2023年天津市南開區高考物理一模試卷

一、單項選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確

的。）

1.（5分）下列說法正確的是（）

A.光的干涉和衍射現象說明光不僅具有波動性，而且具有粒子性

B.照相機的鏡頭呈現淡紫色是光的干涉現象

C.無線電波的波長較長，所以發生明顯的衍射現象比X射線更困難一些

D.光纖通信依據的原理是光的折射，且內芯的折射率比外套的折射率大

2.（5分）某地突發洪澇災害，救援人員駕駛氣墊船施救，到達救援地點后將圍困在水中的

群眾拉上氣墊船，如圖所示。若在救援人員將群眾拉上氣墊船的過程中氣墊船所受壓力

增大，氣墊不漏氣，氣墊內的氣體視為理想氣體且溫度不變。則該過程（）

A.氣墊內的氣體內能增加

B.氣墊內的氣體對外界做功

C.氣墊內的氣體從外界吸收熱量

D.氣墊內的氣體單位時間、單位面積撞擊氣墊壁的分子數增加

3.（5分）如圖所示是等量異種點電荷形成電場中的一些點，O是兩電荷連線的中點，E、F

是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則（)

+q

A■cD

A.B、0、C三點比較，O點場強最弱，B點電勢最高

B.E、O、F三點比較，O點電勢最高、場強最弱

C.A、D兩點場強相同，電勢相同

D.正試探電荷沿連線的中垂線由E點運動到F點，電場力先做負功后做正功

4.（5分）如圖所示，地球赤道上空人造衛星先沿橢圓軌道運行，其近地點P到地球中心的

距離為r,遠地點Q到地球中心的距離為8r,該衛星在遠地點Q處點火變軌進入地球同

步軌道，成為一顆沿圓軌道運行的地球同步衛星。下列說法正確的是（）

A.衛星在近地點和遠地點的加速度之比為8：1

B.衛星變軌前從P點運動到Q點的過程中，引力勢能增加，機械能減少

C.衛星在遠地點Q處變軌瞬間速度變大

D.衛星進入地球同步軌道后運行的速度大于在橢圓軌道P處的速度

5.（5分）桔椽（gio）是我國古代的一種取水機械。其原理如圖所示，在豎直支架上安裝

一根可繞支點轉動的長細桿，桿的一端固定磐石，另一端通過長竹懸掛水桶。取水時人

借助自身重力向下拉動長竹，使水桶浸入水中；打滿水后，人向上助力提起水桶，忽略

桔棒各銜接處的阻力，下列說法正確的是（）

A.向下取水過程，桔棒系統的機械能守恒

B.向下取水過程，人對桔棒系統做的功等于磐石增加的重力勢能

C.向上提水過程，人對桔椽系統做的功一定等于系統機械能的改變量

D.向上提水過程，人對桔椽系統做的功一定等于系統的動能改變量

二、不定項選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正

確的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯或不答的得0分。）

（多選）6.（5分）下列說法正確的是（）

A.質子與中子結合成笊核的過程中需要吸收能量

B.238u變為222面要經過4次a變，4次0變

9288

C.大量氫原子從n=4的能級向低能級躍遷最多可輻射出6種不同頻率的光子

D.入射光波長越長，發生光電效應時從金屬表面逸出的光電子最大初動能越大

（多選）7.（5分）如圖所示，波源O產生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，P是xp=0.5m

處的質點、Q是XQ=l.lm處的質點，在t=0時振動恰好傳播到P點，形成波的圖形為

圖中的實線；在t=0.3s時振動恰好傳播到Q點，形成波的圖形為圖中的虛線，則（）

B.波源開始振動的方向沿y軸負方向

C.在t=0.7s時Q點速度等于零

D.Q點的振動方向和P點始終相反

（多選）8.（5分）如圖甲所示的電路中，M、N兩端輸入電壓峰值一定的正弦式交流電，

電壓瞬時值隨時間變化的圖象如圖乙所示，初始時開關S接a,Si、S2閉合，則（）

甲乙

A.電壓表的示數是311V

B.通過Ri的是頻率為50Hz的交流電

C.若只將Si斷開，則通過R2的電流增加，通過r的電流減小

D.若只將S由a撥到b,M、N兩端的輸入功率變大

三、非選擇題

9.（4分）某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來“探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積

的關系”。

①關于該實驗，下列說法正確的是。

A.實驗前應將注射器的空氣完全排出

B.實驗時應快速推拉活塞以避免氣體與外界發生熱交換

C.無需測出封閉氣體的質量

D.推拉活塞時，應用手握住整個注射器以使裝置更穩定。

②為了探究氣體在不同溫度時發生等溫變化是否遵循相同的規律，他們進行了兩次實驗,

得到的p-V圖像如圖乙所示，由圖可知兩次實驗氣體的溫度大小關系為TiT2

（選填"=”或

③為了能直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數關系，應作出（選填“p

-V”或“0」”）圖像。對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內該圖線是一條,

就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。

10.（8分）在“測量一節干電池的電動勢和內阻”的實驗中，有電壓表V（量程為3V和

15V）,電流表A（量程為0.6A和3A）,滑動變阻器R（0?10Q）。

①為了更準確地測出電源電動勢和內電阻，電壓表的量程應選用（填“3V”或

“15V”），電流表的量程應選用（填“0.6A”或“3A”），選擇的實驗電路是上

圖中的（填“甲”或"乙”）。

②在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U-1圖線，由圖可得該電源電動

勢￡=V,內電阻r=。（結果保留三位有效數字）。

③采用①中所選電路測量時，由于（填“電流表分壓”或“電壓表分流”），造

成的誤差情況是干電池電動勢的測量值真實值，干電池內阻的測量值

真實值（均選填“大于”、“小于”或“等于”）。

11.（14分）某倉庫通過圖示裝置把貨物運送到二樓,AB為水平傳送帶,CD為傾角。=37°、

長s=3m的傾斜軌道，AB與CD通過長度忽略不計的圓弧軌道平滑連接，DE為半徑r

-0.4m的光滑圓弧軌道，CD與DE在D點相切，OE為豎直半徑，FG為二樓倉庫地面

（足夠長且與E點在同一高度），所有軌道在同一豎直平面內。當傳送帶以恒定速率v=

12m/s順時針運行時，把一質量m=50kg的貨物（可視為質點）由靜止放入傳送帶的A

端，貨物恰好能滑入二樓倉庫，已知貨物與傳送帶、傾斜軌道的動摩擦因數均為口=0.2,

g=lOm/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

（1）貨物運動到傳送帶B端時速度VB的大小；

（2）傳送帶A、B端的距離x；

（3）傳送帶把貨物從A端運送到B端過程中因摩擦而產生的內能Eo

12.（16分）如圖所示，足夠長且電阻不計的平行光滑金屬導軌MN、OQ傾斜固定，與水

平面成8=30°,導軌間距為L,0、M間接有阻值為R的電阻。質量為m的金屬桿CD

垂直于導軌放置，與金屬導軌形成閉合電路，其接入電路部分的電阻也為R,整個裝置

處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中。開始時電鍵S斷開并由靜止釋放金屬桿，當金

屬桿運動一段時間后閉合電鍵S,閉合瞬間金屬桿的速度大小為vi，加速度大小為工區、

方向沿導軌向上。閉合電鍵到金屬桿運動至加速度為零的過程，通過電阻R的電荷量為

qo金屬桿運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，g為重力加速度。求：

（1）磁場磁感應強度B的大小和金屬桿加速度為零時速度V2的大小；

（2）閉合電鍵至金屬桿加速度為零的過程金屬桿通過的位移x的大小和電阻R上產生的

焦耳熱Q。

O

D

R

%。

13.(18分)如圖甲所示為離子推進器，由離子源、間距為d的平行柵電極C、D和邊長為

L的立方體空間構成，工作原理簡化為如圖乙所示。管離子從離子源飄移過柵電極C(速

度大小可忽略不計)，在柵電極C、D之間施加垂直于電極、場強為E的勻強電場，流離

子在電場中加速并從柵電極D噴出，在加速急離子的過程中飛船獲得推力。離子推進器

處于真空環境中，不計掠離子間的相互作用及重力影響，掠離子的質量為m、電荷量為

q,推進器的總質量為M。若該離子推進器固定在地面上進行實驗。

(1)求管離子從柵電極D噴出時速度v()的大小；

(2)在柵電極D的右側立方體空間加垂直向里的勻強磁場，從柵電極C中央射入的敬

離子加速后經柵電板D的中央0點進入磁場，恰好打在立方體的棱EF的中點Q上。求

所加磁場磁感應強度B的大小。

(3)若該離子推進器在靜止懸浮狀態下進行實驗，撤去離子推進器中的磁場，調整柵電

極間的電場，推進器在開始的一段極短時間內噴射出N個款離子以水平速度v通過柵電

極D,該過程中離子和推進器獲得的總動能占推進器提供能量的9倍，推進器的總質量

可視為保持不變，推進器的總功率為P，求推進器獲得的平均推力F的大小。

2023年天津市南開區高考物理一模試卷

參考答案與試題解析

一、單項選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確

的。）

1?【解答】解：A、光的干涉和衍射現象說明了光具有波動性，故A錯誤；

B、照相機的鏡頭呈現淡紫色是光的干涉現象，因為可見光有“紅、橙、黃、綠、藍、靛、

紫”七種顏色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進入鏡頭,

一般情況下都是讓綠光全部進入的，這種情況下，你在可見光中看到的鏡頭反光其顏色

就是藍紫色，因為這反射光中已經沒有了綠光，故B正確；

C、無線電波的波長較長，所以發生明顯衍射現象比X射線更容易一些，故C錯誤；

D、光導纖維是利用全反射現象傳輸信號，由于內芯是光密介質即內芯的折射率大于外套

的折射率，所以光在由內芯向外套傳播時發生全反射，故D錯誤。

故選：B,

2.【解答】解：ABC.由于該過程中氣墊內的氣體溫度不變，因此氣墊內的氣體內能不變，

該過程中氣墊內的氣體壓強增大，根據玻意耳定律可知，氣墊內的氣體體積減小，外界

對氣墊內的氣體做正功，結合熱力學第一定律可知，該過程中氣墊內的氣體放熱，故ABC

錯誤；

D.由于溫度不變，氣墊內的氣體分子平均動能不變，而氣體壓強增大，因此該過程中氣

墊內的氣體單位時間、單位面積撞擊氣墊壁的分子數增加，故D正確。

故選：D。

3.【解答】解：A、B、O、C三點比較，根據電場的對稱性可知，B、C兩點的電場強度相

同，且大于O點的電場強度，即O點電場強度最弱，電場線由正電荷指向負電荷，沿電

場線方向電勢逐漸降低，則B點電勢最高，C點電勢最低，故A正確；

BD、由等量異種點電荷特點可知，兩點電荷連線的中垂線為等勢線，則0、E、F三點

電勢相等，正試探電荷沿連線的中垂線由E點運動到F點，電場力不做功，從O點向外

電場強度逐漸減小，則O點場強最大，故BD錯誤；

C、A、D兩點電場大小相等，方向相同，A點電勢高于D點電勢，故C錯誤；

故選：Ao

4.【解答】解：A、根據牛頓第二定律可得:

GMm_

k-ma

R2

根據題意可知，近地點和遠地點到地球中心的距離為1：8,則加速度之比為64：1,故

A錯誤；

B、衛星的機械能是動能和勢能之和，只有變軌時才需要對衛星做功，衛星在同一橢圓軌

道運行時的機械能不變，故B錯誤；

C、衛星在遠地點Q處需要點火加速才能變軌進入地球同步衛星，故C正確；

D、以地心為圓心，地心到P點的距離為半徑構建一個圓，根據萬有引力提供向心力可

得：

GMm_v2

7r=嘖

解得：V=樽，因為衛星在同步衛星軌道上的半徑大于在P點處的半徑，則衛星進入

地球同步軌道后運行的速度小于在橢圓軌道P處的速度，故D錯誤；

故選：C。

5.【解答】解：A.向下取水的過程中，人對桔椽系統做正功，桔椽系統的機械能不守恒，

桔槨系統的機械能增大，故A錯誤；

B.向下取水的過程中，磐石的重力勢能和動能都增大，所以人對桔棒系統做的功大于磐

石增加的重力勢能，故B錯誤；

CD.根據功能關系，向上提水過程，人對桔株系統做的功一定等于系統機械能的改變量,

故C正確，D錯誤。

故選：Co

二、不定項選擇題(每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正

確的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯或不答的得0分。)

6.【解答】解：A.質子與中子結合成笊核的過程中存在質量虧損，會放出能量，故A錯誤;

B$U衰變為為蕾Rn要經過的?衰變次數為

『238-222次=4次

4

經過的P衰變次數為

m=2n-(92-88)次=4次

故B正確；

C.大量氫原子從n=4的能級向低能級躍遷最多可輻射出cj=6種不同頻率的光子，故C

正確；

D.入射光波長越長，頻率越低，根據愛因斯坦光電效應方程Ekm=hv-Wo,可知發生光

電效應時從金屬表面逸出的光電子最大初動能越小，故D錯誤。

故選：BCo

7.【解答］解：A、據波傳播的距離x=l.lm-0.5m=0.6m和時間t=0.3s,所以

t0.3

=2m/s,故A正確。

B、由圖的波形平移可知，各質點的起振方向沿y軸的負方向，則波源開始振動的方向沿

y軸負方向，故B正確。

C、根據T=2-得T=O.2s,在t=0.3s時刻振動傳播到Q點，所以在0.7s時，質點Q已

V

振動0.4s=2T,所以質點Q在t=0.7s時刻在平衡位置，其速度最大，故C錯誤。

D、由于PQ兩點間的距離為x=l.lm-0.5m=0.6m=/+上，二者的路程差為上的奇數

22

倍，所以PQ兩質點的振動情況始終相反，故D正確。

故選：ABD。

8.【解答］解：A、對于正弦式交流電，電壓表的示數對應的是電壓的有效值，M、N兩端

輸入電壓的最大值為311V,有效值為:翠lv=220V,故A錯誤;

V2

B、變壓器不改變交流電的頻率，原線圈輸入交流電的周期為0.2s,頻率為50Hz,所以

通過Ri的是頻率為50Hz的交流電，故B正確；

C.若只將開關Si斷開，副線圈輸出電壓不變，R2的分壓變大，通過R2的電流增加，r

的分壓變小，通過r的電流減小，故C正確；

D.若只將開關S由a撥到b,副線圈匝數增加，副線圈輸出電壓變大，副線圈輸出功率

變大，由變壓器知識可知M、N兩端的輸入功率變大，故D正確。

故選：BCD。

三、非選擇題

9.【解答】解：①A、應在注射器內封閉一定質量的空氣作為研究對象，不能將注射器的空

氣完全排出，故A錯誤；

B、實驗時應緩慢推拉活塞，保持氣體溫度不變，故B錯誤;

C、研究一定質量氣體的壓強與體積的關系，需要保持氣體質量不變，但不需要測量氣體

的質量，只需要測量氣體壓強和體積，故c正確；

D、推拉活塞時，不能用手握住整個注射器，避免氣體溫度的變化，故D錯誤。

故選：C。

②根據理想氣體狀態方程得：￡^.=c

T

整理得：pV=CT

可知離坐標原點越遠的等溫線溫度越高，則有TI>T2

③根據理想氣體狀態方程得：P^.=C

T

整理得：p=CT

V

則p-1圖像應為過原點的傾斜直線。

V

故答案為：①C；②〉；③p-工，直線。

V

10.【解答】解：①一節干電池電動勢大約為1.5V,電壓表選擇3V量程；電路中最大電流

約為零點幾安培，電流表選擇0.6A量程；由于電源內阻較小，電流表分壓誤差較大，為

減小實驗誤差，選擇甲圖電路。

②根據閉合電路歐姆定律可得U=E-Ir,所以圖線斜率的絕對值為電源內阻，縱截距為

電源電動勢，由圖丙可知E=1.50V；內阻r=.包」=1?5。-?°°()=|.QQC

△I0.50

③選擇圖甲所示電路圖，由于電壓表分流作用，電流測量值小于真實值，當電路短路時

電流的測量值等于真實值，電源的u-I圖像如圖所示：

由圖示U-1圖像可知，電源電動勢的測量值小于真實值，電源內阻的測量值小于真實值。

故答案為：①3V；0.6A；甲；②1.50；1.00；③小于；小于。

11?【解答】解：(1)因貨物恰好能滑入二樓倉庫，則在圓軌道的最高點E,向心力恰好由

2

重力提供，得：mg=m’旦

r

代入數據解得：VE=2m/s

設貨物離開傳送帶時的速度為VB,貨物從B到達E的過程中重力和摩擦力做功，由動能

定理得:

=

-mgs*sin37°-Hmgs*cos370-mgr(l+cos37°)-^-mvg-

代入數據得：VB=8ITI/S

(2)貨物在傳送帶上加速時，沿水平方向的摩擦力提供加速度，由牛頓第二定律得:

ma=|img

所以：a=|ig=0.2X10m/s2=2m/s2

貨物從開始運動到速度等于8nVs的過程中的位移為x,則：v2=2ax

代入數據得：x=16m

(3)貨物加速運動過程中的時間：t=U-=&s=4s

a2

該過程中傳送帶的位移：x'=vt=12X4m=48m

貨物相對于傳送帶的位移：Ax=x'-x=48m-16m=32m

所以傳送帶把貨物從A端運送到B端過程中因摩擦而產生的內能：E=pmg?Ax=0.2X

50X10X32=3200J

答：(1)貨物運動到傳送帶B端時速度VB的大小為8m/s；

(2)傳送帶A、B端的距離為16m；

(3)傳送帶把貨物從A端運送到B端過程中因摩擦而產生的內能為3200Jo

12?【解答】解：(1)閉合S瞬間金屬桿的速度大小為vi，加速度大小為a=Lg、方向沿導

28

軌向上，此時對金屬桿根據牛頓第二定律有：BIiL-mgsin0=ma

甘岳.BLVI

其中：h=---------

2R

聯立解得:

金屬桿加速度為零時，根據平衡條件可得：Bl2L=mgsinO

.BLV9

其中：12=——2

2R

聯立解得：V2=2V|

2

（2）閉合電鍵至金屬桿加速度為零的過程中通過電阻R的電荷量為q,根據電荷量的計

算公式可得:

q=Tt=—

2R2R2R

解得金屬桿通過的位移大小:

閉合電鍵至金屬桿加速度為零的過程中，根據動能定理可得