吉林省吉林市2023届普通中学高三下学期第三次调研测试理综物理试题

吉林省吉林市2023届普通中学高三下学期第三次调研测试理综物理试题

一、单选题

1．（2023·吉林·统考三模）我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的元素是，已知发生衰变的核反应方程为，的半衰期为87.7年。下列说法正确的是（　　）

A．衰变过程一定释放能量

B．方程中，是

C．100个原子核经过87.7年后还有50个未衰变

D．放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强

2．（2023·吉林·统考三模）如图所示，直角三角形ABC为固定的玻璃三棱镜的截面，∠ACB=90°，∠A=37°，P是AB面上的一点。由a、b两种单色光组成的一束光射向P点，入射光与AB面的夹角θ=53°时，a、b光均从AC边射出，逐渐增大θ角，当θ=90°时，恰好只有b光从AC边射出。sin53°=0.8，sin37°=0.6，则下面选项正确的是（　　）

A．a光的频率小于b光的频率

B．在棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度

C．棱镜对a光的折射率为

D．用同一台双缝干涉器材做实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距

3．（2023·吉林·统考三模）一定量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加

B．A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量

C．B→C的过程中，气体体积增大，对外做功

D．B→C的过程中，气体对外界放热，内能减小

4．（2023·吉林·统考三模）如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量正点电荷A和B，O点为AB连线的中点，C、D为AB连线上关于O点对称的两个点，且CO=OD=L，一带负电的可视为点电荷的小球以初速度v0从C点运动到D点，取无穷远处的电势φ=0，以C点为坐标原点，向右为x轴的正方向，下列关于电势φ、电场强度E、小球的电势能Ep及动能Ek随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．（2023·吉林·统考三模）我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团 M13中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星 A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为 T1，它们的轨道半径分别为RA、RB，RA<RB，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为T2，忽略A与C之间的引力，且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G，则以下说法正确的是（　　）

A．若知道C的轨道半径，则可求出C的质量

B．恒星B的质量为

C．若A也有一颗运动周期为T2的卫星，则其轨道半径一定小于C的轨道半径

D．设A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为t，则

二、多选题

6．（2023·吉林·统考三模）在同一条笔直的公路上行驶的三辆汽车a，b，c，它们的x-t图像如图所示，汽车a对应的图像是一条抛物线，其顶点坐标为（0，10m）。下列说法正确的是（　　）

A．在0~5s内，a，b两辆汽车间的距离增大

B．b和c两辆汽车做匀速直线运动，两汽车的速度相同

C．汽车c的速度逐渐增大

D．汽车a在5s末的速度为4m/s

7．（2023·吉林·统考三模）如图所示，在直角三角形CDE区域内有磁感应强度为B垂直纸面向外的匀强磁场，P为直角边CD的中点，∠C=30°，CD=2L，一束相同的带负电粒子以不同的速率从P点垂直于CD射入磁场，粒子的比荷为k，不计粒子间的相互作用和重力，则下列说法正确的是（　　）

A．速率不同的粒子在磁场中运动时间一定不同

B．从CD边飞出的粒子最大速率为

C．粒子从DE边飞出的区域长度可以大于L

D．从CE边飞出的粒子在磁场中运动的最长时间为

8．（2023·吉林·统考三模）如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为θ的光滑斜面底端，上端与物块B相连，物块B处于静止状态，现将物块A置于斜面上B的上方某位置处，取物块A的位置为原点O，沿斜面向下为正方向建立x轴坐标系，某时刻释放物块A，A与物块B碰撞后以共同速度沿斜面向下运动，碰撞时间极短，测得物块A的动能Ek与其位置坐标x的关系如图乙所示，图像中0~x1之间为过原点的直线，其余部分为曲线，物块A、B均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，已知x1，x2，x3，E，则（　　）

A．物块A、B的质量之比为1：3

B．A与B碰撞后，A在x3位置处加速度最大

C．A与B碰撞后，A在x2位置处弹簧压缩量为x2-x1

D．弹簧的劲度系数为

三、实验题

9．（2023·吉林·统考三模）如图甲所示的装置叫作阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示：

（1）实验时，该同学进行了如下操作：

①将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态。测量出___________（选填“A的上表面”或“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h。

②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。

③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律。

（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为___________（已知重力加速度为g）。

（3）引起该实验系统误差的原因有___________（写一条即可）。

10．（2023·吉林·统考三模）某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：

A．电流表A1（量程为50mA，内阻RA1约为3Ω）

B．电流表A2（量程为3mA，内阻RA2=15Ω）

C．定值电阻R1=697Ω

D．定值电阻R2=1985Ω

E．滑动变阻器R（0~20Ω）

F．电压表V（量程0~12V，内阻R1=1kΩ）

G．蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）

H．开关S

（1）部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1为___________，电表2为___________，定值电阻为___________。（填写器材前的字母编号）

（2）将电路图补充完整___________。

（3）若电表1的示数为D1，电表2的示数为D2，写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=___________（用已知量和测量量的符号表示），当电表2的示数达到___________，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为LED灯正常工作的电阻。

四、解答题

11．（2023·吉林·统考三模）如图所示，用一条绝缘轻绳在竖直平面内悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0×10-3kg，所带电荷量为2.0×10-8C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为30°。取g=10m/s2，求：

（1）匀强电场的电场强度。

（2）若可以加任意方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角仍为30°，则所加匀强电场电场强度大小的最小值是多大，方向如何。

12．（2023·吉林·统考三模）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上，两导轨垂直于斜面与水平面的交线ef，间距，导轨电阻不计。导轨所在空间被分成区域I和II，两区域的边界与斜面的交线为虚线MN。虚线MN与两导轨垂直，区域I中的匀强磁场方向竖直向下，区域II中的匀强磁场方向竖直向上，两磁场的磁感应强度大小均为。在区域I中，将电阻为的金属棒ab固定在导轨上。然后，在区域II中将质量、电阻为的光滑金属棒cd置于导轨上使其由静止开始下滑。金属棒cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中，两金属棒长度均为L且始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触。（取g=10m/s2，，）

（1）求金属棒cd的速度大小为5m/s时，金属棒ab受到的安培力；

（2）从金属棒cd开始下滑到速度大小为5m/s的过程中，金属棒cd滑动的距离，求此过程中金属棒cd上产生的热量Q。

13．（2023·吉林·统考三模）如果一质量为m的小球A，静置于一质量为的长管管口，长管竖直放置于水平地面上，如图所示，一质量为的小球B，以某一竖直向下的速度与小球A发生弹性正碰。碰后小球B被收回取走，小球A进人管内，且小球A与管壁间的摩擦阻力大小恒为。小球A在管底与地面发生弹性碰撞，之后上升过程中恰好未脱离长管管口。当长管落地时仍与地面发生弹性碰撞，长管始终保持竖直方向，管长。已知g取10m/s2。不计空气阻力及小球的大小，求：

（1）小球A在管底与地面碰撞后瞬间速度的大小；

（2）小球B在与小球A碰撞前瞬间，小球B速度的大小；

（3）长管第2次碰撞地面前，小球A距管口上端的距离。

参考答案：

1．A

【详解】A．由于衰变过程中存在质量亏损，则一定释放能量，故A正确；

B．根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，方程中的质量数为4，电荷数为2，则X是，可得，故B错误；

C．半衰期是统计规律，对少数原子核衰变不适用，故C错误；

D．放出的射线是高速氦核流，它的电离能力强，但是贯穿能力很弱，故D错误。

故选A。

2．C

【详解】C．当a光恰好发生全反射时，光路图如图所示

由几何关系可知，a光发生全反射时的临界角为37°，所以

故C正确；

A．a光发生全反射时，b光从AC边射出，说明棱镜对a光的折射率大于b光，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误；

B．根据公式

a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的传播速度小于b光的传播速度，故B错误；

D．由于a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的波长小于b光的波长，根据公式

可知，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，故D错误。

故选C。

3．B

【详解】AB．从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，气体从外界吸收热量，使得气体内能增加，故A错误，B正确；

CD．从B到C的过程是等温压缩过程，压强增大，体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变，故CD错误。

故选B。

4．A

【详解】AC．从C点到D点，电场线方向先向右后向左，则电势先降低后升高，且电势都大于零，并关于O点对称。小球带负电所以小球的电势能先增大后减小，小球在C、D两点处的电势能相同，故A正确，C错误；

D．由于小球的电势能先增大后减小，在C、D两点处的电势能相同，由能量守恒定律得知，动能先减小后增大，在C、D两点处的动能相同，故D错误；

B．设AC＝BD＝r，点电荷A和B的电荷量大小为Q，则当位移为x时，场强为

由数学知识得知E与x是非线性关系，图像是曲线，故B错误。

故选A。

5．D

【详解】A．在知道C的轨道半径和周期的情况下，根据万有引力定律和牛顿第二定律列方程只能求解B的质量，无法求解C的质量，故A错误；

B．在A、B组成的双星系统中，对A根据牛顿第二定律有

解得

故B错误；

C．若A也有一颗运动周期为T2的卫星，设卫星的质量为m，轨道半径为r，则根据牛顿第二定律有

解得

同理可得C的轨道半径为

对A、B组成的双星系统有

因为RA＜RB，所以MA＞MB，则r＞RC，故C错误；

D．如图所示，A、B、C三星由图示位置到再次共线时，A、B转过圆心角θ1与C转过的圆心角θ2互补，则根据匀速圆周运动规律可得

解得

故D正确。

故选D。

6．AD

【详解】A．在0~5s内，a，b两辆汽车间的距离为纵坐标之差，故两车间的距离增大，故A正确；

BC．x-t图线的斜率表示物体运动的速度，所以b和c两辆汽车做匀速直线运动，但两汽车的速度方向相反，故BC错误；

D．设a车的加速度为a，则有

代入数据解得

所以汽车a在5s末的速度为

故D正确。

故选AD。

7．BD

【详解】A．速率小的粒子在CD边射出时，粒子在磁场中的运动轨迹为半圆，时间为周期一半，而粒子的运动周期相同，所以粒子在磁场中运动时间相同，故A错误；

B．根据左手定则，粒子向左偏转，从CD边飞出的粒子最远从D点飞出，此时半径为

根据洛伦兹力提供向心力有

解得

故B正确；

C．由B项分析可知粒子可以从D点飞出，粒子与CE相切从DE飞出时，是粒子从DE飞出的最远点，如图所示

由几何关系得

粒子从DE边飞出的区域长度最大为L，故C错误；

D．粒子与CE相切飞出时在磁场中运动的时间最长，由几何关系可得

粒子在磁场中运动的最长时间为

故D正确。

故选BD。

8．ABD

【详解】A．由图乙可知，物块A与物块B碰撞前的动能

可得物块A与物块B碰撞前的速度为

物块A与物块B碰撞后的动能

解得物块A与物块B碰撞后的速度

物块A与物块B碰撞时间极短，根据动量守恒定律

解得

故A正确；

B．根据动能定理有

由上述可知图像的斜率代表物体所受的合外力，由图乙可知，物块A与物块B碰撞后，在处合外力最大，即加速度最大。故B正确；

C．由图乙可知，处是物块B静止的位置，此时弹簧处于压缩状态，并不是原长，故位置处弹簧压缩量大于，故C错误；

D．弹簧上端与物块B相连，物块B处于静止状态，设此时弹簧的形变量为，结合图甲，根据平衡条件可知

由图乙可知，当物块A与物块B一起运动到时，速度最大，根据平衡条件

物块A从O点运动到位置的过程中，根据动能定理

联立解得

故D正确。

故选ABD。

9．     挡光片中心          绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动中受到空气阻力

【详解】（1）[1]遮光条经过光电门的平均速度代替物体经过光电门的瞬时速度，所以应测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h。

（2）[2]重物A经过光电门时的速度

v =

系统动能增加量

系统重力势能的减小量为mgh，系统机械能守恒应满足的关系式为

（3）[3]系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能是：绳子有一定的质量、滑轮与轴之间有摩擦、重物运动中受到空气阻力。

10．     F     B     D               1.5mA

【详解】（1）[1][2][3]电表2与定值电阻串联，应是电流表，根据电流表示数可得LED两端的电压，由于电流表A1阻值未知，所以电表2选用A2，即B；电表2与定值电阻串联，即改装成大量程的电压表，应串联大电阻，因此定值电阻应选用R2，即D；电流表A1量程太大，电压表内阻已知，可以当电流表使用，所以电流表1选用F。

（2）[4]电路如图所示

（3）[5][6]根据题意有

可得

当

即

LED灯正常工作，Rx的值为LED灯正常工作时的电阻。

11．（1）；（2），方向与绳垂直斜向右上方

【详解】（1）根据题意，小球的受力情况如图所示

根据几何关系有

解得

（2）当电场方向与绳垂直时，电场强度最小，如图所示

根据平衡条件有

解得

方向应与绳垂直斜向右上方。

12．（1）7.2N，方向沿导轨平面斜向上；（2）1.7J

【详解】（1）金属棒ab受到的安培力大小为

解得

根据左手定则可得，方向沿导轨平面斜向上；

（2）设此运动过程中电路产生的总热量为，由能量守恒定律

金属棒cd上产生的热量Q与的关系有

所以

13．（1）60m/s；（2）；（3）

【详解】（1）当A球与地面碰撞后，上升过程中，根据牛顿第二定律有

，方向竖直向下

，方向竖直向上

设碰撞后瞬间小球A的速度大小为v，经时间t小球A和长管在上升过程中共速，则

解得

，

小球A刚好未脱离管口可得

联立解得

（2）设球B与A碰撞后，球A的速度为vA，则

，方向竖直向上

解得

A、B碰撞过程满足

解得

（3）由（1）可知，长管下端距地面的高度为

长管从H高处下落后，与地面第一次碰撞，碰后

，

根据牛顿第二定律

，方向竖直向上

，方向竖直向下

由此可知，小球A和管同时速度减为零，此时

所以长管第2次碰地前小球A距长管上端的距离为。