2023届天津市市区重点中学高三下学期二模联考物理试题(含答案)

这是一份2023届天津市市区重点中学高三下学期二模联考物理试题(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，下列说法正确的是( )
A.一个油酸分子的质量B.一个油酸分子的体积为
C.油酸分子的直径为D.油酸的密度为
2、下列说法正确的是( )
A.泊松亮斑支持了光的粒子说
B.质子的德布罗意波长与其动能成正比
C.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
D.在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把绿色滤光片换为红色，相邻两亮条纹中心的距离减小
3、某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形。图乙为绳上质点M的振动图象。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波速大小为0.25m/s
C.若Q点平衡位置坐标为3.5m，Q质点的振动方程为
D.从时计时，再经过，P点经过的路程为0.7m
4、航天员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A.月球表面的重力加速度B.月球的质量
C.月球的第一宇宙速度D.月球的平均密度
5、两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压U恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0，将带电量极小的电偶极子用长度为L的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态(杆和极板垂直)，然后将两极板分别围绕O、点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中下列说法正确的是( )
A.两极板旋转之后，极板间的电场强度减小
B.两极板旋转之后，极板间的正对面积不变
C.在两极板未旋转之前，电场力对电偶极子做功为
D.在两极板旋转之后，电场力对电偶极子做功为
二、多选题
6、我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是( )
A.核聚变比核裂变更为安全、清洁
B.任何两个原子核都可以发生聚变
C.两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加
D.两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
7、如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），为一定值电阻。下列说法中正确的是( )
A.电压表示数为22V
B.输入电压瞬时值表达式为
C.当所在处出现火警时，电流表A的示数变小
D.当所在处出现火警时，电压表的示数变大
8、如图所示，两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在固定倾斜直细杆上，倾斜直杆与水平面的夹角为45°，b球套在水平细杆上，两杆不接触，且两杆间的距离忽略不计。a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接，初始连接小球a、b轻杆与水平面的夹角30°。现将小球a、b静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是( )
A.a球达到与b球同一水平面时，a球速度为
B.b球的速度为零时，a球的加速度大小为
C.b球达到最右端时，a球速度为
D.b球的最大速度为
三、填空题
9、利用甲图装置可以测量圆盘加速转动时的角速度ω以及角加速度β。物理学上把角速度的变化与发生这一变化所用时间的比值定义为角加速度。有一定厚度的圆盘可以通过中心垂直于盘面的水平轴转动。圆盘加速转动时，纸带随圆盘运动通过打点计时器打上一系列点。用50分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙，用此装置打出的一条纸带如图丙（打点计时器所接交流电的频率为，A、B、C、D…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）。
（1）据图乙读出圆盘的直径为_______mm；
（2）据图丙计算，打D点时圆盘转动的角速度为_______（保留三位有效数字）；
（3）依图丙可知，圆盘转动的角加速度大小为_______（保留三位有效数字）。
四、实验题
10、某同学欲测量一阻值大约为10Ω，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A.电源E（电动势为6.0V）
B.电压表V（量程6V，内阻约为8kΩ）
C.电流表（量程0.6A，内阻约为0.2Ω）
D.电流表（量程3A，内阻约为0.05Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）
（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数_______cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数_______mm；
（2）测量金属线的电阻时，为了便于调节，测量的尽可能准确，实验中所用电流表应选用_______（填所选仪器前的字母符号），选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上；
（3）设测得金属线的电阻为R，长度为L，直径为D，求得金属线的电阻率为_______（用R、L、D三个物理量表述）。
五、计算题
11、如图所示，物块甲从木板乙的右端以速度向着长木板运动，长木板乙静止放在粗糙的水平地面上，物块丙（可视为质点）放在长木板的最左端。物块甲与长木板乙发生弹性正碰（时间极短）之后撤去甲，乙丙发生相对运动，整个过程物块丙始终在长木板乙上。已知物块甲、木板乙和物块丙质量分别为和，物块甲与地面之间的摩擦力等于零，长木板与地面间的动摩擦因数，物块丙与长木板间的动摩擦因数，物块丙与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，求：
（1）甲乙碰撞后的瞬间物块甲和长木板乙的速度大小；
（2）丙最终距离乙左端的长度。
12、如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间，左端接有阻值电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棱ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触。，求：
（1）金属棒运动的最大速率；
（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
（3）金属棒在恒力F作用下向右运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
13、如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（未画出），第二象限存在水平向左的匀强电场。质量为m、电荷量为的带电粒子从第三象限无初速度释放后，经电压为U的电场加速后从点垂直x轴进入第二象限，然后从点进入第一象限，经磁场偏转后由x轴上的M点（图中未画出）垂直于x轴进入第四象限。不计粒子重力。（已知：，）
（1）求第二象限内电场强度的大小；
（2）若第一象限均匀分布有匀强磁场，方向垂直纸面向里，大小设为，求；
（3）若第一象限内的匀强磁场分布在某矩形区域内，方向垂直纸面向外，大小设为B，粒子经磁场偏转后仍从M点垂直x轴进入第四象限，求此矩形区域的最小面积与B的关系式。
参考答案
1、答案：C
解析：A.一个油酸分子的质量为
故A错误；
B.设油酸的摩尔体积为，则一个油酸分子的体积为
由题可知
故B错误；
C.根据单分子油膜法测油酸分子直径原理，可知油酸分子直径为
故C正确；
D.油酸的密度为
故D错误。
故选C。
2、答案：C
解析：A.泊松亮斑支持了光的波动说，故A错误；
B.根据德布罗意波波长的公式
可知质子德布罗意波长与其动能的平方根成反比，故B错误；
C.衍射、干涉、偏振等现象都是波动性特有的现象，电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明发生衍射现象，就说明电子束就有波动性，故C正确；
D.根据干涉条纹的间距公式
把绿色滤光片换为红色，波长变大，则相邻条纹间的间距变大，故D错误；
故选C。
3、答案：C
解析：A.M质点后开始向y轴负方向运动，根据同侧法可知简谐波在向x轴负方向传播，故A错误；
B.根据图甲可知道简谐横波的波长为，同时根据图乙可知周期，波速，故B错误；
C.若质点Q平衡位置坐标为，根据简谐横波在时刻的波形图，可知此时Q的y轴位置为其初始振动位置，可得振动方程为，故C正确；
D.时，质点P在最大位移处，再经过即，P点经过的路程大于，故D错误。
故选C。
4、答案：D
解析：A.根据平抛运动规律
联立解得
故A错误；
B.由
得
故B错误；
C.由
故C错误；
D.月球的平均密度
故D正确。
故选D。
5、答案：D
解析：C.设初始时刻电场强度为，则，正负电荷所在点的电势分为和，则其电势能为，则电场力做功，故C错误；
A.现将两极板旋转30°，场强变为，场强变大，故A错误；
B.两极板旋转之后，两极板间正对面积减小，故B错误；
D.两极板旋转之后，，此时电场力做功，故D正确。
6、答案：AD
解析：因为重核裂变后，产物中存在不稳定的核，而且放射性产物较多，轻核聚变与之相比更安全、清洁，所以A正确。轻原子核才会发生聚变，所以B错误。核反应过程中存在质量亏损，释放能量，所以C错误。核反应后产生的新核相对稳定，比结合能增加，故D正确。
7、答案：AB
解析：A.由图象可知，输入的电压有效值为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为
所以电压表示数为22V，故A正确；
B.由电动势随时间变化的规律可知，周期为0.02s，交流电的角速度
所以输入电压瞬时值表达式为
故B正确；
CD.当出现火警时，温度升高，电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈电流即电流表A示数增大，则的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以的电压即电压表示数要减小，故CD错误。
故选AB。
8、答案：BD
解析：根据题意，a、b组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒。
A.从开始到a球达到与b球同一水平面的过程，由系统的机械能守恒得
又有
解得
故A错误；
BC.根据题意可知，a球和b球沿铰链的速度相等，则当铰链与斜杆垂直时，b球达到最右端，此时b球的速度为零，对a球，由牛顿第二定律有
解得
由系统的机械能守恒有
解得
故C错误，B正确；
D.根据题意可知，当轻杆与水平杆垂直时，b球的速度最大，此时a球的速度为零，由系统的机械能守恒得
解得
故D正确。
故选BD。
9、答案：（1）50.94（2）16.1（3）23.6
解析：（1）游标卡尺为50分度，精确度为0.02mm，读数等于主尺读数与游标尺读数之和，所以圆盘的直径为
（2）相邻两计数点间的时间间隔为
由图丙可知，相邻两个T时间内，纸带的位移之差恒为0.6cm，所以纸带做匀加速直线运动，打D点时纸带的瞬时速度等于C、E两点之间的平均速度，为
圆盘的半径为
打D点时圆盘转动的角速度为
（3）纸带的加速度大小等于圆盘边缘的切向加速度大小，为
结合角加速度的定义以及角速度和线速度之间的关系可得
10、答案：（1）5.235；2.149（2.148~2.150均可）
（2）C；
（3）
解析：（1）游标卡尺的主尺读数为52mm，游标尺读数为
所以最终读数等于主尺加上游标尺的读数之和为
螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为
所以最终读数等于固定尺加上可动尺的读数之和为
（2.148~2152均可）
（2）待测电阻的最大电流
因此选择。
滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示
（3）根据电阻定律
解得
11、答案：（1）3m/s，12m/s（2）10.67m
解析：（1）物块甲与长木板乙发生弹性正碰，则有
，
解得
，
（2）碰后，甲向左做匀速直线运动，乙向左做减速运动，丙向左做加速运动，对乙有
解得
对丙分析有
解得
历时乙丙达到同速，则有
解得
，
此过程丙相对于乙向右运动，相对位移为
解得
之后丙以大小仍然为的加速度向左做匀减速运动，位移为
乙之后向左做匀减速运动，对乙有
解得
向左减速至0的位移
此过程丙相对乙向左运动，相对位移为
可知，丙最终距离乙左端的长度
解得
12、答案：（1）4m/s（2）（3）1.5J
解析：（1）金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律
解得金属棒运动的最大速率
（2）金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，则
由平衡条件可得
金属棒速度为时，设回路中的电流为，则
由牛顿第二定律得
解得
（3）设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系
则电阻R上的焦耳热
解得
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设粒子从P点进入电场的速度为，根据动能定理有
粒子进入第二象限的电场后做类平抛运动，根据运动的合成与分解，水平方向，有
竖直方向，有
其中
联立解得
（2）根据粒子在第二象限的运动，可知从A点进入第一象限时的水平速度为
竖直速度也为，所以粒子经过A点的速度方向与y轴正方向的夹角为，速度大小为
之后做匀速圆周运动，设粒子的轨迹半径为R，画出运动轨迹如图
根据几何关系，有
根据洛伦兹力提供向心力，有
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设磁感应强度为B，轨迹半径为r，根据题意画出轨迹图
根据题意，粒子在矩形磁场中运动轨迹所对圆心角为225°，所以最小面积的矩形的长为轨迹所对的弦长
矩形的宽为
所以矩形的最小面积为
根据洛伦兹力提供向心力
联立得此矩形区域的最小面积与B的关系式为