四川省成都市成华区某重点校2023届高三物理下学期阶段性考试（三）试题（Word版附解析）

2022-2023学年度（下）阶段性考试（三）暨高考模拟考试高2020级理科综合第Ⅰ卷（共126分）一、选择题:（本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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.下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，其中说法正确的是（　　）A.图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，否定了汤姆孙原子枣糕式模型B.图乙，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C.图丙，一个氢原子处于第三能级，最多可以辐射出三种频率的光子D.图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构【答案】A【解析】【详解】A．图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，否定了汤姆孙原子枣糕式模型，A正确；B．图乙，用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，B错误；C．图丙，一个氢原子处于第三能级，辐射出不同频率的光子最多为C错误；D．图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，D错误。故选A。2.2023年2月18日，首届中国（海南）东坡文化旅游大会开幕式在海口举行。开幕式上悬挂了许多大红灯笼。如图所示，重力为G的灯笼用细绳悬挂，在水平风力F的作用下偏离竖直方向一定的角度，并保持静止，此时细绳对灯笼的拉力为FT，则（　　） A.FT=GB.F与FT的合力与G相同C.若F增大，灯笼重新平衡时，则FT也增大D.若F增大，灯笼重新平衡时，则F与FT的合力也增大【答案】C【解析】【详解】AB．灯笼受竖直向下的重力G、水平风力F和沿绳方向的拉力FT，如图所示由于灯笼处于静止状态，F与FT合力与G等大反向，FT大于G，故AB错误；C．根据平衡条件，有若F增大，灯笼重新平衡时，则FT也增大，故C正确；D．若F增大，灯笼重新平衡时，则F与FT的合力仍然与重力G等大反向，则F与FT的合力不变，故D错误。故选C。3.如图所示，一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成，置于光滑的水平面上，如果轨道固定，将可视为质点的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块恰好停在水平轨道的最左端．如果轨道不固定，仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是（　　）A.物块与轨道组成的系统机械能不守恒，动量守恒B.物块与轨道组成的系统机械能不守恒，动量不守恒 C.物块到不了水平轨道的最左端D.物块将从轨道左端冲出水平轨道【答案】B【解析】【详解】AB．轨道不固定时，物块在轨道的水平部分时因摩擦产生内能，所以系统的机械能不守恒；物块在轨道的圆弧部分下滑时，合外力不为零，动量不守恒，但是水平方向动量守恒，故A错误，B正确；CD．设轨道的水平部分长为L．轨道固定时，根据能量守恒定律得mgR=μmgL轨道不固定时，设物块与轨道相对静止时共同速度为v，在轨道水平部分滑行的距离为x．取向左为正方向，根据水平动量守恒得0=（M+m）v则得v=0根据能量守恒定律得mgR=（M+m）v2+μmgx联立解得x=L所以物块仍能停在水平轨道的最左端，故CD错误。故选B。4.如图所示，在和。的a、b两处分别固定着电量不等的点电荷，其中a处点电荷的电量为，c、d两点的坐标分别为与。a、b连线上各点的电势与位置x之间的关系如图所示（取无穷远处为电势零点），图中处为图线的最低点。则（　　）A.b处为正电荷且电荷量小于q B.在c点由静止释放一个正电荷，它将保持静止C.在d点由静止释放一个正电荷，它将在c、d之间做往复运动D.取一个带正电荷的检验电荷，它在c点的电势能大于在d点的电势能【答案】B【解析】【详解】A．图像的斜率表示电场强度，所以c点的电场强度为零，根据和电场的叠加可知b处为正电荷且电荷量大于q，故A错误；B．因为c点的电场强度为零，所以在c点由静止释放一个正电荷，它将保持静止，故B正确；C．在d点由静止释放一个正电荷，它将在d点与和d点电势相等的两点之间做往复运动，故C错误；D．正电荷在高电势处电势能大，所以取一个带正电荷的检验电荷，它在c点的电势能小于在d点的电势能，D错误。故选B。5.一质量为可视为质点的小球，系于长为的轻绳一端，绳的另一端固定在点，假定绳不可伸长，柔软且无弹性。现将小球从点的正上方距离点的点以水平速度抛出，如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.轻绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为B.轻绳从释放到绷直所需时间为C.轻绳绷直后瞬间，小球的速度大小为D.当小球到达点正下方时，绳对质点拉力为【答案】D【解析】【详解】AB．小球水平抛出后，绳子绷直之前做平抛运动，有 解得故AB错误；C．绳子绷直时，水平方向的速度突变为零，只剩下竖直方向的速度，故速度故C错误；D．小球在绳子绷直后运动到的正下方，机械能守恒，有又在最低点，根据受力关系解得故D正确。故选D。6.如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，第一次物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后恰好停在长木板A上，此过程中AB系统产生的内能为。第二次，增大物体B的速度冲上A，最终此过程中AB系统产生的内能为。第三次，在木板A侧面粘上一块橡皮泥，物体B仍以水平速度冲上A，最终此过程中AB系统产生的内能为。则下述说法中正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】设长木板的长度为L，物块B与A间的摩擦力为f，第一次物块B最终恰能停在长木板A上，则系统产生的热量 第二次增加B的速度，则B最终一定能从长木板A上滑下，则此时系统产生的热量第三次在木板A侧面粘上一块橡皮泥，即增加A的质量，物体B仍以水平速度冲上A，则可知物块B一定能从木板A上滑下，此时系统产生的热量可知故选AC。7.如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻，质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S后，则（　　）A.通过导体棒MN电流的最大值为B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动C.导体棒MN速度最大时通过导体棒MN的电流为零D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热【答案】CD【解析】【详解】A．最初电容器板间电压最大，导体棒上电流也最大，电容器相当于电源，对电阻与导体棒供电，根据欧姆定律得，解得通过导体棒MN电流的最大值为，A错误；BC．导体棒上电流从M到N ，导体棒受安培力水平向右，导体棒加速，同时导体棒切割磁感线产生电动势，回路里电流减小，当导体棒产生的电动势与电容器板间电压相等时，回路电流为零，导体棒速度达到最大，此时安培力为零，但最终电能和动能全部转化为内能，所以之后导体棒MN一直减速，直到速度变为0，B错误，C正确；D．因为在MN加速阶段，由于MN存在反电动势，所以通过MN的电流要比通过R上的电流要小，所以电阻R消耗的电能大于MN上消耗的电能，故加速阶段电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热；当安培力为零后，MN开始减速直到速度为0，此时电容器的电流和导体棒的电流都流经电阻R，此时电阻R上的电流仍然大于导体棒上的电流，故该阶段电阻R上产生的焦耳热也大于导体棒MN上产生的焦耳热，D正确。故选CD。8.如图所示，一半径为的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为。线圈以直径为轴匀速转动，转速为，的左侧有垂直于纸面向里（与垂直）的匀强磁场，和是两个滑环，负载电阻为。线圈、电流表和连接导线的电阻都不计，下列说法正确的是（　　）A.转动过程中电流表的示数为B.转动过程中交变电流的最大值为C.从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势为D.从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻的电荷量为【答案】AB【解析】【详解】AB．转速为n，则 最大感应电动势线圈转动过程中产生的交变电流的最大值为因为只有一半区域存在磁场，由有效值的计算公式可得解得所以转动过程中电流表的示数为，选项AB正确；C．从题图所示位置起转过圈的时间内磁通量的变化量为所用时间所以线圈产生的平均感应电动势选项C错误；D．从题图所示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为D错误。故选AB。第II卷（共174分）二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22～32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.某学习小组利用图示的实验装置验证“动能定理”。滑块上固定了遮光条，滑块和光电门均放在气垫导轨上，滑块用细线连接，细线另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码。（1）关于实验的描述下列说法正确的是___________（请填写选项前对应的字母）；A.实验过程中滑块质量应远大于钩码和力传感器的总质量B.遮光条的宽度不影响实验结果C.实验开始前，气垫导轨应调至水平D.实验过程中应保持细线与气垫导轨平行（2）实验时保持滑块的质量和钩码的质量不变，改变滑块由静止释放时与的距离，测出对应的力传感器的示数，遮光条的宽度以及遮光条通过光电门的时间，通过描点作出线性图像，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图像是___________（选填“图”或“图”），该图像的斜率表达式为___________。（用、、表示）【答案】①.CD##DC②.③.【解析】【详解】（1）[1]A．拉力是直接通过传感器测量的，故与滑块质量和钩码质量大小关系无关，故A错误；B．遮光条宽度越小，实验结果越准确，故B错误；C．应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于滑块受到的合力，故CD正确。故选CD。（2）[2][3]根据动能定理,有则 所以处理数据时应作出图，图像斜率为。10.某同学想利用“半偏法”测量量程为的电压表内阻（内阻约几千欧），设计了如图甲所示的电路图，可供选择的器材有：电阻箱（最大阻值为9999.9欧），滑动变阻器（最大阻值20欧），滑动变阻器（最大阻值2千欧），直流电源（电动势为），直流电源（电动势为），开关2只，导线若干，实验步骤如下：a.完善图甲电路图并连接线路；b.闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；c.______，断开开关，调节电阻箱使电压表示数为，记录电阻箱的阻值。（1）完善图甲电路图，并用笔画线代替导线，将图乙实物图连接成实验电路______；（2）为了减小实验误差，实验中电源应选______（选填“”或“”），滑动变阻器应选______（选填“”或“”）；（3）完善步骤c中横线处的操作应为______，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到图甲中最______（填“左”或“右”）端；（4）在步骤c中，记录的电阻箱阻值为1999.0，则电压表的内阻为______欧，用半偏法测量的电压表的内阻值与其真实值相比，真实值______（填“小于”或“等于”或“大于”）测量值。 【答案】①.②.③.④.保持滑动变阻器滑片位置不变⑤.左⑥.1999⑦.小于【解析】【详解】（1）[1]由滑动变阻器应选最大阻值较小的即为，则滑动变阻器用分压式，完善电路图如图所示实物连线如图所示（2）[2][3]利用“半偏法”测电压表内阻实验中，近似认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，为了减小实验误差，电源电动势应选大的即为，滑动变阻器应选最大阻值较小的即为。（3）[4]利用“半偏法”测电压表内阻实验中，闭合开关，先使电压表满偏，步骤c中保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关，使电压表半偏。[5]闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移到图甲中最左端，其目的是保护电表，且使电压表的示数从零开始调节。（4）[6]在步骤c中，记录的电阻箱的阻值为，根据串联电路的分压特点得。 [7]根据设计电路可知，实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要变大，大于，故电阻箱分得的电压大于，电阻箱的阻值大于电压表的真实值。11.如图所示，平面直角坐标系xOy中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从S点（-l，-l）由静止释放，进入磁场区域运动，恰好过x轴上P点（l，0）、不计粒子重力。（1）求匀强电场的电场强度大小；（2）粒子释放开始计时，求粒子第1次到达y轴正半轴的时间；（3）粒子第3次过y轴时的坐标。【答案】（1）；（2）；（3）（0，-2l）【解析】【详解】（1）带正电粒子从S点（-l，-l）由静止释放，则在电场中做匀加速直线运动，从（0，-l）位置进入磁场区域运动，恰好过x轴上P点（l，0）、可知在磁场中做圆周运动的半径r=l根据可得则在电场中可得 （2）粒子在电场中加速的时间粒子第1次到达y轴正半轴时，在磁场中运动半周，则运动时间则总时间（3）粒子从（-l，0）位置进入第三象限的电场，则当粒子第3次过y轴时解得y=2l即粒子第3次过y轴时的坐标（0，-2l）。12.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，、两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。（1）求金属棒速度最大时所受安培力的大小及拉力的功率；（2）开始运动后，经速度达到，此过程中电阻中产生的焦耳热为，求该过程中沿导轨的位移大小；（3）金属棒速度达到后，立即撤去拉力，棒回到出发点时速度大小，求该过程中棒运动的时间。 【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在棒运动过程中，由于拉力功率恒定，棒做加速度逐渐减小的加速运动，加速度为零时，速度达到最大，设此时拉力大小为，安培力大小为，由平衡条件得此时棒产生的感应电动势为设回路中感应电流为，根据闭合电路欧姆定律得棒受到的安培力大小为拉力的功率联立以上各式解得，（2）ab棒从到的过程中，由动能定理得电阻中产生的焦耳热为因，则金属棒产生的焦耳热也为则此过程中克服安培力做功解得 （3）设撤去拉力后，金属棒上滑的位移大小为，所用时间为，下滑时所用时间为。撤去拉力后，金属棒上滑的过程，取沿导轨向上为正方向，由动量定理得此过程中通过金属棒的电荷量为解得金属棒下滑的过程，取沿导轨向下为正方向，由动量定理得此过程中通过金属棒的电荷量为所求的棒运动的时间联立解得（二）选考题：（共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。）13.如图，在某一均匀介质中，M、N是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.2sin10πt（m），介质中P点与M、N两个波源的距离分别为3m和5m，两波源形成的简谐波从t=0时刻，同时分别沿MP、NP方向传播，波速都是10m/s，则简谐横波的波长为______m；P点的振动______（填“加强”或“减弱”）；0~1s内，P点通过的路程为______m。（数值结果均保留两位有效数字） 【答案】①.2.0②.加强③.4.8【解析】【详解】[1]根据简谐运动的表达式，可知根据解得[2]由于5.0m-3.0m=2.0m=λ可知，P点的振动加强；[3]M波源的振动形式到达P点的时间N波源的振动形式到达P点的时间由于0.5s-0.3s=0.2s=T根据振动表达式，波源振动的振幅为0.2m，则加强点的振幅为0.4m，则在N波源的振动形式到达P点之前P点通过的路程为4×0.2m=0.8m之后P点振动加强，由于则0~1s内，N波源的振动形式到达P点之后P点通过的路程为2×4×0.4m+2×0.4m=4.0m可知，0~1s内，P点通过的路程为08m+4.0m=4.8m14.某发光二极管由一种透明材料封装而成，为研究其光学属性，某同学找来一个用此种透明材料制成的半球体。如图（a），该同学将一光线垂直直径MN竖直射入半球体，发现进入球体的光线在球面上的入射角时，折射光恰好消失。（） （1）求该透明介质的折射率n；（2）如图（b），二极管的半球球体直径为，二极管发光面是以EF为直径且保持水平的发光圆面，发光圆面圆心位于半球的球心O，为确保发光面发出的光第一次到达半球面时都不发生全反射，求二极管发光圆面的最大面积。（保留三位小数）【答案】（1）1.25；（2）【解析】【详解】（1）由进入球体的光线在球面上的入射角时，折射光恰好消失，说明刚好发生全反射，临界角根据临界角公式解得该透明介质的折射率（2）发光面发出的光第一次到达半球面，入射角最大的光线，如图所示，设此光线刚好发生全反射，入射角为临界角C。根据临界角公式得二极管发光圆面的半径二极管发光圆面的最大面积