四川省 2022-2023学年高三物理下学期3月第四次阶段测试试题（Word版附解析）

四川省成都市第七中学2023届高三下学期3月第四次阶段性测试物理试题一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.中科院的可控核聚变装置“人造太阳”全超导托卡马克，成功实现了1.2亿摄氏度的条件下人工可控核聚变101秒。已知该装置内部发生的核反应方程为，已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4.光速为c，则下列说法正确的是（　　）A.X为正电子B.比更稳定C.的结合能为D.高温的作用是使原子核获得足够大的动能克服强相互作用实现核聚变【答案】B【解析】【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则为中子，选项A错误；B．使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生成物核子的比结合能大于一个反应物的核子的比结合能，比结合能越大，原子核越稳定，则比比结合能更大，更稳定，选项B正确；C．根据质能方程可知，反应放出能量为但是根据结合能的概念可知，该能量不是的结合能，选项C错误；D．要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度，这样才能让两个带正电的轻核，具有足够的能量克服相互靠近时的静电斥力实现核聚变，选项D错误。 故选B。2.如图所示，某次排球比赛中，球员A在离水平地面3m的高处将排球以30m/s的速度垂直球网水平击出，此时排球与球网的水平距离为9m。球网的高度为2m，对方的球员B站立在球网处，直立伸直手臂可拦到离地高度为2.3m的排球，起跳拦网可拦到离地高度为2.75m的排球，取重力加速度大小。已知球员A、B的连线与球网垂直，不计空气阻力，下列关于球员B拦排球的说法，正确的是（　　）A.排球运动到球网正上方的时间为0.3sB.球员B站在球网前直立伸直手臂可拦到排球C.若球员B未拦到排球则排球不会出界D.若球员B未拦到排球，则排球落地点到球网的距离约为2.6m【答案】A【解析】【详解】A．排球运动到球员B位置的时间故A正确；B．该段时间排球下落的高度此时排球离地高度故球员B在球网前直立伸直手臂拦不到排球，故B错误；CD．由解得排球从被击出到落地时间 排球运动的水平距离排球将出界，故CD错误。故选A。3.《流浪地球2》影片中，太空电梯高耸入云，在地表与太空间高速穿梭。太空电梯上升到某高度时，质量为2.5kg的物体重力为16N。已知地球半径为6371km，不考虑地球自转，则此时太空电梯距离地面的高度约为（）A.1593kmB.3584kmC.7964kmD.9955km【答案】A【解析】【详解】设地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球表面重力加速度为g0，太空电梯离地高度为h，太空电梯所在位置处的重力加速度为g’，根据万有引力公式有代入数据有整理得 所以太空梯距离地面高度为故选A。4.如图所示，导体棒P通过两等长细线悬挂在竖直墙面上等高的两点，并通以恒定电流，另一长直导体棒Q位于AB连线正下方，并与一滑动变阻器串联，闭合开关前滑片位于最左端，已知通电直导线产生的磁场的磁感应强度与通电导线的电流大小成正比，与到通电导线的距离成反比。不计电源与导体棒电阻，现闭合开关，将滑动变阻器的滑片自最左端缓慢滑至中间，导体棒P绕AB连线缓慢转动，下列说法正确的是（　　）A.导体棒P所受安培力始终垂直于两棒所在平面B.绳子拉力将减半C.两棒间的安培力将翻倍D.两棒的间距将变为原来的倍【答案】D【解析】【详解】A．由题意可知，两棒互相排斥，则电流方向相反，安培力平行于两棒所在平面，A错误；B．如图所示 根据相似三角形可知可知绳子拉力为定值，B错误；CD．由，可得当滑片滑到中间时，电阻减半，故两棒的间距将变为原来的倍，则安培力将变为原来的倍，C错误，D正确。故选D。5.一固定轨道如图所示，粗糙程度相同。AB段为四分之一圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平轨道，现将一质量为m的小球（小球视为质点）从A点静止释放，最后静止于水平轨道某处。现要将小球沿原路径拉回A点，关于此拉力做功的最小值W，下列说法正确的是（　　）A.B.C.D.无法判断 【答案】B【解析】【详解】小球从A点运动至水平轨道某处静止，这过程中重力势能的减少量变成热能，所以这过程中克服摩擦力做功沿原路经拉回A点，拉力做功的最小值为重力势能的增加量和克服摩擦力做功之和，由于拉回A点过程中在圆弧轨道上可以缓慢拉，所以弹力可以比下滑时小，摩擦力同样变小，所以克服摩擦力做功小于。则此拉力做功的最小值故选B。6.无人机空中配送的技术已渐渐应用于快速发展的物流行业。某科技小组在测试无人机的工作性能时，绘制出无人机运动的图像如图所示，取竖直向下为正方向，由图像信息可知（　　）A.无人机在BC段一定停在地面上B.无人机在AB和CD段加速度相同C.无人机在这100s内的平均速度为m/sD.无人机在这100s内的平均速度为【答案】BD【解析】【详解】A．由图像与坐标轴所围图形的面积表示位移可知，时间内无人机向下运动的位移为 若无人机起始高度大于60m，则无人机在BC段将在空中悬停，故A错误；B．由图像的斜率表示加速度可知，无人机在AB段的加速度为在CD段的加速度为则有故B正确；CD．无人机在100s内的位移为则无人机在这100s内的平均速度为故C错误，D正确。故选BD。7.如图所示匝数为N的正三角形导线框，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框边长为l且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1∶2，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为；电压表的示数分别为。不计线框电阻，则下列说法正确的是（　　）A.导线框从图示位置转过，磁通量变化量 B.导线框处于图示位置时，电流表的示数C.导线框处于图示位置时，电压表的示数D.闭合开关S，电流表的示数均减小【答案】AC【解析】【详解】A．导线框从图示位置转过，磁通量变化量为A正确；BC．导线框处于图示位置时，穿过线框的磁通量变化率最大，线框产生的感应电动势最大，则有理想变压器原线圈输入电压最大值为，则有由变压器的原、副线圈匝数比可得由欧姆定律则有电流表的示数，B错误，C正确；D．闭合开关S，并联，副线圈回路的总电阻减小，副线圈的电压不变，因此副线圈回路的电流I2增大，由变压器的原副线圈的电流与匝数的关系式，可知原线圈的电流I1增大，因此电流表的示数均增大，D错误。故选AC。 8.如图甲所示，一条绷紧的水平传送带AB以恒定速率v1做匀速直线运动，传送带右端的光滑水平台面与传送带上表面等高，二者间的空隙极小不会影响滑块的运动。滑块以速率v2向左从A点滑上传送带，在传送带上运动时动能随路程变化的Ek-x图像如图乙所示，已知滑块质量m=2kg，可视为质点，重力加速度g=10m/s2。则下列说法中正确的是（　　）A.传送带的运行速率为v1=1m/sB.滑块在传送带上的运动时间为4.5sC.若传送带的运动速率增大，则滑块在传送带上运动时间一定越来越小D.滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为36J【答案】BD【解析】【详解】A．由图乙可知滑块的初动能为16J，结合动能的表达式解得滑块的初速度大小为滑块的速度大小减小到0时，位移大小为由解得滑块在传送带上的加速度大小为该过程所用时间为 然后滑块反向加速到与传送带共速后速度不再发生变化，结合图乙可知，传送带的运行速率满足解得故A错误；B．滑块与传送带共速所需的时间滑块在t2=1s时间内运动的位移大小为方向水平向右，则剩下的3m内滑块做匀速直线运动，所用时间为滑块在传送带上运动的总时间为故B正确；C．滑块做减速运动的时间恒定，当传送带的运动速率稍微增大一些时，滑块返回到平台的时间会变短，当传送带的运动速率大于4m/s时，滑块返回到平台的时间不变，在传送带上运动的总时间也不变，故C错误；D．滑块向左运动时，滑块和传送带之间的相对位移大小为滑块向右运动时，滑块和传送带之间的相对位移大小为由牛顿第二定律得滑块与传送带间的摩擦力大小为则滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为 故D正确。故选BD。二、非选择题：9.小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑块与弹簧不拴接，不计空气阻力。（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t。滑块通过光电门时的速度大小为_________。（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能_________；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数_________。【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1]由于通过光电门的时间极短，可以将通过光电门的平均速度看做瞬时速度，为（2）[2][3]根据动能定理得 代入速度得整理得则结合图像得图像的斜率解得10.半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。（1）利用图甲所示的电路测量一传感器在不同压力下的阻值，其阻值约几十千欧，现有以下器材：压力传感器电源：电动势电流表A：量程250μA，内阻约为电压表V：量程，内阻约为滑动变阻器R：阻值范围开关S，导线若干为了提高测量的准确性，应该选下面哪个电路图进行测量_________； （2）通过多次实验测得其阻值随压力F变化的关系图像如图乙所示：由图乙可知，压力越大，阻值_________（选填“越大”或“越小”），且压力小于时的灵敏度比压力大于时的灵敏度（灵敏度指电阻值随压力的变化率）_________（选填“高”或“低”）；（3）利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置，可以将质量不同的物体进行分拣，图中为压力传感器，为滑动变阻器，电源电动势为（内阻不计）。分拣时将质量不同的物体用传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，当控制电路两端电压时，杠杆OB水平，物体水平进入通道1；当控制电路两端电压时，杠杆的B端就会被吸下，物体下滑进入通道2，从而实现分拣功能。重力加速度大小为，若要将质量大于的货物实现分拣，至少应该将接入电路的阻值调为_________（结果保留3位有效数字）。【答案】①.A②.越小③.高④.28.0【解析】【详解】（1）[1]因为RN的阻值在几十千欧，远大于滑动变阻器的最大阻值，所以为了便于调 节RN的电压和电流，滑动变阻器应采用分压式接法；又因为所以为减小系统误差，电流表应采用内接法。故选A。（2）[2]由图乙可知，压力越大，阻值RN越小。[3]灵敏度即为图线斜率的绝对值，所以压力小于时的灵敏度比压力大于时的灵敏度高。（3）[4]当货物质量恰好为0.16kg，即对RN的压力大小为1.6N时，由题图乙可知此时若此时控制电路电压刚好为3V，则接入电路的阻值最小，根据串联分压规律有解得所以至少应该将接入电路的阻值调为28.0kΩ。11.如图所示为一种质谱仪的简化原理图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。位于第Ⅱ象限的静电分析器，其通道为圆环状，内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，半径为R的虚线MN为通道的中心线，中心线处的电场强度大小为E。位于第Ⅰ象限的磁分析器内分布着方向垂直于纸面向外的区域足够大的匀强磁场，y轴为两个分析器的边界。质量为m、电荷量为e的（氕核）从离子源飘出（初速度可视为零），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，从N点垂直y轴射出后射入磁分析器中，最后恰好垂直打在放置于磁分析器下边界（x轴）的探测板上。不计粒子重力和粒子间相互作用，求：（1）加速电场中的加速电压U和（氕核）沿中心线MN运动的速度大小；（2）磁分析器中匀强磁场的磁感应强度B；（3）若从离子源飘出（氕核），其打在探测板上的位置距O点的距离x。 【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在静电分析器中，由牛顿第二定律可得①在加速电场中，由动能定理②解得（2）由几个关系可知，（氕核）在磁场做圆周运动的半径根据牛顿第二定律解得（3）由①②分析可知，不同比荷的正离子在静电分析器都能沿中心线MN做匀速圆周运动， 从N点垂直射入磁场分析器中做半径为匀速圆周运动，由解得根据几何关系得解得12.如图所示，在光滑平台上放置一长度，质量的薄板b，在薄板b最右端放有可视为质点的物块a，其质量，物块a与薄板b间动摩擦因数。开始时两者均静止，现对薄板b施加、水平向右的恒力，待a脱离b（b尚未露出平台）后，将b取走。a离开平台后由A点沿切线落入半径的竖直光滑圆弧轨道，圆弧轨道的圆心角为，其中过B点的切线水平，其右侧有一被电磁铁吸住而静止的小球c，c球质量且与地面及左侧墙面相距足够远，当c球被碰撞时电磁铁立即失去磁性，不计空气阻力，重力加速度g取。求：（1）物块a在薄板b上运动时间t；（2）物块a经过B点的速度大小；（3）若初始时一不可伸长轻绳一端系着小球c，另一端系于c球正下方的点，此时绳子刚好伸直无拉力，已知点与c球相距为L，当绳子拉力T达到时绳子断开。物块a从B点水平正碰c球瞬间无能量损失，为使细绳断开时c球开始做平抛运动，则L必须满足什么条件？ 【答案】（1）；（2）；（3）或【解析】【详解】（1）由牛顿定律及运动学公式，对物块a有对薄板b有由题知代入数据联立解得（2）物块a离开薄板b的瞬间速度为由运动的合成与分解可知物块a从A到B过程由机械能守恒有解得（3）物块a与c球碰撞过程有解得 ①若绳子在最高点断开，对c球由牛顿第二定律可得，解得②若绳子在最低点刚好断开，设此时c球在最低点速度为v，c球由最高点到最低点过程，机械能守恒在最低点由牛顿第二定律，解得c球做圆周运动恰好通过最高点时有解得因，故此时绳子在最低点刚好满足断开条件；即保证c球被碰后做平抛运动，L满足的条件为或选修3-413.如图所示，一束紫光a沿半径方向射入半径为的半圆形玻璃砖，光线b和光线c为其反射光和折射光，为法线，光线a与直径边的夹角为，光线c与的夹角为，光线b的强度随夹角的变化关系如图乙所示，其中光照强度发生突变的d点所对应的角度，光在真空中的传播速度为，下列说法中正确的是（　　） A.若夹角从减小到，则夹角将会逐渐增大B.若夹角从增大到，则光线b的强度一直加强C.玻璃砖对该光线的折射率D.当小于时，该光线通过玻璃砖的时间为E.若换为红光，则图乙中的d点所对应的值应大于【答案】ACD【解析】【详解】B．由图乙可知，若夹角从增大到，光线b的强度一直减弱，故B错误；AC．由图乙可知，夹角从增大到，光线b的强度保持不变；当大于后，光线b的强度开始逐渐减小，可知光线在玻璃砖中发生全反射的临界角为则有解得玻璃砖对该光线的折射率若夹角从减小到，根据折射定律可得可知逐渐增大，则夹角将会逐渐增大，故AC正确；D．当小于时，该光线在玻璃砖下表面发生全反射，该光线通过玻璃砖的时间为又 联立解得故D正确；E．若换为红光，根据全反射临界角公式由于红光的折射率小，则发生全反射的临界角大，故图乙中的d点所对应的值应小于，故E错误。故选ACD。14.挥舞健身绳可锻炼臂力，某同学握住绳子一端周期性上下抖动，在绳上激发一列绳波（可视为简谐波），手开始抖动时刻记为，如图所示为距握手端处的质点的振动图像，求：（1）该绳波的速度大小和波长；（2）距握手端处质点在时的位移。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）根据题意，由图可知，该波的周期为该波经传到处，则该波的波速为由公式可得，波长为 （2）由图可知，振源的起振方向沿轴负方向，则质点的振动方程为该波经过传播到处，则时，该处质点的振动时间为可知，距握手端处的质点在时的位移为