体从外界吸收热量

B．桶内气体分子平均动能变小

C．桶内气体压强增大

D．桶内气体对外做功，内能不变

8．一列沿轴正方向转播的简谐横波，时刻的波形如图所示，此时位于处的质点开始振动。已知时质点第一次出现在波峰位置，则下列说法正确的是（　　）

A．该波的频率为2Hz

B．波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向

C．0~1s内质点振动的路程为40cm

D．时质点在波谷位置

三、实验题

9．利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。

（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态；

（2）下列操作正确的是____________

A．实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度

B．用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量

C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数

D．逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量

（3）某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量作为横坐标，弹力作为纵坐标，然后描点作图，则作出的图像应为________。

A． B．

C． D．

10．某同学想要测量一个未知电阻的阻值。

①该同学先用多用电表粗测未知电阻的阻值，他先用欧姆表“×10”倍率测量，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，他重新选择了合适的倍率，并重新进行欧姆调零，正确操作并读数，这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量值是___________．

②为了尽可能精确测量的阻值，该同学设计了如图乙所示的电路，所选实验器材均符合实验要求。闭合，将接，调节滑动变阻器滑片到适当位置并保持不变，此时电压表示数为，电流表示数为；再将接，电压表示数为，电流表示数为，则待测电阻的阻值为__________（用、、、表示）；实验计算得到的值与真实值相比____________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

四、解答题

11．如图所示，在一堆淤泥表面放置一个大爆竹，爆竹爆炸时分裂成A、两部分，A的质量为，的质量为。爆竹爆炸时部分竖直向上飞出，能上升的最大高度为，A部分陷入淤泥中的最大深度为．若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计，取重力加速度为。求：

（1）爆竹爆炸结束的瞬间，部分获得的速度大小；

（2）A部分所受淤泥的平均阻力大小。

12．如图甲所示，两光滑的平行导轨与水平放置，、两点间接有电阻，导轨间距为，导轨处有两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ（分别是和），磁场方向均垂直于导轨平面竖直向上，Ⅱ区是磁感应强度为的恒定磁场区。Ⅰ区磁场的宽度为x1，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。一质量为、长度为、电阻也为的导体棒垂直于导轨放置在Ⅰ区磁场正中央，从时刻开始，导体棒在安培力的作用下向左运动，时刻离开Ⅰ区时速度为，最后离开Ⅱ区时速度为。求：

（1）时刻，导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒穿越Ⅱ区磁场的过程中，电阻上产生的焦耳热；

（3）Ⅱ区磁场的宽度。

13．东方超环（EAST），俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图所示，混合粒子中的中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；而带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知离子带正电、电荷量为，质量为，两极板间电压为，间距为，极板长度为，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用。

（1）在极板间施加了一垂直于纸面向里的匀强磁场，使速度为的离子直线通过两极板，求其磁感应强度的大小；

（2）直线通过极板的离子以进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域，最后均被吞噬板吞噬。其磁感应强度，求该磁场区域的宽度应满足的条件；

（3）撤去极板间磁场，且边界足够大。若粒子束由两极板中央平行于极板射入，且离子的速度范围，其磁感应强度，有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，最终被吞噬板吞噬，求离子打到吞噬板的长度。

参考答案：

1．A

【详解】A．力不是维持物体运动的原因，是伽利略实验研究和逻辑推理相结合得出的物理规律，故A正确；

B．物体之间普遍存在相互吸引力，是牛顿总结出的万有引力定律的内容，故B错误；

C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反，是牛顿第三定律的内容，故C错误；

D．物体加速度大小与作用力成正比、与物体质量成反比，是牛顿第二定律的内容，故D错误。

故选A。

2．B

【详解】AD．在真空中光的波长小于光的波长，则光的频率大于光的频率，同种玻璃或水对光的折射率大于光的折射率，根据可知在同种玻璃中，光的传播速度大，故AD错误；

B．根据光电效应方程，若、光分别照射同一光电管发生光电效应，光的遏止电压高，故B正确；

C．用同样的装置做双缝干涉实验，根据条纹间距公式，可知光的干涉条纹间距大，故C错误；

故选B。

3．A

【详解】AD．对地球表面的物体有

可得

空间站绕地球运行，由万有引力提供向心力得

解得

选项A正确，D错误；

B．由牛顿第二定律有

空间站的向心加速度大小为

选项B错误；

C．由牛顿第二定律有

解得

空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知空间站的周期小于同步卫星的周期，即小于24h，选项C错误。

故选A。

4．C

【详解】A．时刻，线圈平面垂直中性面，穿过线框的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，A错误；

B．产生的交变电流的频率

B错误；

C．感应电动势的最大值为

感应电动势的有效值

流表的示数

C正确；

D．当线框中电流最大时，线框的磁通量变化率为最大，D错误。

故选C。

5．D

【详解】A．由带负电的粒子的运动轨迹可知，靠近点电荷时受到阻力作用，所以位置的点电荷带负电，故A错误；

B．等差等势面的疏密表示场强强弱，b处的场强比a处大，所以该粒子在点的加速度大于在点的加速度，故B错误；

C．由位置的点电荷带负电，所以b点电势在、、、d四点中最低，由，可知该粒子在处的电势能最大，故C错误；

D．由动能定理可知，该粒子从点飞到点动能的变化量

该粒子从点飞到d点动能的变化量

由，可得

所以该粒子从点飞到点动能的变化量等于从点飞到d点动能的变化量，故D正确。

故选D。

6．BC

【详解】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时总共可辐射出光的种类总共为

故A错误；

B．半衰期与物理环境和化学环境无关，所以放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在，半衰期都是一样的，故B正确；

C．核反应方程属于原子核聚变反应，故C正确；

D．核力是短程力，每个核子只跟它邻近的核子间都存在核力作用，故D错误。

故选BC。

7．AD

【详解】AD．由于理想气体温度不变，则内能不变

理想气体体积变大，气体对外做功，则

根据热力学第一定律

可知

桶内气体从外界吸收热量，AD正确；

B．桶内气体的温度保持不变，则桶内气体分子平均动能不变，B错误；

C．根据玻意耳定律可知，气体的体积变大，则桶内气体压强减小，C错误；

故选AD。

8．BD

【详解】B．质点开始振动时，根据同侧法可知，该列简谐波的起振方向为沿轴负半轴，机械波上所有点的振动都是模仿波源的振动，因而波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向。故B正确；

A．时刻，点在波谷位置，时质点第一次出现在波峰位置，时间间隔为半个周期，即

根据波的频率和周期的关系可知

故A错误；

C．时间间隔为质点振动的路程为

故C错误；

D．由图可知波长为，则波速为

该列波传播到点需要的时间为

即质点只振动了，即，质点起振方向向下，则时质点在波谷位置。故D正确。

故选BD。

9．     竖直     CD/DC     A

【详解】（1）[1]在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。

（2）[2] A．实验前，应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度，故A错误；

B．用直尺测得弹簧的长度不是弹簧的伸长量，而是原长和伸长量之和，故B错误；

C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数，故C正确；

D．为防止超过弹性限度，应逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量，故D正确。

故选CD。

（3）[3]根据F=kx，作出的图像应为一条过原点的直线。

故选A。

10．     9          相等

【详解】①[1] 由题可知，用欧姆表“×10”倍率测量，发现指针偏转角度太大，说明被测电阻阻值较小，需要选择更小倍率的挡位，即选择“×1”倍率，故测量值为；

②[2]闭合，当接时，电压表示数为，电流表示数为，则有

当接，电压表示数为，电流表示数为，则有

故待测电阻的阻值为

[3]由上分析可知，实验计算得到的值与真实值相等。

11．（1）；（2）26N

【详解】（1）根据

爆竹爆炸结束的瞬间，部分获得的速度大小

（2）根据动量守恒

解得爆竹爆炸结束的瞬间，A部分获得的速度大小

根据动能定理

解得，所受淤泥的平均阻力大小

f=26N

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）时刻，导体棒所在回路的感应电动势

回路的电流

导体棒受到的安培力大小

解得

（2）导体棒穿越Ⅱ区磁场的过程中，产生的总的焦耳热

电阻上产生的焦耳热

（3）金属棒经过磁场Ⅱ过程中有动量定理

其中

解得

13．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）离子能直线通过两极板，则洛伦兹力等于电场力

将代入得

（2）由洛伦兹力提供向心力

离子在偏转磁场中的运动半径为

该磁场区域的宽度应满足的条件

（3）撤去极板间磁场后，离子在极板间做类平抛运动，离子入射速度为时，能够进入磁场的离子在电场中的侧移量为，由类平抛运动的规律可得，沿极板方向做匀速直线运动，则有

沿垂直极板方向做匀加速直线运动，则有

解得

由，解得

可知离子的速度满足的带电离子会通过两极板进入偏转磁场。

设进入磁场的离子的速度为，其方向与方向夹角为，运动半径为，运动轨迹的弦长为，如图所示；离子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得

又有

运动轨迹的弦长

离子打到吞噬板的位置与两极板间中轴线的距离为

令，取值范围为：，可得

由数学知识可得：在区间：，为增函数，则有的取值范围为

则离子打到吞噬板的长度