2022届天津市耀华中学高三（下）一模物理试题.docx

天津市耀华中学2022届高三年级第一次模拟考
物理试卷
第Ⅰ卷（选择题）
一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分）
1. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A. 卢瑟福通过甲图中的α粒子散射实验发现了质子
B. 乙图表明：只要光强度足够高，照射到金属板上时就一定有光电子射出
C. 根据图丙所示的氢原子能级图可知，氢原子从较高能级向较低能级跃迁时所发射出光子的能量是不连续的
D. 丁图表示的核反应属于重核裂变，是人工无法控制的核反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．卢瑟福通过甲图中分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误；
B．乙图表明：只有入射光的频率大于金属板的极限频率时，才能发生光电效应，B错误；
C．根据图丙所示的氢原子能级图可知，氢原子从较高能级向较低能级跃迁时所发射出光子的能量是不连续的，C正确；
D．图丁表示的核反应属于重核裂变，是人工可以控制的核反应，故D错误；
故选C。
2. a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、Q，则下列说法正确的是（　　）

A. 玻璃对三种光的折射率关系为
B. 将c光向左侧平移，可能发生全反射而不能折射入玻璃砖内
C. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光宽
D. a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长
【答案】D
【解析】
【详解】A．a光的偏折角度比c光大，所以，无法判断b光折射率的大小，A错误；
B．发生全反射的条件之一是光从光密介质射向光疏介质，所以将c光向左侧平移，不可能发生全反射，c光一定能折射入玻璃砖内，B错误；
C．因为a光的折射率比c光大，所以a光的波长比c光小，根据 ，在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄，C错误；
D．根据

在玻璃中，a光的速度比c光小，所以a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，D正确。
故选D。
3. 已知地球质量为M，半径为R，地球表面重力加速度为g，一类地行星的质量为地球的p倍、半径为地球的q倍，则类地行星表面的重力加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在地球表面，物体受到得重力等于万有引力

即在地球表面和类地行星表面分别有

及

联立得

B正确。
故选B。
4. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e、对此气体，下列说法正确的是（　　）

A. 过程①中气体的压强逐渐减小 B. 过程②中外界对气体做功
C. 过程④中气体从外界吸收了热量 D. 状态c、d的内能相等，d的压强比b的压强小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由理想气体状态方程

可知，体积不变温度升高即Tb>Ta，则pb>pa，即过程①中气体的压强逐渐增大，A错误；
B.由于过程②中气体体积增大，所以过程②中气体对外做功，B错误；
C.过程④中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程④中气体放出热量，C错误；
D．由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等;
由理想气体状态方程
＝C
可得
T＝V
即T­V图中的点与原点O的连线的斜率正比于该点的压强，故状态d的压强比状态b的压强小，D正确；
故选D。
5. 如图所示，质量为m的滑块从竖直墙壁上高为h处的a点，由静止开始沿斜面ab滑入水平地面（斜面与水平地面在b点平滑连接，斜面长度可随b点位置变动调节），并最终静止在c点，已知滑块与斜面及水平地面间的动摩擦因数均为μ，空气阻力不计。设c点到竖直墙壁的水平距离为x，滑块到达b点时的速度大小为v，则滑块从a到c的运动过程中（　　）

A. 斜面倾角越大，v越大 B. 斜面倾角越大，v越小
C. 斜面倾角越大，x越大 D. 斜面倾角越大，x越小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．设斜面倾角为，滑块由a到b，由动能定理得

解得

所以斜面倾角越大，v越大，故A正确，B错误；
CD．滑块由a到c，由动能定理

解得

所以x的大小与斜面倾角无关，故CD错误。
故选A。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对的得5分，对而不全得3分，选错或不选得0分）
6. 如图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=5：1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是（　　）

A. 输入电压u的表达式u=20sin（100πt）V
B. 只断开S2后，L1、L2均正常发光
C. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大
D. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．周期是0.02s，有
ω==100πrad/s
所以输入电压u的表达式应为
u=20sin（100πt）V
故A错误；
BC．当S1接1，断开S2时，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2的功率均变为额定功率的四分之一，负线圈的功率减小，则原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，故BC错误；
D．若S1换接到2后，电阻R电压有效值为4V，R消耗的电功率为
=0.8W
故D正确。
故选D。
7. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为m和m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿方向传播，波速为1m/s B. 质点a经过4s振动的路程为1m
C. 此时刻质点a的速度沿方向 D. 质点a在s时速度为零
【答案】BD
【解析】
【详解】A．t=0时，b质点向+y方向运动，根据“下坡上”可判定波沿-x方向传播，故A错误；
B．经过4 s，a回到平衡位置，路程为l m，故B正确；
C．a和b相差半个波长，a总是与b的振动方向相反，t=0时，a向-y方向运动，故C错误；
D．t=2s 时，a处于波谷，速度为零，故D正确。
故选BD。
8. 如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的质子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，且方向与等势面平行，在B点的速度大小为v2，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（ ）

A. 粒子的速度v2一定大于v1
B. 等势面b的电势比等势面c的电势低
C. 粒子从A点运动到B点所用的时间为
D. 匀强电场的电场强度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，带正电的质子弯曲的方向向下，所以质子受力的方向向下，从A到B的过程中电场力做正功，所以质子的速度增大，故A正确；
B．质子受力的方向向下，质子带正电，则电场的方向向下，而沿着电场线电势逐渐降低，故b的电势高于c的电势；故B错误；
C．质子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，质子在沿等势面方向的分速度不变为v1，所以质子运动的时间

故C正确；
D．在沿电场线的方向的位移为y=Lsinθ，由动能定理有

联立解得

故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，共12分）
9. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。

(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________。
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量
B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车，再接通电源
D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是________m/s2。（计算结果保留三位有效数字）
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=________N。
【答案】 ①. D ②. 2.40 ③. 1.0
【解析】
【详解】(1)[1]AB．对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；
D．探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确。
故选D。
(2)[2] 打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点之间的时间间隔为

根据可得

(3)[3]根据牛顿第二定律可知

解得Ff=1.0N。
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（量程为0~6V，内阻约为8kΩ）
C.电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）
D.电流表（量程3A，内阻约0.05Ω）
E.滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）
①用螺旋测微器测得该材料的直径D如图甲所示，读数___________mm。

②测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，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，在图乙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。___________
【答案】 ①. 0.730 ②. C ③.
【解析】
【详解】①[1]测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)+可动刻度数(估读一位)
D=0.5mm+0.230mm=0.730mm
②[2]根据

可知，电路中最大电流仅为0.6A，故选C。
[3]由于滑动变阻器最大阻值小于待测电阻，故采用分压式接法；而根据

故电阻为小电阻，采用电流表外接法，如此得到的电路图如下图所示。

四、计算题（本题共3小题，10题14分，11题16分，12题18分，共48分）
11. 如图所示，O点为固定转轴，把一个长度为m的细绳上端固定在O点，细绳下端系一个质量为kg的小球，当小球处于静止状态时恰好与平台的右端B点接触，但无压力。一个质量为kg的小物块从粗糙水平上的A点，以一定的初速度m/s开始运动，到B点时与小球发生正碰，碰撞后小球在绳的约束下在竖直面内做圆周运动，物块做平抛运动落在水平地面上的C点。测得B、C两点间的水平距离m，平台的高度m，已知小物块与平台间的动摩擦因数，重力加速度m/s2，求
（1）碰撞后小物块M做平抛运动的初速度大小；
（2）若碰后小球恰好能到达圆周运动的最高点E，则AB点距离s为多少？

【答案】（1）2m/s；（2）2m
【解析】
【详解】（1）碰撞后小物块M做平抛运动，在水平方向则有

在竖直方向则有

解得
m/s
（2）小球在最高点E时，重力恰好提供向心力，则有

小球从B点到E点，由动能定理可得

小物块与小球碰撞后，由动量守恒定律可得

小物块从A点到与小球开始碰撞的运动中，由动能定理可得

联立以上各式解得
m
12. 如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向。在P点有一个放射源，在纸平面内向各个方向放射出质量为m、电荷量为-q速度大小相等的带电粒子。有一初速度方向与边界线的夹角的粒子（如图所示），恰好从O点正上方的小孔C垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点。已知，，不计粒子的重力，求：
（1）该粒子的初速度的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）从P点到Q点总的运动时间；

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】解：（1）作出粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹图

由几何关系得

可得

由向心力公式

可得

联立得

（2）粒子在电场中做类平抛运动，有
，
联立上式得

（3）有题意得，粒子在磁场中偏转120°，运动时间

在电场中运动时间

则总的运动时间为

13. 感应加速器可以简化为以下模型：在圆形区域内存在一方向垂直纸面向下，磁感应强度大小B随时间均匀变化的匀强磁场。在磁感应强度变化过程中，将产生涡旋电场，涡旋电场电场线是在水平面内一系列沿顺时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等，涡旋电场场强与电势差的关系与匀强电场相同。在此区域内，沿垂直于磁场方向固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为+q小球（重力不计）位于玻璃管内部。设磁感应强度B随时间变化规律为，时刻小球由静止开始加速。求：
（1）小球沿玻璃管加速运动第一次到开始位置时速度的大小。
（2）设小球沿管壁运动第一周所用时间为，第二周所用时间为，为多大；
（3）实际过程中，小球对管壁的弹力F可以通过传感器测出，当（此时磁场已经反向）时，即可控制磁场不再变化并将小球从管中引出，试求整个过程中该加速装置的平均功率。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）感生电动势大小

解得

（2）小球沿管运动过程中，带电小球运动每一圈过程中电场力做功相同则有

由于涡旋电场强度大小不发生变化，故小球沿管方向的运动是加速度大小不变的加速运动，根据匀变速运动规律则有

代入数据可得

（3）当F=0时，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律

由于磁场已经反向，因此

又根据动量定理可得

而涡旋电场场强电势差的关系

该加速装置的平均功率

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