四川省泸州市2023届高三物理下学期第二次诊断性考试试题（Word版附解析）

泸州市高2020级第二次教学质量诊断性考试

理科综合能力测试

本试卷分选择题和非选择题两部分，共38题，共300分，共12页，考试时间150分钟。考试结束后，将答题卡交回，试卷自留。注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸。试题卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须使用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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. 人类可以利用核衰变获取能量。钚的同位素在衰变时能释放出γ射线，其衰变方程为。下列说法中正确的是（　　）

A X原子核中含有143个质子

B. X原子核中含有92个中子

C. 衰变过程中减少的的质量大于生成的X和的总质量

D. 衰变发出的γ射线是波长很短的电子流

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可知的质量数为

质子数为

则中子数为

AB错误；

C．衰变过程中放出能量，所以衰变过程中减少的的质量大于生成的X和的总质量，C正确；

D．衰变发出的γ射线是光子，D错误。

故选C。

2. 通过某段圆柱形导体的电流大小为I，该导体中单位长度的自由电荷数为N，每个自由电荷带电量均为q。则导体中自由电荷定向移动速度v的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】在时间t内通过导体横截面的自由电荷总电量Q为

电流强度的定义

解得

故选A。
 

3. 为观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射的起源，2022年10月我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“夸父一号”卫星，实现中国综合性太阳卫星探测零的突破。假设某探测太阳的飞行器仅在太阳的引力作用下，在长轴为a的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳的质量为M，万有引力常量为G。则该飞行器绕太阳运行的周期应为（　　）

A.  B.  C. πa D. 2πa

【答案】B

【解析】

【详解】对于同一个中心天体，由开普勒第三定律可知

若运行轨道为椭圆，则r指半长轴，若运行轨道是圆，则r指圆的半径，可见，若两个行星绕同一个中心天体运动，轨道半长轴为r的行星与圆轨道半径为r的行星周期相同，即要求半长轴为的椭圆轨道上绕太阳运行的飞行器的周期，只需求圆轨道半径为的另一颗绕地球运动的飞行器的周期，由

解得

故选B。

4. 将两个相同的小球A、B从水平地面以不同初速度竖直向上先后抛出，已知A球的初速度为40m/s，B球的初速度为20m/s，B球比A球迟1s抛出，忽略空气阻力的作用，重力加速度。设向上为正方向，从抛出A球开始计时，到B球刚要落地的过程中，下列关于A、B两小球的速度差随时间t变化的关系图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题知A向上减速到零的时间为

B向上减速到零的时间为

因 B球比A球迟1s抛出，则在0-1s内只A球向上做匀减速运动，B球没有运动，速度为零，则A的速度为

则A、B两小球的速度差

在2-3s内A、B球都向上做匀减速运动，则两者速度为

，

则A、B两小球的速度差

即两者速度差保持不变；3s后B向下做自由落体运动，经2s落地，则在3-4s内A向上做匀减速运动，B向下做自由落体运动，A经3s后的速度为

则3-4s内A的速度为

B的速度为

则A、B两小球的速度差

即两者速度差保持不变；在4-5s内A向下开始做自由落体运动，此时B的速度为

则4-5s内A的速度为

B的速度为

则A、B两小球的速度差

即两者速度差保持不变。

故选A。

5. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，两个分别与水平地面成37°和的光滑绝缘斜面交于A点，BC长度为5m。现分别从A点由静止释放可视为质点的甲、乙两带电小物块，运动一段距离后均在斜面上的某位置与斜面分离。已知甲、乙两物块的比荷大小之比为，不计两物块间的库仑力，重力加速度取，，。若甲物块沿斜面下滑到距A点2m处与斜面分离，则乙物块与斜面分离的位置距A点的距离为（　　）

A. 2.5m B. 2.125m C. 1.5m D. 1.125m

【答案】C

【解析】

【详解】甲物块沿斜面下滑到距A点s甲=2m处与斜面分离

乙物块与斜面分离

又

联立得

又

解得

s乙=1.5m

故选C。

6. 图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。则（　　）

A. 理想电压表的示数

B. 线圈转动的角速度

C. 转动过程中穿过线圈的最大磁通量

D. 通过灯泡电流的瞬时表达式为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图乙可知电压的有效值为

理想电压表测的是小灯泡两端电压，示数为

A错误；

B．由乙图可知交流电的周期为，所以线圈转动的角速度为

B正确；

C．线圈转动时产生的电动势最大值为

可得转动过程中穿过线圈的最大磁通量为

C错误；

D．感应电动势的瞬时表达式为

故通过灯泡电流的瞬时表达式为

D正确。

故选BD。

7. 如图所示，在的匀强磁场中，水平绝缘桌面上固定两根平行金属导轨MN和PQ，金属导轨连接的电阻，右端并联一个平行板电容器，极板上各有一小孔，导轨上放置一根金属杆。金属杆以某一速度匀速运动，一个比荷为的带负电粒子从电容器A极板小孔处由静止加速后，恰对着圆心垂直进入大小、方向竖直向下的圆形匀强磁场区域中，圆形磁场半径。带电粒子在磁场中偏转后，飞出磁场时的速度方向与原速度方向偏离了。导轨MN和PQ的间距，金属杆接入电路部分的电阻，其余电阻不计，杆与导轨始终接触良好，忽略带电粒子重力。下列关于杆的运动，判断正确的是（　　）

A. 杆向右匀速运动 B. 杆向左匀速运动

C. 杆的速度大小为10m/s D. 杆的速度大小为20m/s

【答案】AC

【解析】

【详解】A B．根据题意负电荷从电容器A极板小孔处由静止开始加速，说明电容A极带负电为负极，据感应电动势右手定则原理，可以判断杆向右匀速运动，故A正确B错误；

C D．带电粒子在磁场中偏转后，飞出磁场时的速度方向与原速度方向偏离了，根据洛伦兹力提供向心力带电粒子在磁场中做匀速圆周运动有，其运动轨迹如图所以

根据上图可得D为带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的圆心，且CD为半径，CO为圆形磁场半径，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径为

带电粒子磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力有

负电荷从电容器A极板小孔处由静止开始加速，设电容器两极电势差为U，电容器两极板距离为d，两极板间产生的匀强电场强度为E，可得

带电粒子在匀强电场中受到的电场力为

设带电粒子在匀强电场中受到电场力产生的加速度为，由牛顿第二定律有

带电粒子在电容产生的匀强电场中受到电场力，做均加速直线运动，由加速度与位移公式

由以上方程联立得

带入数据解得

由图分析得电容器两极电势差为U，同时也为电阻R两端的电压，设通过的电流为I，根据欧姆定律则有

金属杆以某一速度 在磁场中匀速运动产生的电动势为

则通过金属的电流为

以上方程带入数据解得

故C正确D错误。

故选AC。

8. 如图所示，质量为M的内壁光滑的半圆槽置于粗糙水平面上，质量为m的小球从半圆槽轨道的左端与圆心等高处静止释放，小球运动过程中半圆槽始终保持静止状态。AB是平行水平地面的圆弧直径，小球与圆心O连线跟OA间的夹角为，重力加速度为g，小球向下运动时，在的范围内，下列说法中正确的是（　　）

A. 当时，半圆槽受到的摩擦力最大

B. 当时，半圆槽受到的摩擦力最大

C. 当时，半圆槽对地面的压力N小于

D. 当时，半圆槽对地面压力N等于

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小球在某位置的速度，有

对小球受力分析有

解得小球所受支持力为

根据牛顿第三定律可知，小球对半圆槽的压力

因半圆槽始终静止，所以半圆槽所受合力为零，即水平方向有

所以当时，半圆槽受到的摩擦力最大，故A错误，B正确；

CD．对半圆槽受力分析，设地面对半圆槽的支持力为竖直方向有

整理有

当时，有

根据牛顿第三定律有

故C错误，D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题 共174分）

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共129分）

9. 某实验小组用如图甲所示的装置探究向心力大小与周期、半径之间的关系，轻绳一端系着小球，另一端固定在竖直杆上的力传感器上，小球套在光滑水平杆上。水平杆在电动机带动下可以在水平面内绕竖直杆匀速转动。已知小球质量为m，小球做圆周运动的半径为r，电子计数器可记录杆做圆周运动的圈数，用秒表记录小球转动n圈的时间为t。

（1）若保持小球运动半径不变，仅减小运动周期，小球受到的拉力将___________；若保持小球运动的周期不变，仅减小运动半径，小球受到的拉力将___________。（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）

（2）该小组同学做实验时，保持小球做圆周运动的半径不变，选用质量为的小球甲和质量为的小球乙做了两组实验。两组实验中分别多次改变小球运动的转速，记录实验数据，作出了F与关系如图乙所示的①和②两条曲线，图中反映小球甲的实验数据是_________（选填“①”或“②”）。

【答案】    ①. 变大    ②. 变小    ③. ①

【解析】

【详解】（1）[1][2]小球做圆周运动时有

所以当小球运动半径不变，仅减小运动周期，小球受到的拉力将变大；若保持小球运动的周期不变，仅减小运动半径，小球受到的拉力将变小。

（2）[3]根据题意有

可得

因为甲球的质量较大，所以可得曲线①为小球甲的实验数据。

10. 某小组同学在实验室完成“测量电池组的电动势和内阻”的实验，实验室提供的器材如下：

A． 几节干电池组成电池组

B． 电压表V量程3V，内阻

C． 电流表A量程3A，内阻约为1Ω

D． 定值电阻

E． 定值电阻

F． 滑动变阻器R：调节范围0~10Ω

该组同学根据提供的器材，设计的电路图如图甲所示。

（1） 虚线框内的电路表示将电压表的量程扩大了，则扩大后的“电压表”最大能测量___________V的电压。

（2）实验时记录了多组电压表V表盘的示数U和电流表A表盘的示数I，并描点作图作出如图乙所示的图线，忽略电表内阻的影响时，由图线可知该干电池组的电动势E=________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留两位有效数字）

（3） 若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正以便求出准确的电动势和内阻，需在图乙中重新绘制图线，新绘制的图线与原图线比较，新绘制的图线斜率绝对值|k|的大小将_________。（选填“变大”“变小”或“不变”）

（4）在上述实验过程中，若改变滑动变阻器的电阻大小，电源的输出功率将会变化，电源输出功率P与电源外电路的路端电压U的关系图像如图___________所示。

A. B.

C. D.

【答案】    ①.     ②. 4.2    ③. 5.0    ④. 变小    ⑤. B

【解析】

【详解】（1）[1]改装后电压表能测量的范围为

（2）[2][3]根据电路知识可知

解得

结合图像可知

（3）[4]若考虑到电表内阻的影响，则表达式为

可得

则斜率变为

即修正后图像斜率变小。

（4）[5]电源输出功率P与电源外电路的路端电压U的关系

根据数学知识，此函数对应的是一个抛物线，且当电源输出功率最大时，路端电压为总电动势的一半，外电路总电阻取值范围为，则外电路电压的取值范围为。

当时对应的功率为

当时对应的功率为

故选B。

11. 如图是某种机械打夯的原理示意图，OA为液压装置，能给质量为m的夯杆提供竖直方向的力。左右为两个半径均为R的摩擦传动轮，每个轮子给夯杆的压力大小均为，运转方向如图所示。开始时液压装置对夯杆提供大小恒为的向上拉力，摩擦传动轮匀速转动的角速度为ω，摩擦传动轮与夯杆之间的动摩擦因数，在液压装置和摩擦传动轮的作用下，夯杆从静止开始向上运动。夯杆运动到某时刻速度与摩擦传动轮边缘线速度、液压装置相等，该时刻之后的运动过程中摩擦传动轮不再对夯杆提供压力和摩擦力，且液压装置开始提供大小恒为的向下压力，直到夯杆落地。取重力加速度为g，求：

（1）夯杆上升的最大高度；

（2）夯杆落地前瞬间的速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）液压装置对夯杆提供向上拉力时，根据牛顿第二定律

解得

a=g

摩擦传动轮边缘线速度

夯杆速度与摩擦传动轮边缘线速度相等时，根据

得此时夯杆上升的高度

此后，根据牛顿第二定律

得

根据

得夯杆上升的高度

夯杆上升的最大高度

（2）根据

得夯杆落地前瞬间的速度大小

12. 如图所示，光滑水平的绝缘地面与足够长的倾斜传送带，经长度可忽略的圆弧平滑连接，空间分布着水平向右的匀强电场，电场强度。水平地面上放有质量均为的物块A和B，其中A带电荷量，B绝缘且不带电。A在外力作用下静止，两物块相距，B距传送带底部距离，传送带以的速度顺时针匀速运动。两物块与传送带间的动摩擦因数均为，传送带与水平方向的夹角。时刻撤去外力，A向右运动，当两物块发生第二次碰撞瞬间便撤去电场，所有碰撞均视为弹性碰撞，碰撞过程无电荷转移与损失，两物块均可视为质点，取重力加速度，，，求：

（1）第一次碰后物块A和物块B的速度大小；

（2） A物块在整个运动过程中减少的电势能的大小；

（3）两物块在倾斜传送带之间的距离恒定不变后，此时两物块的间距。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）A物块受电场力做加速运动，根据牛顿第二定律

设第一次碰撞前A物块的速度为，根据匀变速直线运动公式

A物块与B物块发生弹性碰撞，第一次碰撞后的速度分别为和，根据动量守恒

根据机械能守恒

联立解得

（2）第二次碰撞时，A物块与B物块再次位移相等，设所用时间为，则

解得

设B滑到传送带时间为，则

解得

故A物块与B物块在上传送带前相碰，设碰时位移为，则

A物块在整个运动过程中减少的电势能

（3）设第二次碰撞前A物块的速度为，第二次碰撞后的速度分别为和,则

根据动量守恒

根据机械能守恒

解得

设A物块与B物块进入传送带的时间差为，则

解得

A物块与B物块上传送带的加速度相同，根据牛顿第二定律

解得

A物块与传送带共速所需的时间

B物块与传送带共速所需的时间

A物块与传送带共速所走的位移

B物块与传送带共速所走的位移

两物块的间距

（二）选考题（共45分）

【物理-选修3-3】

13. 关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　）

A. 甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力

B. 要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上

C. 丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度

D. 丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越明显

E. 戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，气体温度升高、压强变大

【答案】ACE

【解析】

【详解】A．由图甲作用力跟距离的关系图可知，当时，分子间的作用力表现为引力，故A正确；

B．要达到乙图的实验效果，应先把痱子粉撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴入水面，故B错误；

C．温度升高时，速率分布最大的区间将向速率增大处移动，丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度，故C正确；

D．丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越不明显，故D错误；

E．戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，外界对气体做功，气体内能增大，气体温度升高、压强变大，故E正确。

故选ACE。

14. 如图所示，右端开口的气缸导热性能良好，固定在水平面上，用光滑活塞封闭了一定质量的理想气体。当活塞自由静止时，活塞到气缸底部的长度，气缸内理想气体温度为，施加一水平向右的外力F，使活塞缓慢移动到距气缸底部的距离为时，活塞又保持平衡。已知活塞质量，横截面积，大气压强。

①求外力F的大小；

②保持①问中水平向右的拉力F不变，加热使理想气体温度变为2T0，求活塞平衡时活塞到气缸底部的长度。

【答案】（1）500N；（2）1.6m

【解析】

【详解】（1）依题意，活塞缓慢移动，封闭气体温度不变，有

又

联立，可得

（2）依题意，保持①问中水平向右的拉力F不变，可得

根据理想气体状态方程，可得

解得

【物理-选修3-4】

15. 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。

16. 如图所示，为一简谐横波的波动图像。质点P的平衡位置对应的横坐标为6m，实线为时刻的波形，虚线为时刻形成的波形图。已知波向x轴正方向传播，求：

①该波的传播速度；

②若，写出质点P的振动方程。

【答案】（1）； （2）

【解析】

【详解】（1）从图像可以看出波长为

由题意可知波在2s时间内沿波的方向传播了

则有

（2）若，则周期

角速度为

质点P的振动方程