天津市和平区2023届高三物理下学期第一次质量调查试题（Word版附解析）

2023届天津市和平区高三下学期一模物理试题第I卷注意事项：1．每题选出答案后，用铅笔将正确答案填涂在答题卡相应的位置上，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。2．本卷共8题，每题5分，共40分。一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个是正确的）1.下列说法正确的是（）A.普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说B.卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核发现了质子C.玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论线D.汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型次【答案】B【解析】【详解】A．爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说，A错误；B．卢瑟福用α粒子轰击核获得反冲核发现了质子，B正确；C．玻尔通过对氢光谱的成因的研究提出氢原子能级理论，C错误；D．卢瑟福通过α粒子的散射实验分析，提出原子的核式结构模型，D错误。故选B。2.如图所示，导热良好的圆筒形气缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，系统处于静止状态，现将沙子不断地缓慢落到活塞上，忽略活塞与缸体之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中，缸内气体（）A.分子单位时间内碰撞活塞次数增多B.温度不变，从外界吸收热量 C.压强不变，同时温度升高D.对外界做功，同时内能减少【答案】A【解析】【详解】A．现将沙子不断地缓慢落到活塞上，活塞对封闭气体的压力增大，所以活塞会缓慢下降，气缸内气体被压缩，外界对缸内气体做功，但是气缸导热良好，所以缸内气体温度保持不变，则内能不变，因为体积减小，所以分子数密度增大，则分子单位时间内碰撞活塞次数增多，A正确；BCD．由热力学第一定律因为外界对缸内气体做功，所以因为气缸导热良好，所以缸内气体温度保持不变，则所以即缸内气体要向外界放出热量，由理想气体状态方程可知，温度不变，缸内气体体积减小，则缸内气体压强增大，BCD错误。故选A。3.如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（）A.P点场强可能等于Q点场强B.P点电势可能等于Q点电势C.电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能D.电荷从N运动到O电场力做功等于从O到M电场力做的功 【答案】C【解析】【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，根据电场分布可知，P点场强的大小小于Q点的场强，A错误；B．根据电场线与等势线垂直特点，在P点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，Q点的电势比P点的电势高，B错误；C．结合电场线与等势线垂直特点可知，N点电势高于M点，根据可知，负电荷在M点时电势能大于在N点时的电势能，C正确；D．根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，故由公式可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，根据可得正电荷从N到O过程中电场力做的功大于从O到M过程中电场力做的功，D错误；故选C。4.近年来，我国航天事业发展进入快车道，取得了令世人瞩目的成就，“嫦娥”探月，“天问”探火，中国人自己的“太空家园”空间站建成……以下是关于月球、火星、地球的部分数据中心天体天体质量/kg天体半径/km环绕轨道月球7.3×10221.7×103“嫦娥”四号月球圆形轨道距月表100km火星6.4×10233.4×103“天问”—号火星椭圆轨道近火点距火星表面265km地球6.0×10246.4×103“天和”核心舱地球圆形轨道距地表400km由表中的数据可以做出下列判断（）A.火星表面重力加速度大于地球表面重力加速度B.“天和”核心舱的运行速度大于7.9km/s C.“嫦娥”四号的运行速度小于“天和”核心舱的运行速度D.“天问”一号从近火点向远火点运动的过程，火星引力不做功【答案】C【解析】【详解】A．根据物体在星球表面受到的万有引力等于重力，可得可得火星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为故A错误；B．地球第一宇宙速度为卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力可得可得可知“天和”核心舱的运行速度小于，故B错误；C．根据万有引力提供向心力可得可得“嫦娥”四号的运行速度与“天和”核心舱的运行速度之比为故C正确；D．“天问”一号从近火点向远火点运动的过程，火星引力做负功，故D错误。 故选C。5.修建高层建筑时常用到履带式起重机，如图所示，立在底座上的吊臂由倾斜的钢缆拉住固定在一定角度，连接在吊臂顶端的竖直钢缆下端是吊钩。某次操作中，吊钩将一定质量的建材从地面由静止开始提升，经过一段时间后到达某一高度，在这段时间内（  ）A.倾斜钢缆上的拉力大小一定不变B.吊钩对建材的拉力大小一定等于建材的重力C.任意时间内拉力对建材的冲量等于建材的动量变化D.上升过程中建材的机械能一直在不断增大【答案】D【解析】【详解】A．建材上升时先加速后减速，加速度有变化，倾斜钢缆上的拉力大小一定变化，故A错误；B．建材加速上升时，吊钩对建材的拉力大小一定大于建材的重力，故B错误；C．任意时间内拉力和建材重力的合力对建材的冲量等于建材的动量变化，故C错误；D．上升过程中拉力做正功，建材的机械能一直在不断增大，故D正确。故选D。二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6.如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（） A.当时，电压表的示数为零B.AB间输入电压的瞬时值C.滑动触头向上移动时，两端的电压增大D.变阻器滑片向上移动时，AB间输入功率增大【答案】BCD【解析】【详解】A．电压表的示数为有效值，不为零，A错误；B．由图可知故代入表达式可得，AB间输入电压的瞬时值B正确；C．根据变压器电压关系当滑动触头向上移动时，变大，所以两端的电压增大，C正确；D．变阻器滑片向上移动时，不变，减小，根据变压器电压关系 所以两端的电压不变，输入功率等于输出功率所以变阻器滑片向上移动时，AB间输入功率增大，D正确。故选BCD。7.手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点，t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（）A.t1时刻之前Q点始终静止B.t1时刻P点运动方向向上C.t1时刻P点刚好完成一次全振动D.t=0时刻O点运动方向向下【答案】CD【解析】【详解】A．因为至t1时刻O点已完成两次全振动，从图可知，此时Q点已经开始振动，故A错误；B．由于运动方向是从O到Q，因此P点的运动方向向下，故B错误；C．因为P点处在两个振动周期的中间点，因此t1时刻P点刚好完成一次全振动，故C正确；D．根据图像可知，t=0时O点运动方向向下，故D正确。故选CD。8.冰壶是一种深受观众喜爱的运动，图（a）为冰壶运动员将冰壶掷出去撞击对方静止冰壶的镜头，图（b）显示了此次运动员掷出冰壶时刻两冰壶的位置，虚线圆圈为得分区域。冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是下图中的（　　） A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A．两壶碰撞后甲的速度应小于乙的速度，两壶停止时，甲应在乙的后方，选项A中图示情境不符合实际，A错误；BCD．如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，最终两冰壶的位置如选项C中所示，若两冰壶发生非弹性碰撞，则碰撞后总动量向右，机械能减少，甲不会反弹，不可能出现B、D所示情况，故C正确，BD错误。故选C。第II卷注意事项：1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。2．本卷共4题，共60分。9.学习小组同学在测量某电阻的阻值Rx（约为5kΩ）时，实验所用器材为：电源（电压3V， 内阻可忽略）、电流表（内阻约10Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～10kΩ，额定电流2A）、开关、导线若干。为更方便电路的调节，同学们利用以上器材设计了调节电路部分，画出实验电路图如图甲（虚线方框中为测量电路，未画出），进行实验测量，记录数据如下表：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.40I/mA0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520（1）由表数据可知，他们在进行实验时，电路中开关S1是______的（填“闭合”或“断开”）（2）如图乙所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请将图中剩余部分的导线补充完整（）（3）这个小组的同学在坐标纸上建立U—I坐标系，画出了表格中的数据对应的7个坐标点，如图丙所示，用坐标点拟合出图线时应该舍掉的是第______组数据（填表格中的序号）。 【答案】①闭合②.③.6【解析】【详解】（1）[1]由（3）知是用伏安特性曲线测量电阻的，要求电压电流从接近0开始调节，所以采用分压接法，他们在进行实验时，电路中开关S1是闭合的。（2）[2]由于采用电流表内接法（3）[3]如图丙所示，用坐标点拟合出图线时应该舍掉的是第6组数据。10.跳台滑雪运动惊险刺激、充满挑战。如图所示为赛道简化示意，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角θ均为37°，直线AB段长度，运动员连同装备总质量，由A点无初速下滑，从起跳区的C点起跳后降落在着陆坡上的D点，重力加速度，，。（1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到B点的速度大小；（2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，求运动员从A点下滑到B点过程中阻力做的功； （3）若运动员从C点起跳时的速度大小沿水平方向，忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求运动员在空中飞行的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，根据动能定理有解得（2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，根据动能定理有解得（3）若忽略其在空中运动时受到的一切阻力，运动员从C点起跳后在空中飞行的过程是平抛运动。设其飞行过程竖直方向的位移为h，水平方向的位移为x，飞行时间为t，根据几何关系有根据平抛运动规律有联立解得11.如图所示为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲 车厢。在缓冲车的底板上安装着电磁铁，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN，可以在导轨内自由滑动的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合的多匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L，假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦及空气阻力不计。（1）求缓冲车厢减速过程中最大加速度的大小：（2）碰撞后缓冲车厢向前移动一段距离后速度为零，则此过程线图abcd中产生焦耳热是多少；（3）缓冲车与障碍物碰撞后，要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障碍物碰撞前，导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）线圈中产生的感应最大电动势产生的感应最大电流安培力根据牛顿第二定律解得 （2）由功能关系，线圈产生的焦耳热（3）由法拉第电磁感应定律得其中由欧姆定律由动量定理可得其中可得12.某空气净化设备装置可用于气体中有害离子的收集和分离，其简化原理如图甲所示，Ⅰ区为电场加速区，Ⅱ区为电场收集区。Ⅰ区和Ⅱ区之间是无场区。已知Ⅰ区中AB与CD两极的电势差为U，Ⅱ区中分布着竖直向下的匀强电场，且EG与FH间的距离为d，假设大量相同的正离子在AB极均匀分布，初速度为零开始加速，不考虑离子间的相互作用和重力影响。(1)若正离子的比荷为，求该离子到达CD极时的速度大小。(2)若正离子的比荷为，从EF边射入的正离子经电场偏转后恰好都射入FH边的收集槽内，收集槽的宽度FH=L，求Ⅱ区中匀强电场E的大小。(3)将Ⅱ区的匀强电场换成如图乙所示的匀强磁场，则电场收集区变成了磁场分离区，为收集分离出的离子，需在EF边上放置收集板EP，收集板下端留有狭缝PF，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离。假设在AB极上有两种正离子，质量分别为m和M，且M=4m，电荷量均为q。现调节磁感应强度大小和狭缝PF宽度，可使打在收集板EP 右表面上的两种离子完全分离，为收集更多分离的离子，狭缝PF宽度的最大值为多少？（Ⅱ区中EF与GH间距足够大，不考虑出Ⅱ区后再次返回的离子）【答案】(1)；(2)；(3)x=d【解析】【详解】(1)离子在AB与CD两极间加速由动能定理有qU=mv2-0离子到达CD极时的速度v=(2)正离子在Ⅱ区做类平抛运动，且从E点射入的正离子恰好打到H点水平方向L=vt竖直方向d=at2，qE=ma解得(3)设两种离子在磁场中的圆周运动的半径为R1和R2，由qvB=m 得R1=，R2=半径关系因为M=4m，所以R1=2R2，画出两种离子在磁场中运动的临界情况如下图所示此时质量为M的正离子在收集板上的最低点与质量为m的正离子在收集板上的最高点重合。此时狭缝最大值x应满足x=2R1-2R2，d=2R1+x解得x=d13.用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，将重锤固定在纸带一端，使重锤由静止自由下落，打出的纸带由于初始部分的点迹模糊不清，舍去这部分点迹后得到如图乙所示纸带。 （1）选用的测量仪器除打点计时器外还需要______A．弹簧秤B．天平C．毫米刻度尺D．秒表（2）关于实验操作及数据处理，下列说法正确的是______A．选用质量大、体积小的重锤可以减小实验的偶然误差B．图中纸带的左侧是与重锤相连的一端C．若通过图像验证机械能守恒，必须多次重复实验，才能得到多个数据点D．利用数据做出图像，若图像是直线，则说明重物下落过程机械能守恒（3）在利用纸带上的数据点验证机械能守恒时，已经测出了AC段和FH段长度，还需要测出______段长度才能完成本次验证。【答案】①.C②.B③.BG##GB【解析】【详解】（1）[1]AB．根据整理可得可知不需要测量重物质量，AB不需要；C．实验时需要用刻度尺测量纸带上各点的距离，需要用到毫米刻度尺，C需要；D．打点计时器有计时功能，不需要秒表，D不需要。故选C。（2）[2]A．验证机械能守恒定律实验中，由于重锤要克服空气阻力做功，从而产生系统误差，选用质量大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小系统误差，A错误；B．由图可知，从A到H，相等时间内位移变大，可知图中纸带的左侧是与重锤相连的一端，B正确；C．若通过图像验证机械能守恒，需要纸带上选择合适数目的点，不需要重复实验，C错误；D．根据可知只要加速度大小恒定，图像均为直线，所以图像是直线，不能说明重物下落过程机械能守恒，D错误。 故选B。（3）[3]测出了AC段和FH段长度，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程的平均速度，可以求出点和点的速度，所以要验证机械能守恒，还需要测出段的长度。