卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年天津市重点中学高三（下）第五次月考物理试卷
一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）
1. 如图所示为氢原子的能级示意图，大量处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射能量。下列说法正确的是( )
A. 该过程会辐射出种频率不同的光
B. 从能级跃迁到能级发出的光子动量最小
C. 从能级跃迁到能级发出的光最容易发生衍射现象
D. 从能级跃迁到能级发出的光照射逸出功为的金属钾，产生的光电子最大初动能为
2. 蹦床表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，、、、、等为网绳的结点，安全网水平张紧后，重为的运动员从高处落下，恰好落在点上。该处下凹至最低点时，网绳与、与间的夹角均为，如图乙所示，两侧对称。此时点受到向下的作用力大小为，则这时点周围每根网绳承受的张力大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，宇宙中一对年轻的双星，在距离地球万光年的蜘蛛星云之中。该双星系统由两颗炽热又明亮的大质量恒星构成，二者围绕连接线上中间某个点公转。通过观测发现，两颗恒星正在缓慢靠近。不计其他天体的影响，且两颗恒星的质量不变，则以下说法中正确的是( )
A. 质量较大的恒星比质量较小的恒星线速度更大
B. 每颗星的加速度均变小
C. 双星系统周期逐渐变小
D. 双星系统转动的角速度变小
4. 由交流发电机、定值电阻、交流电流表组成的闭合回路如图甲所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴沿逆时针方向转动，从某时刻开始计时，穿过线圈的磁通量随时间的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 时刻线圈中的感应电动势最大 B. 时刻线圈中感应电流的方向改变
C. 时刻线圈中的感应电流为零 D. 时间内，电流表的示数逐渐增大
5. 如图所示，在平面内有和，两个波源分别位于和处，振动方向在平面内并与轴垂直，、的振动图像分别如图、所示。时刻，两波源同时开始振动，波速。下列说法正确的是( )
A. 时，处的质点开始振动且方向沿轴负方向
B. 时，处的质点位移为
C. 处的质点始终位于平衡位置
D. 后，处的质点振幅为
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
6. 年岁的梅西竭尽所能率领阿根廷队取得第二十二届世界杯足球赛冠军，如图是梅西在练习用头颠球。假设足球从静止开始自由下落，被头竖直顶起，离开头部后足球上升的最大高度仍为，足球与头部的接触时间为，足球的质量为，不计空气阻力，，下列说法正确的是( )
A. 头向上顶球的过程中，头对足球的冲量等于足球动量的变化量
B. 头向上顶球的过程中，足球的动量变化量大小为
C. 头向上顶球的过程中，头部对足球的平均作用力大小为
D. 从最高点下落至回到最高点的过程中，足球重力的冲量为零
7. 如图所示，实线表示某一电场中电场线的分布情况，虚线为一带电粒子在电场中只受电场力作用时的运动轨迹。则下列判断中正确的是( )
A. 若粒子从运动到，则粒子带正电；若粒子从运动到，则粒子带负电
B. 不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的加速度总是大于在点的加速度
C. 不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的动能总是大于在点的动能
D. 不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的电势能总是大于在点的电势能
8. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理如图所示。座舱与气闸舱之间装有阀门，座舱中充满空气，气闸舱内为真空。航天员从太空返回气闸舱后，打开阀门，中的气体进入中，最终达到平衡。此过程中气体与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是
A. 气体对外不做功，气体内能不变 B. 气体体积膨胀，对外做功，内能减小
C. 气体温度降低，体积增大，压强减小 D. 中气体不能自发地全部退回到中
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
9. 某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率
在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针、，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针时，应使挡住______，用同样的方法插上大头针；
在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作一半径为的圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图甲所示。测得，，则玻璃的折射率______结果保留两位小数；
如图乙所示，在实验过程中画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面仍为开始所画的，则所测得的折射率将______填“偏大”“偏小”或“不变”。
10. 现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和所示。
圆柱体的直径为________，长度为________。
已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为，电流表内阻约几欧，电压表内阻约。电源为干电池不宜在长时间、大功率状况下使用，电动势，内阻很小。则以下电路图中___________填电路图下方的字母代号电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏___________填“大”或“小”。
A. ．
C. ．
若流经金属丝的电流为，圆柱体两端之间的电压为，圆柱体的直径和长度分别为、，测得、、、表示的电阻率的关系式为________。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
11. 索降是战士从悬停在低空的直升机上，通过一根轻质软绳滑到地面上的着陆方式。在某次训练过程中，战士从静止在空中，距地面高的直升机上通过足够长的软绳滑下，开始阶段战士通过战术手套轻握绳子，受到的摩擦力大小，达到一定速度后，战士用力握绳子，受到的摩擦力大小，结果战士到达地面时的速度大小。战士含装备的质量，战士与直升机均视为质点，取重力加速度大小。
求战士轻握绳子下滑的加速度大小；
求战士下滑过程中的最大速度；
若在战上开始下滑时，直升机以大小的速度匀速竖直上升，求战士到达地面时直升机距地面的高度。
12. “太空粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化为如图所示。辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行的网状金属扇形弧面，为圆心，圆心角为，外圆弧面与内圆弧面间的电势差为，为外圆弧的中点。在紧靠右侧有一圆形匀强磁场区域Ⅱ，圆心为，半径为，磁场方向垂直于纸面向外且大小为。在磁场区域下方相距处有一足够长的收集板。已知和为两条平行线，且与连线垂直。假设太空中漂浮着质量为、电荷量为的带正电粒子，它们能均匀地吸附到弧面并经电场从静止开始加速，然后从进入磁场，并最终到达板被收集，忽略一切万有引力和粒子之间作用力。求：
粒子经电场加速后，进入磁场时的速度的大小；
粒子在磁场中运动的半径；
粒子到达收集板沿方向的宽度。
13. 有人设计了可变阻尼的电磁辅助减震系统，由三部分组成．下部分是电磁侦测系统：部分是可变电磁阻尼系统，吸收震动时的动能：控制系统接收侦测系统的信号，改变阻尼磁场的强弱．系统如图所示，侦测线框、阻尼线圈固定在汽车底盘上，侦测系统磁体、减震系统磁体固定在车轴上，车轴与底盘通过一减震弹簧相连．侦测系统磁场为匀强磁场，，长方形线框宽，整个回路的电阻，运动过程中，线框的下边不会离开磁场，上边不会进入磁场．阻尼线圈由个相互绝缘的独立金属环组成，这个金属环均匀固定在长为的不导电圆柱体上，减震系统磁场辐向分布，俯视如图所示，线圈所在位置磁感应强度大小处处相等，大小由控制系统控制．汽车静止时，阻尼线圈恰好匝处于磁场中，取此时侦测线框所在的位置为原点，取向下为正，线框相对侦测磁场的位移记为，的大小与的关系如图所示．每个线圈的电阻为，周长不考虑阻尼线圈之间的电磁感应，忽略阻尼线圈导体的粗细，设车轴与底盘总保持平行．
侦测线框向下运动时电流的方向为顺时针还是逆时针
写出侦测线框由平衡位置向下运动时，侦测线框流入控制系统的电量与位移的大小关系式：
某次侦测线框由平衡位置向下运动，流入控制系统的电量，这一过程底盘相对车轴做的匀速运动，求这过程阻尼线圈吸收了多少机械能
某次侦测线框由平衡位置向下运动，流入控制系统的电量，求这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
一群处于激发态的氢原子在向低能级跃迁时，放出种光子频率，频率最大的光子，波长最短；结合发生明显衍射的条件分析；根据光电效应方程求出光电子的最大初动能，要理解发生光电效应时产生的光电子的初动能不一定都是最大。
解决本题的关键知道能级间跃迁能量与光子频率的关系，以及掌握光电效应方程。
【解答】
A、因为，所以这群氢原子能发出六种频率不同的光，故A错误；
B、从跃迁到所发出的光子频率最高，根据：，其动量也最大。故B错误；
C、这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从跃迁到所发出的光子频率最高，根据，知频率最高的光子，波长最短，最不容易发生衍射现象。故C错误。
D、氢原子跃迁时产生的最大光子能量，根据光电效应方程知，产生的光电子最大初动能为，，故D正确。
2.【答案】
【解析】【详解】设每根绳子张力为，由正交分解法可知
解得
故选A。
3.【答案】
【解析】【详解】设两颗恒星的质量为、，二者间的距离为，根据万有引力提供恒星做匀速圆周运动的向心力，有
所以
，
由于两颗恒星正在缓慢靠近，即减小，所以每颗星的加速度均变大，故B错误；
根据几何关系
联立上式可得
减小，双星系统转动的角速度变大，根据角速度与周期的关系
可知，角速度变大，周期变小，故C正确，D错误；
A.根据
可得
根据角速度与线速度的关系
可得
所以质量较大的恒星比质量较小的恒星线速度更小，故A错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的是瞬时值、最大值、有效值的计算，关键记住用有效值求解电功、电功率。
绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，磁感线与线圈平行时，磁通量为，磁通量的变化率最大，当线圈处于中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为，每次经过中性面电流方向发生变化。
【解答】
A.由图乙可知，在 时刻穿过线圈中的磁通量最大，可磁通量的变化率是零，线圈中的感应电动势是零，A错误；
B.由图乙可知，在 时刻穿过线圈中的磁通量最大，说明线圈平面与中性面重合，线圈中感应电流的方向将改变，B正确；
C.由图乙可知， 时刻穿过线圈中的磁通量是零，可磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，线圈中的感应电流为最大，C错误；
D.由图乙可知， 时间内，穿过线圈磁通量的变化率逐渐增大，产生的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，可电流表的示数为电流的有效值，是不变的，D错误。
5.【答案】
【解析】【详解】由图和图可知，起振时沿轴正向，起振时沿轴负向，、的起振的方向相反，在时，传播的距离为
可知波传到处，波此时还没有传到，则有处的质点开始振动且方向沿轴正方向，A错误；
B.在时，传播的距离为
可知波恰好传到处，因此时，处的质点位移不可能是，B错误；
C.在处到的距离是，到处的距离是，当波恰好传到处，波未传到时，因此处的质点不是始终位于平衡位置，C错误；
D.在处到、的路程差是
由于、的起振的方向相反，因此、波都传到处时，此处振动为加强点，振幅为。在时，、波传播的距离都为，可知后，、波都传到了处，因此处的质点振幅为，D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】【详解】根据动量定理，合力的冲量等于物体动量的变化量，所以头向上顶球的过程中，头对足球的冲量和足球所受重力的冲量等于足球动量的变化量，故A错误；
B.根据自由落体运动规律，有
解得
所以足球的动量变化量大小为
故B正确；
C.头向上顶球的过程，根据动量定理有
解得
故C正确；
D.根据题意足球下落、上升的时间相等，即
所以从最高点下落至回到最高点的过程中，足球重力的冲量为
方向竖直向下，故D错误。
故选BC。
7.【答案】
【解析】【解析】
【详解】根据做曲线运动的物体所受的合外力指向曲线的内侧可知粒子所受电场力的方向，但不知电场线的方向，所以无法判断粒子电性，选项A错误；
B.由电场线密的地方电场强度大，可知点场强大，所以粒子在点受到的电场力大，在点时的加速度较大，所以不论粒子是从运动到，还是从运动到，粒子在点的加速度总是大于在点的加速度，选项B正确；
根据受力方向指向轨迹凹侧及瞬时速度沿切线方向，且粒子在电场中只受电场力作用，可以判断从到，电场力做负功，电势能增加，动能减少，从到，电场力做正功，电势能减少，动能增加，故粒子在点的电势能小，动能大，选项C错误，选项D正确。
故选BD。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查气体的自由扩散、玻意耳定律、热力学第一定律的综合运用。解题关键是要明确气体是自由扩散，还要能够根据热力学第一定律公式分析内能的变化，进而判断出温度的变化。
【解答】
气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据可知内能不变，故A正确，B错误；
C.因为内能不变，故温度不变，平均动能不变，因为气闸舱内为真空，根据玻意耳定律可知：定值，可知扩散后体积增大，压强减小，故C错误；
D.根据热力学第二定律可知，一切宏观热现象均具有方向性，故中气体不可能自发地全部退回到中，故D正确。
9.【答案】 、 的像 偏大
【解析】【详解】在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界，然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针、，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针时，应使挡住、的像，用同样的方法插上大头针。
根据折射定律有
在实验过程中，画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面仍为开始所画的，实际光线如图中的所示，而作图光线如图中所示，导致折射角偏小，所测得的折射率偏大。
10.【答案】 小
【解析】【详解】由螺旋测微器读出圆柱体的直径
由游标卡尺读出圆柱体的长度
根据题意可知，电源为干电池，不宜在长时间、大功率状况下使用，则滑动变阻器采用限流式接法；待测电阻远小于电压表内阻，采用电流表外接法，故A正确。
故选A。
在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律
可得测量的结果会比真实值偏小。
由电阻定律
解得
11.【答案】解：由于，战士轻握绳子时加速下滑，根据牛顿第二定律有
解得
战士轻握绳子加速下滑的高度
由于，战士用力握绳子时减速下滑，设减速下滑的加速度大小为，根据牛顿第二定律有：
战士用力握绳子减速下滑的高度
又
联立代入数据解得：
战士加速下滑与减速下滑的时间分别为；
在战士下滑的过程中，直升机上升的高度
又
代入数据解得
答：战士轻握绳子下滑的加速度大小为；
战士下滑过程中的最大速度为；
若在战上开始下滑时，直升机以大小的速度匀速竖直上升，战士到达地面时直升机距地面的高度为。
【解析】特警队员轻握绳子降落时，竖直方向受到重力和摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解即可．
根据运动学公式可解得最大速度
特警队员先轻握绳子加速，再紧握绳子减速，到达地面时，速度等于，根据牛顿第二定律结合运动学求解．
本题关键先根据牛顿第二定律求解加速度，然后根据运动学公式结合几何关系列式求解即可．
12.【答案】解：带电粒子在电场中加速时，电场力做功，根据动能定理有
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
所有粒子从弧面射入的粒子，速度大小相等，在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，且与磁场的半径相同，根据对称性可知，它们经过磁场旋转后都从磁场边界垂直于线射出，最终到达板被收集，轨迹如图所示
从各个粒子的运动轨迹可以看出，轨迹在磁场中转动的角度最小，所以从点射入的粒子到达收集板的最左端，根据几何知识可知，该粒子转动了，轨迹、的距离为
根据对称性可得，粒子到达收集板的范围为
【解析】见答案
13.【答案】解：向下运动时，线圈的磁通量增大，感应电流为逆时针．
线框向下运动速度为时，感应电动势为：
感应电流为：
那么，在极短时间间隔内侦测线框流入控制系统的电量为：
那么，对侦测线框向下运动距离的运动时间对电量进行叠加可得侦测线框流入控制系统的电量为：
由可得：流入控制系统的电量为：时，，单个金属环进入磁场后受到安培力的大小：
当过程中，下面个环的克服安培力做的总功为：
上面个线圈新进入磁场的线圈
当时，，设单个金属环在磁场中向下运动的位移为
， ，
根据以上三式，单个金属环受到安培力的冲量为：
当过程中，下面个环的总冲量：
上面个线圈新进入磁场的线圈总冲量
过程中，下面个线圈的总冲量
上面个线圈新进入磁场的线圈总冲量
所以
方向向上
【解析】见答案
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