2023届天津市部分区高三质量调查(一)物理试题及答案

天津市部分区2023年高三质量调查试卷（一）物理（答案在最后）第Ⅰ卷一、单项选择题（每小题5分，共25分。

每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：1411417061N n C H +→+，产生的146C 能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。

下列说法正确的是（ ）A ．146C 发生β衰变的产物是157NB ．β衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时产生的C ．近年来由于地球的温室效应，引起146C 的半衰期发生微小变化D ．若测得一古木样品的146C 含量为活体植物的18，则该古木距今约为11460年 2．如图所示，在地球轨道之外有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。

下列说法正确的是（ ）A ．太阳对各小行星的引力相同B ．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C ．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度D ．小行星带内各小行星圆周运动的线速度均大于地球公转的线速度3．一定质量的理想气体分别在1T 、2T 温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，2T 对应的图线上有A 、B 两点，表示气体的两个状态。

则（ ）A ．温度为1T 时气体分子的平均动能比2T 时大B ．从状态A 到状态B 的过程中，气体内能增加C ．从状态A 到状态B 的过程中，气体向外界放出热量D ．从状态A 到状态B 的过程中，气体压强减小4．平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100 V/m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。

空间中存在a、b、c三点，其中a点是电势为300V等势面的最高点，b、c 等高。

则下列说法正确的是（）A．b、c两点的电势差bc 0U=B．a点场强大小等于100V/mC．a点场强方向沿竖直方向D．a点的电势低于c点5．质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。

已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度g＝10m/s2。

则（）A．3s时物块的动量为6kg·m/s B．6s时物块回到初始位置C．4s时物块的动能为8J D．0~6s时间内合力对物块所做的功为72J二、不定项选择题（每小题5分，共15分。

每小题给出的4个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）6．a、b两种单色光均是由氢原子跃迁产生的，其中a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，b是氢原子从能级3向能级2跃迁发出的光，则下列说法正确的是（）A．在水中a光的速度更大B．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距更大C．若光线a、b照射同一光电管产生光电效应，光线a的遏止电压高D．以同一入射角从某种介质射入真空，若a光发生了全反射，则b光也一定发生了全反射在天津考生下载答案7．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈输入的交变电压瞬时值的表达式()2202sin100Vu tπ=，电阻箱R的初始值为20Ω，灯泡L阻值恒为20Ω。

下列说法正确的是（）A ．副线圈输出电压的频率为50HzB ．电流表示数为11A 4C ．逐渐增大R 的阻值，灯泡消耗的功率不断增大D ．逐渐增大R 的阻值，变压器的输出功率不断变小8．B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B 超图像。

如图为血管探头沿x 轴正方向发送的简谐超声波图像，0t =时刻波恰好传到质点M 处。

已知此超声波的频率为6110Hz ⨯，下列说法正确的是（ ）A ．60 1.2510s -⨯内质点M 运动的路程为 2 mmB ．超声波在血管中传播速度为21.410m /s ⨯C ．61.2510s t -=⨯时，质点N 恰好处于波峰D ．质点N 起振时运动方向沿y 轴正方向第Ⅱ卷9．（12分）（1）某实验小组用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。

过程如下：A ．将一端带有滑轮的长木板置于水平桌面，带滑轮的小车放在长木板上；B ．将细绳一端与固定的拉力传感器相连，跨过小车和长木板上的定滑轮，另一端连接装有砂的砂桶；C ．释放砂桶，小车在细绳牵引下运动，与小车连接的纸带通过打点计时器可记录小车运动情况，拉力传感器可测出细绳拉力F ；D ．多次改变砂和砂桶的质量，读出拉力F 并求出小车加速度a ；E ．以拉力F 为横轴，加速度a 为纵轴，画出的a F -图像是一条倾斜直线，如图乙所示，进一步论证可得出小车质量一定时加速度与力的关系。

请回答下列问题：①关于该实验，下列说法正确的是______A．必须平衡小车所受的摩擦力B．砂桶和砂的总质量必须远小于小车的质量C．先接通打点计时器的电源，后释放小车D．必须用天平测得砂和砂桶的质量②如图丙所示为实验中按照正确操作得到纸带的一段，两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器打点时间间隔0.02s，则小车的加速度为______m/s2；③若测得乙图中图线的斜率为k，则小车的质量M为______.（2）某班同学在做“练习使用多用电表”的实验。

R的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻x示数如图所示，此被测电阻的阻值约为______Ω；②某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮，该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查前，应将开关S______（填“闭合”或“断开”）；③若②中同学检查结果如下表所示，由此可以确定______。

测试点b、f b、e b、d d、e多用电表示数无穷大无穷大500Ω无穷大A．灯A断路B．灯B断路C．灯A、B都断路D．d、e间导线断路10．（14分）如图所示，四分之三光滑圆弧轨道竖直固定在地面上，圆弧半径为R，O为圆心，AB为竖直直径，C与圆心等高，两个小球（均可看作质点）都套在圆弧上，小球甲质量为2m，小球乙质量为m。

小球甲从最高点静止释放，沿轨道下滑到最低点与静止在此处的小球乙发生碰撞，已知重力加速度为g。

（1）求小球甲刚到最低点与小球乙碰撞前瞬间，轨道对小球甲的作用力大小；（2）若两球碰撞后粘在一起继续运动，求从B 点算起它们此后能上升的最大高度。

11．（16分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间的距离为L ，长为3d ，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向与导轨平面垂直。

质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层后做匀速运动，滑到导轨底端之前再一次做匀速运动。

导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的定值电阻和导体棒电阻均为R ，导轨电阻不计，重力加速度为g ，求：（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；（2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动的速度大小；（3）导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热Q 。

12．（18分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。

如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。

速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B ，方向均垂直于纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场的电场强度大小均为E ，方向分别为竖直向上和垂直于纸面向外。

磁分析器截面是内外半径分别为1R 和2R 的四分之一圆环，其两端中心位置M 和N 处各有一个小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是棱长为L 的正方体，其底面与晶圆所在水平面平行，间距也为L 。

当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O 点（即图中坐标原点，x 轴垂直纸面向外）。

整个系统置于真空中，不计离子重力及离子间的相互作用，打在晶圆上的离子，经过电场和磁场偏转的角度都很小。

当α很小时，有sin tan ααα≈≈，21cos 12αα≈-。

求：（1）通过磁分析器选择出来的离子的比荷；（2）偏转系统仅加电场时，离子在穿越偏转系统中沿电场方向偏转的距离；（3）偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标(),x y（用长度1R、2R及L表示）。

天津市部分区2023年高三质量调查试卷（一）物理参考答案1．B 2．C 3．D 4．C 5．A 6．BC 7．AD 8．AB9．（每空2分）（1）①AC （只选一个给1分） ①0.49 ①2k（2）①2.6×103或2600（有估读的不给分） ①断开 ①D10．解（1）设小球甲刚到最低点时速度为 v 0 ，由机械能守恒，有：2022122mv R mg ⋅=⋅（3分） 在最低点，有：R mv mg F 20N 22=-（3分） 解得 mg F 10N = （2分）（2）甲和乙发生碰撞，动量守恒，有：mv mv 320= （2分）上升过程中机械能守恒，有：mgh mv 33212=⋅（2分） 解得 R h 98=（2分） 11．（1）导体棒在绝缘层做匀速运动时，受重力，支持力和摩擦力，有： θμθcos sin mg mg = （2分）解得θμtan = （2分）（2）导体棒滑到导轨底端之前做匀速运动时，受重力，支持力和安培力，有：安F mg =θsin （2分） 而BILF =安 （1分） R E I 2=（1分） BLv E = （1分）解得 22sin 2L B mgR v θ=（2分） （3）导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中，由能量守恒定律，有：θμθcos sin m mgd Q mv d g ++=⋅22132（3分） 解得442223sin sin L B R g m mgd Q θθ-= （2分） 12．（1）离子通过速度选择器，有：qvB qE = （2分） 离子通过磁分析器，有：Rmv qvB 2=（1分） 而221R R R +=（1分） 解得 )(2122R R B E m q +=（1分） （2）偏转系统仅加电场时，离子在偏转系统内做类平抛运动，有： vt L =（1分）221at x =（2分） 其中 m qE a =（1分） 解得 212R R L x += （1分）（3）偏转系统仅加磁场时，离子运动轨迹如图所示，有rmv qvB 2=（1分） 可得 221R R r += 设在磁场中偏转角为α，则r L =αsin （1分） 设在磁场中沿y 轴方向偏转距离为 1y ∆，有：)cos 1(1α-=∆r y （2分）设离开磁场后偏转距离为αtan 2L y =∆（1分） 离子注入晶圆的位置21y y y ∆+∆=∆（1分）解得2123R R L y +=∆（1分） 离子注入晶圆的位置坐标为（ 0，2123R R L +）（1分）。