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天津市十二区重点学校2023届高三物理下学期联考试题(Word版附解析)
天津市十二区重点学校2023届高三物理下学期联考试题(Word版附解析)
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TJKS2023年天津市十二区重点学校高三毕业班联考(一)物理试卷注意事项:1.每小题选出答案后,把答题卡上对应题目的答案标号涂墨,如需改动,用橡皮擦于净后,再选涂其他答案。2.本卷共8题,每题5分,共40分第I卷一、选择题(每小题5分,共25分,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)1.物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )A.,其中X为α粒子B.卢瑟福通过α粒子散射实验,确定了原子的核式结构C.贝克勒尔发现天然放射性现象,说明原子可以再分D.查德威克用α粒子轰击获得核,发现了中子【答案】B【解析】【详解】A.根据核反应过程中,质量数与电荷数守恒,可知X的质量数为质子数为所以X为中子,故A错误;B.卢瑟福通过α粒子散射实验,确定了原子的核式结构,故B正确;C.贝克勒尔发现天然放射现象,天然放射现象的发现说明原子核可以再分,故C错误;D.查德威克用α粒子轰击获得核,发现了质子,故D错误。故选B。2.如图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1,RT为阻值随温度升高而减小的 热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电源电压u随时间t按正弦规律变化,如图(b)所示。下列说法正确的是( )A.u随t变化的规律为B.变压器原、副线圈中的电流之比为3:1C.变压器输入、输出功率之比为1:3D.若热敏电阻RT的温度升高,则电流表的示数变小,变压器的输入功率变大【答案】A【解析】【详解】A.由图可知所以u随t变化的规律为故A正确;B.根据变压器原副线圈电流与匝数的关系有故B错误;C.对理想变压器而言,其输入功率等于输出功率,即变压器输入、输出功率之比为1:1,故C错误;D.若热敏电阻RT的温度升高,其阻值减小,所以副线圈回路中总电阻减小,而副线圈两端的电压不变,所以副线圈中电流I2增大,所以电流表的示数变大,变压器输出功率增大,则其输入功率增大,故D错误。 故选A。3.如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s,则下列说法正确的是( )A.这列波的波长是14cmB.这列波周期是0.125sC.这列波是沿x轴正方向传播的D.t=0时,x=4cm处的质点速度方向沿y轴负方向【答案】D【解析】【详解】A.根据图像可得波长为故A错误;B.周期为故B错误;C.经过0.2s,波向前传播的距离为根据波形的平移法可知该波沿x轴负方向传播,故C错误;D.由于该波向左传播,所以根据振动和波动关系可知t=0时刻,x=4cm处的质点的速度沿y轴负方向,故D正确。故选D4.用如图所示的装置做单色光的光学实验,光屏上得到明暗相间的条纹,发现用a光做实验时,光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b 光做实验时多。实验中双缝间距不变,双缝到光屏的距离不变。下列说法正确的是( )A.a光的频率小于b光的频率B.若用a、b光分别照射某金属均能够发生光电效应,用a光照射得到光电子的最大初动能小C.若a光是氢原子从能级跃迁到产生的,则b光可能是氢原子从能级跃迁到产生的D.在真空中,a光的传播速度小于b光【答案】C【解析】详解】A.由双缝干涉原理可得发现用a光做实验时,光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b光做实验时多,说明a光条纹间距x较小,a光波长较小,a光频率较高,A错误;D.在真空中,a光的传播速度与b光传播速度相同,均为光速c,D错误;C.a光频率较高,光子能量较大,若a光是氢原子从能级跃迁到产生的,则b光可能是氢原子从能级跃迁到产生的,C正确;B.光电效应方程为若用a、b光分别照射某金属均能够发生光电效应,用a光照射得到光电子的最大初动能较大,B错误。故选C。5.下列说法正确的是( ) A.图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线,其中等温线1表示的温度最高B.图乙为一定质量的理想气体状态变化的V-T图线,由图可知气体在状态a的压强大于在状态b的压强C.图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中对外界做功,气体吸热D.图丙为分子间作用力与分子间距离的关系,可知当分子间的距离时,分子势能随分子间距离的增大而增大【答案】D【解析】【详解】A.图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线,由比较、乘积的大小,等温线3表示的温度最高,A错误;B.气体在状态a到状态b的过程中,体积不变,由查理定律由于大于,故大于,B错误;C.图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中气体体积不变,对外界不做功,C错误;D.图丙为分子间作用力与分子间距离的关系,可知当分子间的距离时,分子间为引力,分子势能随分子间距离的增大而增大,D正确;故选D。二、不定项选择题(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,有选错或不答的得0分。) 6.如图所示,用一个质量不计的网兜和一段轻绳OA把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点,足球与墙壁的接触点为B.若只增大轻绳OA的长度,足球始终保持静止状态,忽略网兜与足球之间的摩擦。下列说法正确的是( )A.足球对墙壁的压力减小B.轻绳OA上的拉力增大C.O点附近网兜上各条绳的拉力均减小D.足球受到的合力增大【答案】A【解析】【详解】以足球为研究对象,对其受力分析如图所示足球处于静止状态,根据平衡条件得FN=mgtanθ只增大悬绳的长度,足球始终保持静止状态,则θ角减小,F减小,FN减小,合力为零,保持不变。故选A。7.2021年5月15日,“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次 变轨后登陆火星的理想轨迹示意图,其中轨道I、III为椭圆,轨道II为圆,不计探测器变轨时质量的变化,万有引力常量为G,则( )A.探测器在轨道I的运行周期小于在轨道II的运行周期B.探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”C.若已知轨道II的周期和轨道半径,则可以求出火星质量D.探测器在轨道I上O点的速度小于轨道II上O点的速度【答案】BC【解析】【详解】A.根据开普勒第三定律所以故A错误;B.由于万有引力提供向心力,即所以故B正确;C.由于万有引力提供向心力,即 所以若已知轨道II的周期和轨道半径,则可以求出火星质量,故C正确;D.探测器在轨道I上O点点火减速变轨到轨道II,所以探测器在轨道I上O点的速度大于轨道II上O点的速度,故D错误。故选BC。8.如图所示,M、N两点分别固定两个等量正点电荷,A为它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C、D为连线中垂线上分别处于A点上下方的两点,若取无穷远的电势为0,不计试探电荷的重力,关于ABCD这四个点,下列说法正确的是( )A.将一正试探电荷在B点由静止释放,它将在A点两侧往复运动B.若,则一正试探电荷在C点与在D点电势能相同C.若,则C点场强一定小于D点场强D.A点场强为0,电势也为零,电势最高的点是B点【答案】AB【解析】【详解】A.设B点关于中垂线对称点为,将一正试探电荷从B点由静止释放,向点运动过程中,根据等量同种电荷电场线的特点,电场力先做正功后做负功,根据对称性,这两点的电势相等,电场力的总功等于零,电荷在点的速度也等于零,所以电荷将在B、间做往复运动,即在A点两侧往复运动,故A正确;B.根据题意可知,C点与D点在中垂线上,且关于两正电荷的连线对称,则C点与D点处的电势相等,则一正试探电荷在C点与在D点电势能相同,故B正确; C.等量同种正电荷的中点处场强为零,同时从中点开始,场强沿着中垂线向无限远处先增大后减小,所以C点场强不一定小于D点场强,故C错误;D.等量同种正电荷的中点处场强为零,电势不为零,故D错误。故选AB。第II卷注意事项:1.请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.某实验小组用图甲所示的装置做“探究小车加速度与小车质量、所受合外力关系”的实验。(1)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,纸带上只测出了两组数据,由此可以算出小车运动的加速度大小a=______(结果保留两位有效数字);(2)在探究“合外力一定时,小车加速度与质量的关系”时,甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与质量M的图像,然后由图像直接观察a是否与M成反比,乙同学认为应该作出小车加速度a与小车质量倒数的图像,再进一步讨论a是否与M成反比。你认为同学______(选填“甲”或“乙”)的方案更合理;(3)若利用力传感器将实验装置改成如图丙所示,探究小车质量一定时,加速度与合外力的关系,下列操作必要且正确的是______。A.安装实验器材时,要调节定滑轮的高度,使细线与长木板平行 B.平衡摩擦力时,挂上砂桶,接通打点计时器的电源,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量D.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数【答案】①.0.50②.乙③.AD##DA【解析】【详解】(1)[1]根据解得(2)[2]根据可知,当合外力一定时,小车加速度与质量成反比关系,加速度a与质量M的图像为一条曲线,根据描绘的曲线不能直接通过观察判定a是否与M成反比,而当合外力一定时,小车加速度a与小车质量倒数成正比,小车加速度a与小车质量倒数的图像为一条直线,能够根据加速度a与小车质量倒数的图像直接判定两者是否成正比,再进一步讨论a是否与M成反比,可知乙的方案更合理。(3)[3]A.为了求出小车所受外力的合力,安装实验器材时,要调节定滑轮的高度,使细线与长木板平行,A正确;B.平衡摩擦力时,不挂砂桶,接通打点计时器的电源,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动,B错误;C.由于利用力传感器能够直接测量出细线的拉力,从而能够求出小车所受外力的合力,并没有认为砂桶的重力与细线的拉力近似相等,因此实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量,C错误;D.为了避免纸带上出现大量的空白段落,实验时应该使小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,D正确。 故选AD。10.如图所示,一段粗糙水平面右端与光滑曲面在O点平滑连接,左端与一段光滑水平面在N点连接。一左端固定的轻弹簧置于光滑水平面上,其右端恰好位于N点,一质量为的小球被长为的轻细绳悬挂在点且处于静止状态,小球位于O点但与O点不接触。在点左侧与等高处的P点,固定有一垂直纸面的光滑钉子,与点的距离为。一质量为的小物块从曲面上高为的位置由静止滑下后,与小球发生碰撞,碰后小球向左摆动,绳子碰到钉子后,小球恰好能完成竖直面内的圆周运动。已知粗糙水平面的长度为与小物块的动摩擦因数,重力加速度,小球与小物块均可看成质点,碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内。求:(1)小物块刚要碰上小球瞬间的速度的大小;(2)刚碰撞完瞬间,绳子对小球的拉力T的大小;(3)弹簧弹性势能的最大值。【答案】(1)4m/s;(2)4.5N;(3)2.1J【解析】【详解】(1)小物块下滑过程有解得(2)碰撞过程有之后小球圆周运动到最高点 由于小球恰好能完成竖直面内的圆周运动,在最高点有解得,刚碰撞完瞬间,对小球有解得T=4.5N(3)小物块向左运动至压缩弹簧至最短时解得11.如图所示,坐标系xOy的第一象限内有一条平行于x轴的虚线,与x轴的距离为L,在虚线与x轴之间的区域(包括x轴上)分布有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在虚线上方足够大的区域内分布有竖直向下的匀强电场,一质量为、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点O沿x轴正向以某一速度射入磁场,从P(L,L)点第一次射入电场,当粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时到达Q点(图中未标出),Q点到y轴的距离为2L。不计粒子的重力。求:(1)粒子从O点射入时的速度v的大小;(2)电场强度E的大小;(3)粒子从O点到Q点的时间。 【答案】(1);(2);(3)【解析】【详解】(1)由几何关系可知粒子在磁场中运动时,速度方向偏转了,易得轨迹半径为粒子在磁场中运动,由洛伦兹力充当向心力有解得(2)粒子进入电场中以后,竖直方向做匀减速直线运动,水平方向做匀速直线运动,进入电场时,水平方向的初速度和竖直方向的初速度分别为,由题意,设粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时在电场中运动的时间为,水平方向的位移为逆向思维,对竖直方向的初速度有解得 ,(3)设粒子在磁场中运动的时间为,由(1)可知,粒子在磁场中转过了,根据粒子在磁场中运动的周期可得则粒子从O点到Q点的时间12.基于电容器的制动能量回收系统已经在一些品牌的汽车上得到应用。某同学设计的这种系统的一种简易模型如图所示。某种材料制成的薄板质量为m,围成一个中空圆柱,圆的半径为r,薄板宽度为L,可通过质量不计的辐条绕过圆心O且垂直于圆而的水平轴转动。薄板能够激发平行于圆面且沿半径方向向外的辐射磁场,磁场只分布于薄板宽度的范围内,薄板外表面处的磁感应强度为B。一匝数为n的线圈abcd固定放置(为显示线圈绕向,图中画出了两匝),ab边紧贴薄板外表面但不接触,线圈的两个线头c点和d点通过导线连接有电容为C的电容器、电阻为R的电阻、单刀双掷开关,如图所示。现模拟一次刹车过程,开始时,单刀双掷开关处于断开状态,薄板旋转方向如图所示,旋转中薄板始终受到一与薄板表面相切,与运动方向相反的大小为f的刹车阻力作用,当薄板旋转的角速度为时,将开关闭合到位置1,电容器开始充电,经时间t电容器停止充电,开关自动闭合到位置2。除刹车阻力外,忽略其他一切阻力,磁场到cd连线位置时足够弱,可以忽略。电容器的击穿电压足够大,开始时不带电,线圈能承受足够大的电流,不考虑磁场变化引起的电磁辐射。(1)电容器充电过程中,判断极板M带电的电性;(2)求充电结束时,薄板的角速度大小;(3)求薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率。 【答案】(1)负电;(2);(3)【解析】【详解】(1)薄板旋转方向为逆时针,则线框相对于薄板的运动方向为顺时针,根据右手定则可知,d电势低于c点电势,故M板带负电;(2)薄板旋转,线圈相对薄板的线速度分别为,停止充电时,两极板的电压为在充电过程中,对薄板分析,根据动量定理得充电的电荷量大小满足,联立解得(3)整个过程中,薄板损失的机械能为 充电过程中的Q-U图像如图所示,利用微元法,结合充电过程中克服电场力做功的公式,电容的公式,可得到阴影面积为电容器充电过程中获得的能量,即薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率联立解得13.实验小组想测量一电阻的阻值。(1)某同学先用多用电表欧姆挡粗略测量,当所选倍率挡为×10挡时,欧姆调零后进行测量发现指针偏转过大,重新换挡欧姆调零后,测量电阻时表盘的示数如图甲所示,则该电阻的阻值是______Ω;(2)该同学用如图乙所示的电路测量该电阻的阻值,除待测电阻Rx外,可供使用的器材如下: A.电流表A0:量程为0.6AB.电流表A1:刻度数字缺失,不能读数,内阻不计C.电阻箱R0:阻值范围为0~999.9ΩD.滑动变阻器(最大阻值为5Ω)E.滑动变阻器(最大阻值为2kΩ)F.电源E:电动势约为3V,内阻不计G开关S,导线若干滑动变阻器R应选用______(填“D”或“E”);闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,接着调节R0,直至电流表A1满偏,记录此时电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R0。重复调节滑动变阻器和电阻箱,保持电流表A1满偏,得到多组电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R0的数据,正确作出如图丙所示的图像,若图像的斜率为k、纵截距为b,则待测电阻的阻值为______。【答案】①.9.0②.D③.【解析】【详解】(1)[1]欧姆调零后进行测量发现指针偏转过大,表明通过欧姆表的电流较大,说明待测电阻较小,为了减小误差,需要使得指针指在中央刻线附近,则需要采用小倍率挡位,即选择×1挡,根据欧姆表的读数规律,该读数为(2)[2]实验中滑动变阻器采用的是分压式接法,为了确保实验数据的连续性,滑动变阻器应该选择总阻值较小的5Ω,即滑动变阻器R应选用D;[3]令电流表A1的满偏电流为,则有 解得结合图丙有,解得
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高考 - 模拟考试
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