2022屆天津市南開區(qū)高三（下）三模考試物理試題（解析版）

2021-2022天津市南開區(qū)高三（下）三?？荚囄锢碓囶}物理學(xué)科試卷第I卷一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的。）1.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖。一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)上，下列說法正確的是（）A.原子向n=2的能級(jí)躍遷需要吸收能量B.原子向低能級(jí)躍遷只能發(fā)出2種不同頻率的光子C.原子躍遷到低能級(jí)后電子動(dòng)能減小D.原子至少需要吸收1.51eV的能量才能發(fā)生電離【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．原子由n=3向n=2的能級(jí)躍遷需要放出能量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．原子由n=3向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出3種不同頻率的光子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．原子躍遷到低能級(jí)后，電子的軌道半徑減小，根據(jù)可知?jiǎng)幽茉龃螅x項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．因?yàn)閚=3能級(jí)的能量是-1.51eV，所以原子至少需要吸收1.51eV的能量才能發(fā)生電離，選項(xiàng)D正確。故選D。2.如圖所示，一束由兩種單色光組成的細(xì)光束沿PO方向由空氣射向平行玻璃磚，通過玻璃磚后分成兩條單色細(xì)光束A、B。下列說法正確的是（）A.若增大入射角i，則B光先消失B.在玻璃中A光的速度比B光的小C.無論如何改變?nèi)肷浣?，光束A、B始終是平行的D.用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別用A、B光做實(shí)驗(yàn)，A光的干涉條紋間距比B光的小【答案】C【解析】【詳解】B．由圖可知兩種單色光入射角相同時(shí)，B光的折射角小于A光的折射角，根據(jù)可知B光的折射率大于A光的折射率，根據(jù)可知在玻璃中B光的速度比A光的小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；AC．由于光由空氣射向玻璃磚，光在下表面的入射角等于上表面的折射角，則在下表面的折射角總等于在上表面的入射角，則增大入射角i，A光和B光都不會(huì)消失，且無論如何改變?nèi)肷浣?，光束A、B始終是平行的，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)折射率與光的頻率的關(guān)系可知，B光的頻率大于A光的頻率，則B光的波長(zhǎng)較短，根據(jù)用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別用A、B光做實(shí)驗(yàn)，A光的干涉條紋間距比B光的大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。3.用一豎直向上的力將原來在地面上靜止的重物向上提起，重物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）

A.前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同B.最后2s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)C.前3s內(nèi)拉力功率恒定D.最后2s運(yùn)動(dòng)過程中，貨物的機(jī)械能減小【答案】A【解析】【詳解】A．前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物都做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以其平均速度均為最大速度的一半即，故A正確；B．最后2s內(nèi)貨物加速度向下，處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．前3s內(nèi)加速度向上恒定不變，根據(jù)牛頓第二定律可知拉力恒定不變，但速度變大，根據(jù)可知功率變大，故C錯(cuò)誤；D．最后2s運(yùn)動(dòng)過程中，物體的加速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律可得可知力的方向向上，與速度方向相同，拉力對(duì)貨物做正功，貨物的機(jī)械能增大，故D錯(cuò)誤。故選A。4.2016年10月17日，“神舟十一號(hào)”載人飛船發(fā)射升空，運(yùn)送兩名宇航員前往在2016年9月15日發(fā)射的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，宇航員在“天宮二號(hào)”駐留30天進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”的對(duì)接變軌過程如圖所示，AC是橢圓軌道II的長(zhǎng)軸?！吧裰凼惶?hào)”從圓軌道I先變軌到橢圓軌道II，再變軌到圓軌道III，與在圓軌道III運(yùn)行的“天宮二號(hào)”實(shí)施對(duì)接。下列描述正確的是（）

A.“神舟十一號(hào)”在變軌過程中機(jī)械能不變B.“神舟十一號(hào)”從A到C的平均速率比“天宮二號(hào)”從B到C的平均速率大C.“神舟十一號(hào)”在橢圓軌道II的C點(diǎn)時(shí)，需制動(dòng)減速才能進(jìn)入圓軌道IIID.“神舟十一號(hào)”在橢圓軌道II上經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的加速度小于在圓軌道III上經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的加速度【答案】B【解析】【詳解】AC．“神舟十一號(hào)”在橢圓軌道II的C點(diǎn)時(shí)，需要點(diǎn)火加速做離心運(yùn)動(dòng)才能進(jìn)入圓軌道III，除了萬(wàn)有引力之外的其他力對(duì)“神舟十一號(hào)”做正功，機(jī)械能變大，故AC錯(cuò)誤；D．根據(jù)可得“神舟十一號(hào)”在橢圓軌道II上經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的加速度等于在圓軌道III上經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的加速度，故D錯(cuò)誤；B．結(jié)合牛頓第二定律和開普勒第三定律，可將橢圓軌道的平均速率與半徑等于的圓軌道類比，根據(jù)可得可知“神舟十一號(hào)”從A到C的平均速率比“天宮二號(hào)”從B到C的平均速率大，故B正確。故選B。5.質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子M、N以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，不計(jì)帶電粒子的重力，M從兩板正中央射入，N從下板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn)，如圖所示。則從開始射入至打到上板的過程中（）A.它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系為B.它們的電勢(shì)能減少量之比C.它們的動(dòng)能增量之比D.它們的動(dòng)量增量之比【答案】C【解析】【詳解】A．帶電粒子在垂直電場(chǎng)方向不受力，做速度相等的勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，所以A錯(cuò)誤；

B．平行電場(chǎng)方向粒子做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足根據(jù)牛頓第二定律，有qE=ma由兩式解得：所以它們所帶的電荷量之比qM：qN=1：2電勢(shì)能的減小量等于電場(chǎng)力做的功即△E=qEy因?yàn)槲灰浦仁?：2，電荷量之比也是1：2，所以電場(chǎng)力做功之比為1：4，它們電勢(shì)能減少量之比△:△=1:4故B錯(cuò)誤．C．電場(chǎng)力做功之比等于動(dòng)能增量之比，則動(dòng)能增量之比為故C正確；

D．由動(dòng)量定理可知故動(dòng)量增量之比故D錯(cuò)誤；故選C。二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分。）6.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)處，從t=0時(shí)開始向上振動(dòng)，如圖所示是簡(jiǎn)諧橫波在t=0.3s時(shí)部分波動(dòng)圖像，a、b、c是波傳播方向上的質(zhì)點(diǎn)，橫坐標(biāo)分別為0.1m、0.2m、0.3m。下列說法正確的是（）A.a、c質(zhì)點(diǎn)的位移大小始終相等B.波的傳播周期可能為C.波源的振動(dòng)方程可能為D.在0~0.2s內(nèi)，波源通過的最小路程為40cm【答案】ABC【解析】【詳解】A．由圖象可知,簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為a、c兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為即，根據(jù)波的傳播規(guī)律可知，a、c兩質(zhì)點(diǎn)的位移總是等大反向，A正確；B．時(shí)波源在坐標(biāo)原點(diǎn)處向上振動(dòng)，時(shí)波源正好位于波谷，有可得波的傳播周期當(dāng)時(shí)故B正確；C．結(jié)合B選項(xiàng)分析和題述，可知波源振動(dòng)方程為時(shí)故C正確；D．波的振動(dòng)周期越大，相同時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)通過的路程越小，波的周期最大值為0.4s，在在0~0.2s內(nèi)，波源通過的最小路程為20cm，故D錯(cuò)誤。故選ABC。7.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的溫度為17℃，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為T=t+273K，則下列說法正確的是（）A.氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度為290KB.氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度為580KC.氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，溫度降低，內(nèi)能減小D.氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，從外界吸收熱量【答案】BC【解析】【詳解】A．氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為17C，TA=(273+17）K=290K，由理想氣體狀態(tài)方程得氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度TB=1160KA項(xiàng)錯(cuò)誤；B．氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C做等容變化，根據(jù)查理定律得解得Tc=580KB項(xiàng)正確；C．氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C不對(duì)外做功，但溫度降低，內(nèi)能減小，C項(xiàng)正確；D．根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外界放出熱量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選BC。8.如圖所示，圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1Ω，外接燈泡的電阻為5Ω，則下列說法正確的是（）

A.在時(shí)，穿過線圈的磁通量最大B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/sC.電壓表示數(shù)為2.5VD.燈泡消耗的電功率是1.25W【答案】BCD【解析】【詳解】A．在時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)穿過線圈的磁通量為零，故A錯(cuò)誤；B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的周期為，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為故B正確；C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為，根據(jù)分壓原理可知電壓表示數(shù)為故C正確；D．燈泡消耗的電功率故D正確。故選BCD。第II卷9.“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖，F(xiàn)為用平行四邊形定則做出的合力。（1）本實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是________；A．橡皮筋可以用細(xì)繩替代B．左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果C．右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果D．兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代（2）圖乙中F與兩力中，方向一定沿AO方向的是________；（3）實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)完全相同的彈簧秤成一定角度拉橡皮筋時(shí)，必須記錄的有________；A．兩細(xì)繩的方向B．橡皮筋的原長(zhǎng)C．兩彈簧秤的示數(shù)D．結(jié)點(diǎn)O的位置（4）本實(shí)驗(yàn)中，采取下列哪些方法和步驟可以減小實(shí)驗(yàn)誤差________。A．兩個(gè)分力F1、F2間的夾角越小越好B．兩個(gè)分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些C．拉橡皮筋的細(xì)繩要稍短一些D．實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度（5）在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩換成橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果將________（填“變”或“不變”）【答案】①D②.③.ACD④.D⑤.不變【解析】【詳解】（1）[1]“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代，故D正確，ABC錯(cuò)誤；（2）[2]實(shí)驗(yàn)中方向與AO方向相同的是實(shí)驗(yàn)值，而理論值是運(yùn)用平行四邊形法則得出的，即是F理論值，是實(shí)驗(yàn)值，由于誤差的存在F與不重合，故應(yīng)填。（3）[3]實(shí)驗(yàn)過程中需要記錄拉力的方向、拉力的大小與節(jié)點(diǎn)的位置，不需要記錄橡皮筋的原長(zhǎng)，故選ACD。（4）[4]AB．兩個(gè)分力、的夾角過大或過小都會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差，故AB錯(cuò)誤；C．細(xì)繩應(yīng)長(zhǎng)一些，方便記錄拉力的方向，故C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度，減小誤差，故D正確。（5）[5]本實(shí)驗(yàn)中，記錄的是力的大小和方向，故可以將細(xì)繩換成橡皮筋，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變。10.通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量某金屬絲的電阻率。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，測(cè)量示數(shù)如圖1所示，可得金屬絲直徑的測(cè)量值d=________mm；（2）將該金屬絲繞在陶瓷管上，電阻值約為25Ω。除了開關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供了以下實(shí)驗(yàn)器材：直流電源：電動(dòng)勢(shì)6V和12V，內(nèi)阻不計(jì)電流表A：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω量程0～3A，內(nèi)阻約為0.02Ω電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ滑動(dòng)變阻器R：最大阻值為10Ω為較準(zhǔn)確測(cè)量該金屬絲的阻值，某同學(xué)用所給器材組成實(shí)驗(yàn)電路，如圖2所示。圖中的a、b、c三條導(dǎo)線中有一條連接有誤，該導(dǎo)線是________（填寫導(dǎo)線編號(hào)）；（3）正確連接后，閉合開關(guān)前，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器的________（填“左端”或“右端”）；（4）若測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，不考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，則金屬絲的電阻率ρ＝________?！敬鸢浮竣?0.730②.b③.左端④.【解析】【詳解】（1）[1]金屬絲直徑的測(cè)量值為（2）[2]b導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，應(yīng)將其上端接至滑動(dòng)變阻器的右下接線柱上。（3）[3]正確連接后，閉合開關(guān)前，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器的左端，從而使閉合開關(guān)之后分壓部分電路電壓為從零開始變化。（4）[4]根據(jù)歐姆定律有根據(jù)電阻定律有解得11.如圖所示，光滑軌道abcd固定在豎直平面內(nèi)，ab水平，bcd為半圓，圓弧軌道的半徑，在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質(zhì)量分別為、的物塊A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），用輕質(zhì)細(xì)繩將A、B連接在一起，且A、B間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧（未被拴接）。軌道左側(cè)的光滑水平地面上停著一質(zhì)量為、足夠長(zhǎng)的小車，小車上表面與ab等高。現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，之后A向左滑上小車且恰好沒有掉下小車，B向右滑動(dòng)且恰好能沖到圓弧軌道的最高點(diǎn)d處。物塊A與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度。求：（1）物塊B運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)b時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；（2）細(xì)繩剪斷之前彈簧的彈性勢(shì)能；（3）小車長(zhǎng)度L和物塊A在小車上滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】（1）60N；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）物塊B在最高點(diǎn)時(shí)，有b到d由動(dòng)能定理可得在b點(diǎn)有聯(lián)立解得由牛頓第三定律可知物塊對(duì)軌道的壓力為60N。（2）由動(dòng)量守恒定律可得由能量守恒可得聯(lián)立解得（3）物塊與小車恰好共速，設(shè)速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得由能量守恒定律可得聯(lián)立解得12.如圖甲所示，光滑的金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α＝37°，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=1.6Ω的電阻，質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=0.4Ω的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置?，F(xiàn)用和導(dǎo)軌平行的恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬桿沿導(dǎo)軌向上的位移s=3.8m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)應(yīng)過程的v－t圖像如圖乙所示。取g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。（，）求：（1）恒力F的大小；（2）從金屬桿ab開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱Qr；（3）0~1s內(nèi)金屬桿ab運(yùn)動(dòng)的位移x。

【答案】（1）5