浙江省台州市2022-2023学年高三物理下学期二模试题（Word版附解析）

台州市2023届第二次教学质量评估试题物理2023.4本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。可能用到的相关参数：重力加速度g均取。选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.奥地利物理学家J.Stefan发现黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量为，若用国际单位制基本单位的符号来表示比例系数的单位，下列正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】依题意，黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量表达式为比例系数的单位为故选C。2.关于以下四张图片，下列说法正确的是（）A.甲图：五颜六色的彩虹是光的干涉现象B.乙图：利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于纵波C.丙图：电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性D.丁图：让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调谐【答案】C 【解析】【详解】A．五颜六色的彩虹是光的色散现象，故A错误；B．利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于横波，故B错误；C．电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性，故C正确；D．让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调幅，故D错误。故选C。3.某款机械表中有两个相互咬合的齿轮A、B，如图所示，齿轮A、B的齿数之比为，齿轮匀速转动时，则A、B齿轮的（）A.周期之比B.角速度之比为C.边缘各点的线速度大小之比D.转速之比为【答案】B【解析】【详解】齿轮A、B的齿数之比为，可知齿轮A、B的半径之比为；齿轮A、B相互咬合，可知边缘各点的线速度大小相等，即根据可得齿轮A、B角速度之比为根据可得齿轮A、B周期之比为根据可得齿轮A、B转速之比为故选B。 4.下列对教材中的四幅图分析正确的是（）A.图甲：天宫一号空间实验室里的水球不受重力作用B.图乙：树枝受到猴子的拉力是树枝发生形变产生的C.图丙：汽车速度计的示数表示瞬时速率D.图丁：随着沙子的不断流入，干沙堆的倾角会不断增大【答案】C【解析】【详解】A.天宫一号空间实验室里的水球依然受重力，只不过重力用于提供了向心力，A错误；B.猴子受到树枝的拉力是树枝发生形变产生的，B错误；C.汽车速度计的示数表示汽车通过某一位置的瞬时速度，C正确；D.当干沙堆的倾角到达某一值时，再落下的沙子沿斜面方向重力的分力大于摩擦力，沙子就会滑下，D错误。故选C。5.我国发射的“悟空”号暗物质探测卫星运行在离地约为500km的圆轨道上，此卫星运行中（　　）A.受地球的引力保持不变B.线速度大于第一宇宙速度C.角速度大于月球绕地球运行的角速度D.向心加速度小于同步卫星的向心加速度【答案】C【解析】【详解】A．卫星受地球的引力大小保持不变，方向时刻改变，A错误；B．第一宇宙速度是最大的运行速度，卫星距离地面500km，轨道半径大于地球半径，运行速度小于第一宇宙速度，B错误； C．由可得因为卫星轨道半径小于月球轨道半径，故卫星角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确。D．由可得因为此卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，故此卫星向心加速度大于同步卫星的向心加速度，D错误。故选C。6.电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是（）A.该电场为匀强电场B.电子运动过程中电势能逐渐减小C.电子运动过程中加速度逐渐减小D.电子经过各点的电势随位移x的变化如乙图所示【答案】B【解析】【详解】A．由甲图中电场线分布可知，该电场为非匀强电场，A错误；B．由于电子带负电，当它从A沿直线运动到B时，电场力做正功，则电势能减小，B正确；C．由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知，电子在加速过程中电场力逐渐变大，因此加速度逐渐变大，C错误； D．乙图斜率表示电场强度，由图知斜率逐渐变小，而甲图可知电场强大逐渐变大，D错误。故选B。7.小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法正确的是（）A.实验中小张也有电击感B.表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变C.若未放置铁芯，小杨电击感减弱D.小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大【答案】C【解析】【详解】AD．当回路断开时，电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，该自感电动势较大，小杨两手分别握住线圈裸露的两端，瞬间有高电压，所以有电击感，但是小张握着绝缘处，不会有电击感，故AD错误；B．线圈自感，要保持的电流方向，相当于电源内部，而小杨相当于外电路，外电路电流方向改变，故B错误；C．若未放置铁芯，磁性减弱，自感产生感应电动势减小，所以小杨电击感减弱，故C正确。故选C。8.如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下，输入电压为220V时，接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝，装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是（） A.接收线圈的匝数为40匝B.两线圈中交变电流的频率不相同C.让手机略微远离充电装置，接收线圈的电压不变D.相比有线充电器，该装置能量损耗率更高【答案】D【解析】【详解】A．由法拉第电磁感应定律得，发射线圈的电压为装置的磁通量损耗约为，则接收线圈的电压为所以可得，接收线圈的匝数为A错误；B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，则发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同，B错误；C．让手机略微远离充电装置，受电线圈中感应电流变小，发射线圈中的感应电流变小，则接收线圈的电压发生变化，C错误；D．无线充电利用能量转化的原理充电的，将电场能变成磁场能，然后再变成电场能给电池充电，相比有线充电器，该装置能量损耗率更高，D正确。故选D。9.笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上 显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（）A.合屏过程中，前表面的电势比后表面的低B.开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大C.若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏D.开、合屏过程中，前、后表面间电压U与b无关【答案】D【解析】【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则，自由电子向后表面偏转，后表面积累了电子，前表面的电势高于后表面的电势，故A错误；BCD．稳定后根据平衡条件有根据电流的微观表达式有解得所以开屏过程中，磁感应强度减小，元件前、后表面间的电压变小。若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，不可能出现闭合屏幕时无法熄屏。开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关，故D正确，BC错误；故选D。10.两个振动情况完全相同的波源、，分别位于x轴上原点O和0.9m，振幅为10cm。时刻波源开始沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正、负方向传播，当波传到0.9m处，触发波源开始振动，此时x正半轴波形如图所示，两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是（） A.两列波的传播速度为4m/sB.波源的起振方向沿y轴正方向C.在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程为100cmD.从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为10cm【答案】C【解析】【详解】A．根据题图可得波长根据题意可得可得波速A错误；B．根据题意可知图中时刻波形图处质点刚开始振动，与波源振动方向相同，根据同侧法可知波源的起振方向沿y轴负方向，B错误；C．波源振动的情况下，平衡位置处在的质点振动的时间路程波源开始振动的时间波源的振动传到质点的时间 因的振动质点真的的时间路程在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程C正确；D．从图示时刻开始，再过0.75s即，因振动处的质点位移为振动传到处的质点的时间则因振动处的质点振动的时间为因振动处的质点起振方向向下，所以位移为从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为D错误故选C。11.某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12Ah”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（　　） A.电动机两端电压为36VB.电动机的电流约为5AC.自行车匀速行驶的最长时间约为1.8hD.自行车匀速行驶的最远距离约为30km【答案】C【解析】【详解】AB．正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，则电源的输入功率为且由公式解得电动机的额定电流约为设电动机的内阻为，电动机的效率为80%，则解得由于电源与电动机都有内阻，故电动机两端电压故AB错误；CD．根据电池容量，电流为，则可得自行车匀速行驶时则由解得自行车匀速行驶的最远距离约为 故C正确，D错误。故选C。12.如图所示，两个质量分别为和的带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘轻绳跨放在光滑的定滑轮上（滑轮大小不计），两球静止，O为滑轮正下方AB连线上的一个点。两球到O点距离分别为和，到滑轮的距离分别为和，且，细绳与竖直方向的夹角分别为和，两球电荷量分别为和。则（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】A．由于两球的电场力是相互作用力，故无法比较两球电荷量的大小，A错误；B．绳子上的力处处相等，对绳子跨过定滑轮的节点受力分析可知所以B错误；CD．对两球受力可知，根据相似三角形 可得故C错误，D正确。故选D13.如图所示，一架战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上水平间距相等的A、B、C三点。已知击中A、B的时间间隔为，击中B、C的时间间隔为，释放炸弹的时间间隔分别为、。不计空气阻力，则（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设释放第一颗炸弹的时刻为，击中山坡上A点的时刻为，释放第二颗炸弹的时刻为，击中山坡上B点的时刻为，释放第三颗炸弹的时刻为，击中山坡上C点的时刻为，由于炸弹在空中下落过程，战斗机一直处于炸弹的正上方，则有由于可得设三颗炸弹在空中下落的高度分别为、、；则三颗炸弹在空中的下落时间分别为 则有由图可知下落高度关系为：略小于，比小得多；则有故选B。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.一个静止的铀核经衰变后产生一个新核X，已知、X、的原子质量分别为232.0372u、228.0287u、4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则（）A.新核的中子数为90B.释放出的核能约为5.5MeVC.反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和D.若释放的核能全部转化动能，则新核X的动能约为0.1MeV【答案】BD【解析】【详解】A．核反应过程质子数和质量数守恒，新核的质子数为质量数为故新核的中子数为A错误； B质量亏损根据质能方程B正确；C．由于衰变放出能量，反应物的结合能之和小于生成物的结合能之和，C错误；D．根据动量守恒，新核和粒子动量大小相等，方向相反有动能和动量关系由能量守恒得所以新核X的动能约为D正确。故选BD。15.如乙图所示，一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了a、b两束单色光，分别将这两束单色光射向图甲所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰为零时，电压变示数为。已知该种金属的极限频率为，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（）A.a光在玻璃中的传播速度比b光小 B.b光的光子能量为C保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，电流表示数变大D.用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大【答案】BD【解析】【详解】A．由乙图知，由于两束光入射角相同，b光的折射角小，根据可知b光的折射率大于a光的折射率，根据所以b光在玻璃中的传播速度比a光小，A错误；B．由折射率和频率的关可知，b光的频率大于a光的频率，故b光发生光电效应，根据光电效应方程又有所以b光的光子能量为B正确；C．保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，则AK两端的电压变小，则电流表示数可能不变，可能变小，C错误；D．由于b光的折射率大，所以a光的波长大于b光的波长，根据用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大，D正确。故选BD。非选择题部分三、非选择题（本题共5小题，共55分）16.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。 ①图乙所示的弹簧用毫米刻度尺测得的长度为______cm。②用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验，得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示，关于图像分析下列说法正确的是______A.弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b小B.弹簧a的自重比弹簧b的大C.弹簧a的原长一定比弹簧b的大D.弹簧a的图像弯曲，是因为超过了弹簧的弹性限度【答案】①.25.81##25.82##25.83##25.84②.BD##DB【解析】【详解】①[1]图乙所示的弹簧用毫米刻度尺，所以读数要精确到最小刻度，但是要估读一位，则测得的长度为25.81cm。②[2]A．图像斜率表示劲度系数，故弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b大，故A错误；B．横截距为拉力F为0时，弹簧的伸长量，即弹簧在自重作用下的伸长量。弹簧a的劲度系数比b大，两个弹簧在自重作用下伸长量相同，所以弹簧a的自重比弹簧b的大，故B正确；C．在图中，当弹簧的弹力为0时，弹簧处于原长，故弹簧a的原长与弹簧b的原长相同，故C错误；D．弹簧在其弹性限度内，弹力与形变量成正比；超出弹性限度后，不再成正比。图线的末段明显偏离直线，就是弹簧受到的力超过了弹性限度的原因，故D正确。故选BD。17.①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得水面稳定后的油膜面积为，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留一位有效数字）②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。A.水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开B.使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液C.计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算 【答案】①.②.③.AD##DA【解析】【详解】①[1]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为[2]则油酸分子的直径是②[3]A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测得的油膜面积S偏小，直径d的测量值偏大，A正确；B．使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液，酒精挥发使溶液的浓度变大，则所含油酸体积偏大，则面积变大，则直径d的测量值偏小，B错误；C．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的油膜面积S偏大，则直径d的测量值偏小，C错误；D．油酸分子直径为可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则体积V偏大，直径d的测量值偏大，D正确。故选AD。18.某物理兴趣小组尝试通过实验测量某金属导体电阻。（1）先用欧姆表“”档粗测该导体阻值，指针位置如图1，对应的读数是______。经查阅资料发现该电阻的阻值约为，测量值与真实值的偏差较大，原因是该同学未进行欧姆调零所致，若此时把两表笔短接，指针应指在欧姆挡零刻度线的______侧（选填“左”或“右”）； （2）考虑到伏安法测电阻中电表会给实验测量带来误差，为解决该问题，兴趣小组设计了如图2所示的电路（部分导线未画），实验操作如下：①断开开关，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表指针偏转到合适位置，并记录两电表示数U、。图3所示的电流表读数为______A。②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为U，并记录此时的电流表示数。则该电阻的阻值可表示为______（结果用U、、表示）。③根据你对该实验原理的理解，在图2中将剩余的两根导线连接到合适的位置______。【答案】①.②.左③.0.32A④.⑤. 【解析】【详解】（1）[1]欧姆表的读数为[2]由于测量值大于真实值是因为电表内阻偏大，因此短接时，电流达不到满偏电流，指针应在零刻度线的左侧。（2）①[3]电流表读数为②[4]两个电阻并联的电流之和等总电流，根据欧姆定律③[5]电压表应并联到定值电阻两端，如图19.一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为S，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求 （1）稳定后，汽缸内空气柱长度；（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设气缸竖直悬挂时，内部气体压强为，空气柱长度为，由玻意耳定律可知对气缸受力分析，由平衡条件联立可得，稳定后，汽缸内空气柱长度为（2）由盖—吕萨克定律可知得（3）由热力学第一定律可知其中得 则气体释放的热量为20.如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力；（2）小球离开滑块后所能到达的最大高度；（3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对小球得由牛顿第三定律可知，小球对滑块的压力方向竖直向下（2）小球滑上滑块到运动至最高点的过程中，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，设小球运动到最高点h时，滑块和小球水平方向的速度大小相等，设为 得（3）设小球第一次着地前瞬间，竖直方向的速度大小设为，初次着地后经t时间，小球与地面发生第次碰撞时与C点的距离为x，则解得当时此时即要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为。21.如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有“T”形金属轨道装置，整个装置处于大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，该装置由位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和粗糙竖直导轨SW、构成，导轨间距均为l。开始时，导体棒a、b分别静置在水平轨道上左右两侧适当位置，b棒用一绝缘且不可伸长的轻绳通过光滑转弯装置O与c棒相连，与b、c棒相连的轻绳分别与导轨SP、SW平行，三根导体棒的长度均为l且始终与导轨垂直接触。刚开始锁定b棒，闭合开关K后，a棒由静止开始运动，与b棒碰前瞬间，a棒的速度为，此时解除b棒的锁定，同时断开开关K，碰后两棒粘在一起运动，此后导体棒减速为零的过程中c棒产生的焦耳热为Q。已知三根导体棒的质量均为m，电阻均为，c棒与竖直轨道间的动摩擦因数为，a、b棒碰撞时间极短，不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求（1）开关K刚闭合时，通过a棒的电流大小；（2）a棒从静止加速到的过程中，流过a棒的电荷量；（3）a、b棒碰后瞬间，a棒的速度大小；（4）c棒上升的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）开关K刚闭合时，产生的感应电动势通过a棒的电流大小（2）a棒根据动量定理流过a棒的电荷量（3）a、b棒碰撞过程中，根据动量守恒定律，对a、b棒对c棒因此碰后瞬间，a棒的速度大小（4）整个电路的焦耳热 对c棒因此c棒上升过程中c棒上升的最大高度22.如图所示，某创新小组设计了一个质谱仪，由粒子源、加速器、速度选择器、有界磁场及探测板等组成。速度选择器两端中心位置O、各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为。以为原点，为x轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过点的直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为。某种带电粒子流经加速器加速后，沿AO从O点进入速度选择器，单位时间内有个粒子从沿x轴方向进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q（未画出）之间，落在板上的粒子在P、Q间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为的粒子沿直线经选择器后打在探测板P点上。已知粒子的质量为m，，，；不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求（1）粒子的比荷；（2）第四象限磁场下边界的函数关系式；（3）探测板受到粒子的总作用力大小；（4）速度选择器两极板间距。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）由题意可知解得粒子的比荷（2）假设粒子经过边界坐标，粒子在磁场中轨道半径为r，因为粒子转过的圆心角为，故得出边界函数关系（3）由上述分析可知故PQ之间可以知道方法1：时间内打在探测板PQ间每一小段的粒子数 由动量定理求出个粒子受到的总作用力根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力方法2：时间内打探测板所有粒子求出根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力（4）方法1：的粒子刚好与速度选择器的极板相切求出速度选择器两极板的间距方法2：的粒子刚好与速度选择器的极板相切，的粒子在速度选择器中运动可以看成直线运动和圆周运动的合运动。直线运动 圆周运动：轨道半径为求出速度选择器两极板的间距