2023年四川省成都市重点学校高考物理三诊试卷

2023年四川省成都市树德中学高考物理三诊试卷

1.  宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半接期为年，利用碳的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是(    )

A. 发生衰变的产物是
B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C. 近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D. 若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为年

2.  工人用如图所示的装置匀速吊起石球，装置底部为圆形绳套，、、、是圆上四等分点，侧面、、、是四条完全相同、不可伸长的轻绳。点在石球球心正上方处，石球半径为，石球表面光滑、重力大小为。下列说法正确的是(    )

A. 绳的张力大小为
B. 若侧面绳长不变，减小绳套的半径，绳的张力减小
C. 若绳套不变，将侧面四根绳子各增加相同的长度，绳的张力增大
D. 若加速向上提升石球，绳的张力大于
 

3.  A、两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图所示。两卫星之间的距离随时间周期性变化，如图所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是(    )

A. A、的轨道半径之比为：
B. A、的线速度之比为：
C. 的运动周期大于的运动周期
D. 在相同时间内，与地心连线扫过的面积小于与地心连线扫过的面积

4.  如图所示，半径为的圆形区域内存在匀强磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向里：为圆心，、为边界上两点，为的中点，，、两个完全相同的带电粒子分别从、两点以相同的速度水平向右射入磁场中，其中沿半径方向射入的粒子恰好能从点射出，则(    )

A. 粒子带负电
B. 粒子的比荷为
C. 粒子将从边上某一位置不含点射出
D. 、两个粒子在磁场中的运动时间之比为：

5.  如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块，可视为质点，在处以初速度沿轴正方向运动。小滑块的质量为，带电量为。整个运动区域存在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能随位置变化的部分图像，点是图线的最低点，虚线是图像在处的切线，并且经过和两点，重力加速度取。下列说法正确的是(    )

 

A. 在处的电场强度大小为
B. 滑块向右运动的过程中，加速度先增大后减小
C. 滑块运动至处时，速度的大小为
D. 若滑块恰好能到达处，则该处的电势为

6.  如图所示，为匝矩形线框，可以围绕边匀速旋转，角速度为，每匝面积为。在连线下方、且在连线左侧的区域，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，场强为，线框的总电阻为，两端连接到理想变压器，对负载供电。变压器初级线圈和次级线圈的匝数为和，为理想交流电流表，不计一切摩擦，则(    )

A. 电流表的示数大小为
B. 调节的大小，当时，的功率最大
C. 若使的电阻值减小，电流表的示数将增大
D. 若使线框角速度变为，的平均功率变为原来的倍

7.  如图所示，宽度为的光滑平行金属导轨水平放置于方向竖直向下的匀强磁场中，金属导轨足够长且电阻不计，磁场的磁感应强度为，导轨左端接一阻值为的定值电阻和一电容为的电容器，电阻不计的金属棒置于导轨上。某时刻在垂直于金属棒方向施加一水平恒力，使金属棒由静止开始运动，运动过程中金属棒与导轨始终保持垂直且接触良好。下列说法正确的是(    )

A. 开关断开、闭合，金属棒最终做匀速直线运动，速度为
B. 开关闭合、断开，金属棒做匀加速直线运动，加速度为
C. 开关，都闭合，金属棒最终做匀速直线运动，速度为
D. 开关，都闭合，金属棒做匀加速直线运动，加速度为

8.  如图所示，竖直固定的光滑细杆上穿着一个小球，小球通过一根不可伸长的轻绳绕过轻质光滑定滑轮与质量为的物块相连，用手将物块竖直向上托起至定滑轮左侧细绳与竖直方向的夹角为，现突然松手，物块开始在竖直方向上做往复运动，小球最高能到达点。已知定滑轮到细杆的距离为，点和定滑轮的高度相同，，，重力加速度大小为，定滑轮可看作质点，下列说法正确的是(    )

A. 小球经过点时的加速度大小为 B. 小球的质量为
C. 绳中的最小张力为 D. 该系统的最大总动能为

9.  如图，在平面内有两个沿方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图和图所示。两列波的波速均为。两列波从波源传播到点的路程差为______，两列波引起的点处质点的振动相互______填“加强”或“减弱”，点处质点的振动相互______填“加强”或“减弱”。

 

10.  如图，直角三角形为一棱镜的横截面，，一束光线平行于底边射到边上并进入棱镜，然后垂直于边射出。
求棱镜的折射率；
保持边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到边上恰好有光线射出。求此时边上入射角的正弦。

11.  如图甲所示，小明将一小球从斜面顶端水平弹出使其做平抛运动，为了研究小球平行于斜面方向的分运动规律，将频闪相机正对斜面拍摄，得到小球运动过程中的频闪照片，并测算出小球沿平行斜面加向的运动距离如图乙所示，已知频闪相机的频闪频率为。

频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为        ；
小明由图乙判断小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动，他作出该判断的理由是：        ；
由图乙可计算出小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为        结果保留三位有效数字。

12.  小梦同学自制了一个两挡位“”“”的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻最大阻值为，、、为定值电阻，电流计的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
短接，将单刀双掷开关与接通，电流计示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计示数变为，则______填“大于”或“小于”；
将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为______填“”或“”；
若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点欧姆零点在电流计满偏刻度处时，调零电阻的滑片应该______调节填“向上”或“向下”；
在“”挡位调整欧姆零点后，在间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的；取走，在间接入待测电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的，则______。

13.  如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、倾斜放置，两导轨间距离为，导轨平面与水平面间的夹角为，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的、两端连接阻值为的电阻，金属棒垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒的质量，电阻，重物的质量，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑距离与时间的关系图像如图所示，不计导轨电阻，。求：
时刻金属棒的加速度；
求磁感应强度的大小以及在内通过电阻的电荷量；
在内电阻产生的热量。

 

14.  如图所示，长为的水平传送带以的速度逆时针匀速转动，紧靠传送带两端各静止一个质量为的物块和。在距传送带左端的水平面上放置一竖直固定挡板，物块与挡板碰撞后会被原速率弹回，右端有一倾角为且足够长的粗糙倾斜轨道，斜面底端与传送带右端平滑连接。现从距斜面底端处由静止释放一质量的滑块，一段时间后物块与发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计，碰撞后滑上传送带，被取走。已知物块、与传送带间的动摩擦因数，与水平面间的动摩擦因数，物块与斜面间的动摩擦因数，物块间的碰撞都是弹性正碰，不计物块大小，取。，。求：

物块与物块第一次碰撞前，物块在传送带上滑行过程中因摩擦产生的内能；
整个过程中，物块与挡板碰撞的次数；
整个过程中，物块在传送带上滑行的总路程。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、能自发进行衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为：，故A错误；
B、衰变产生的电子是衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故B错误；
C、半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳的半衰期，故C错误；
D、测得一古木样品的含量为活体植物的，根据，可知经过了两个半衰期，所以该古木距今约为：年年，故D正确。
故选：。
根据核反应方程书写规律：电荷数守恒和质量数守恒；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关；根据剩余质量与半衰期的关系判断；根据衰变的本质判断
本题考查学生对半衰期的理解与应用能力，需要学生熟知核反应方程的书写规则和半衰期的概念，体现了物理观念这一核心素养，注意半衰期的适用条件，及影响因素。
 

2.【答案】 

【解析】解：石球受力如图所示，为球心，绳与石球相切于点，设绳与竖直方向夹角为

所以
对结点受力分析，由平衡条件得
解得，绳的张力大小为
故A错误；
B.根据上述式子
若侧面绳长不变，减小绳套的半径，则变大，变小，则绳的张力增大，故B错误；
C.若绳套不变，将侧面四根绳子各增加相同的长度，变小，变大，由
可得，绳的张力减小，故C错误；
D.若加速向上提升石球，加速度向上，由牛顿第二定律
可得，绳的张力
故D正确。
故选：。
分析石球的受力情况，根据几何知识和平衡条件推导分析判断。
本题关键掌握石球的受力情况分析，根据平衡条件判断。
 

3.【答案】 

【解析】解：依题意，
解得，
A、轨道半径之比为：；
设地球质量为，卫星质量为，卫星轨道半径和线速度分别为、。
由万有引力提供向心力：
得
A、的线速度之比为，故AB错误；
C.由万有引力提供向心力
得
的轨道半径小于的轨道半径，的运动周期小于的运动周期，故C错误；
D.绕地球运动的卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积
由万有引力提供向心力：
解得
在相同时间内，与地心连线扫过的面积小于与地心连线扫过的面积，故D正确。
故选：。
根据题意分析半径之比，根据万有引力提供向心力，比较线速度和周期，根据绕地球运动的卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积，比较扫过面积。
本题解题关键是根据题意分析半径之比，再根据万有引力提供向心力，选择相应公式，比较线速度和周期。
 

4.【答案】 

【解析】解：、根据左手定则可判定粒子带正电，故A错误；
B、根据洛伦兹力提供向心力得：，
由几何知识知：
联立解得：，故B错误；
、由图可知，粒子运动个圆周，其运动时间为：，
粒子的轨迹如图所示，其圆心角为，由几何知识知：，故，其运动时间为：，：：，故C错误，D正确；
故选：。
根据左手定则判断粒子电性；
根据洛伦兹力提供向心力，结合几何知识求解粒子比荷；
画出两粒子的运动轨迹，根据几何知识找半径，根据弧长与线速度的比值求运动时间；
解决本题的关键掌握左手定则判断磁场方向、电荷的运动方向以及洛伦兹力方向的关键，以及掌握带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式及。
 

5.【答案】 

【解析】解：图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在处所受电场力大小为
解得电场强度大小
故A错误；
B.滑块向右运动时，电场力先减小后增大，所以加速度先减小后增大，故B错误；
C.滑块从到运动过程中根据动能定理有：

解得速度
故C错误；
D.若滑块恰好到达处，则滑块恰好到达处
则滑块从到运动过程中
由
解得滑块到达处的电势能，处的电势为
故D正确。
故选：。
图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，滑块向右运动时，电场力先减小后增大，根据动能定理可解得。
本题考查电势能与电场力做功，解题关键掌握电势能与电势的关系，注意图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小。
 

6.【答案】 

【解析】解：由题可知，将理想变压器和负载等效为一个电阻，等效电阻为

电路总电阻为
由题图可看出发电机只会产生半个周期的正弦交流电，则有

电流有效值为
由上式可看出若的电阻值减小，电流表的示数将增大，故A错误、C正确；
B.当等效电阻等于时，的功率最大，即，故B正确；
D.若使线框角速度变为，根据可知，产生的感应电动势的最大值变为原来的倍，有效值也变为原来的倍，加在电阻上的电压变为原来的倍，根据可知，功率变为原来的倍，故D错误。
故选：。
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，注意发电机只会产生半个周期的正弦交流电，由电流的热效应求电流的有效值。由表达式判断电阻变化时，电流表示数的变化；求出功率的表达式然后判断线框角速度增大时，平均功率的变化。
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流。正确写出交流电表达式是解决本题的关键，题目难度不大。
 

7.【答案】 

【解析】解：开关断开、闭合，金属棒先加速运动，最终做匀速直线运动，此时安培力
又
解得
故A正确；
B.开关闭合、断开

解得

故B正确；
开关，都闭合，电容器稳定后相当于断路，金属棒最终做匀速直线运动，此时安培力
又
解得
故C正确，D错误。
故选：。
金属棒最终做匀速直线运动，根据平衡条件列式，求速度大小；
开关闭合、断开，根据牛肚第二定律和电流定义式联立，求加速度大小；
开关，都闭合，电容器稳定后相当于断路，金属棒最终做匀速直线运动。
本题解题关键是正确分析金属棒运动状态，当金属棒匀速运动时，能够通过平衡条件，正确求出速度大小。
 

8.【答案】 

【解析】解：、小球经过点时在竖直方向仅受到重力作用，加速度大小为，故A正确；
B、根据机械能守恒定律有，解得，故B正确；
C、设小球在最高点的加速度大小为，则物块对应的加速度大小为，则有，，解得，故C错误；
D、设轻绳与水平方向的夹角为时，系统的总动能为，有，解得，为第一象限内单位圆上的点与定点连线的斜率，所以，故D正确。
故选：。
小球经过点时在竖直方向仅受到重力作用，根据机械能守恒定律解得小球的质量，根据牛顿第二定律解得绳中的最小张力，根据功能关系结合数学方法分析。
本题主要是考查功能关系和机械能守恒定律，解答此类问题的关键是掌握机械能守恒定律的书写方法：根据某一位置的动能与重力势能之和等于另一位置的动能与重力势能之和列方程；根据系统重力势能的减少等于系统动能的增加列方程。
 

9.【答案】；  减弱；  加强 

【解析】解：由图可知，路程差为；
两列波的波速均为。由图可得，所以波长为，两列波从波源传播到点处的路程差为，为波长的整数倍，又因为两波源起振方向相反，所以振动减弱；
两列波从波源传播到点处的路程差为，为半波长，又因为两波源起振方向相反，所以振动加强。
故答案为：；减弱；加强。
本题考查了波在相互叠加时，何处振动加强和减弱，牢记当两波源起振同方向时，路程差等于半波长的奇数倍时振动减弱，路程差等于波长的整数倍时振动加强。
 

10.【答案】解：光路图及相关量如图所示：
光束在边上折射，由折射定律得：
         
式中是棱镜的折射率，
由几何关系可知：          
由几何关系和反射定律得：           
联立式，并代入得：        
设改变后的入射角为，折射角为，由折射定律得：       
依题意，光束在边上的入射角为全反射的临界角，且：         
由几何关系得：       
由式得入射角的正弦为：        
答：棱镜的折射率为；
边上入射角的正弦为。 

【解析】根据折射定律求出光线从边进入棱镜时的折射率；
根据求出临界角，判断光是在面上发生全反射的入射角，然后求出此时边上入射角的正弦。
本题考查几何光学，掌握光的折射定律以及临界角与折射率的大小关系，正确画出光路图，运用几何知识求解相关角度是关键。
 

11.【答案】  在误差允许范围内，通过连续相等时间位移之差为定值   

【解析】解：频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为



在误差允许范围内，通过连续相等时间位移之差为定值；
小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为
故答案为：；在误差允许范围内，通过连续相等时间位移之差为定值；。
根据周期与频率的关系求解时间间隔；
利用匀变速直线运动的判别式判断即可；
利用逐差法求解小球的加速度即可。
本题考查匀变速直线运动的判断和加速度的求解，会利用逐差法求解加速度。
 

12.【答案】大于    向上   

【解析】解：在保持电阻滑片位置不变的情况下，因，开关由与接通变为与接通后，干路电流变小，由并联电路分流性质可知电流计示数变小，故I大于；
欧姆表的中值电阻为内电阻，“”挡的内电阻小于“”挡的内电阻，故将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为“”；
若从“”挡位换成“”挡位，总电阻增大，通过电流表的电流减小；要想进行欧姆调零，需要使电流表电流增大，所以调零电阻的滑片应该向上滑动，时的电流表所在的支路电阻减小、电流增大；
在间接入阻值为的定值电阻，根据闭合电路的欧姆定律可得：
在间接入待测电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的，则有：
当间短路时，有：
联立解得：。
故答案为：大于；；向上；。
开关由与接通变为与接通后，根据电阻的变化分析电流的变化；
倍率越大的挡位内电阻越大；
若从“”挡位换成“”挡位，总电阻增大，通过电流表的电流减小，根据电路连接情况分析滑动变阻器的移动情况；
根据闭合电路的欧姆定律结合间接入电阻的情况列方程求解。
本题主要是考查欧姆表测电阻的原理，关键是弄清楚电路的连接情况和改装原理，能够根据闭合电路的欧姆定律进行解答。
 

13.【答案】解：以金属棒和重物为整体，据牛顿第二定律得 
解得：
由题图可以看出最终金属棒将匀速运动，匀速运动的速度为
 
感应电动势
感应电流
金属棒所受安培力
匀速运动时，金属棒受力平衡，则可得
联立解得：；
在内通过电阻的电荷量
解得
由能量守恒定律得
且有
联立解得：；
答：时刻金属棒的加速度为；
磁感应强度的大小为；在内通过电阻的电荷量是。
在内电阻产生的热量为。 

【解析】对重物和金属棒整体，应用牛顿第二定律求解加速度；
由图乙看出，棒最终做匀速运动，其斜率等于速度，由数学知识求得斜率，即可得到棒匀速运动的速度。根据平衡条件和安培力公式结合，即可求得的大小。根据法拉第定律、欧姆定律和电荷量与电流的关系求在内通过电阻的电荷量；
由能量守恒定律求电阻中产生的热量。
本题是电磁感应与力学、电路知识的综合，要抓住位移时间图象的意义：斜率等于速度，根据平衡条件和法拉第定律、欧姆定律等等规律结合进行求解，常用的方法和思路。
 

14.【答案】解：物块在下滑到斜面底端的过程中，由动能定理得：
代入数据可得：
A、两物块发生弹性碰撞，设碰后的速度为，的速度为，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
根据机械能守恒定律可得：
代入数据联立解得：
物块在传送带上运动的速度大于传送带速度，物块做匀减速运动，对物块，根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
物块经时间后，速度与传送带速度相等，设物向左运动的位移为，则有：
，代入数据解得：
，代入数据解得：
由于，物块与传送带速度相等后一起与传送带做匀速运动，此过程传送带向左的位移为：

因此物块与传送带间因摩擦而产生的内能为：
代入数据得：；
物块与物块在传送带左端发生弹性碰撞，取向左为正方向，根据动量守恒定律可得：
根据机械能守恒定律可得：
代入数据得碰撞后的速度大小为：，的速度大小为：
由此可知，以后每次与相碰，速度都发生交换．对物块，设来回运动了次，由动能定理可知：

代入数据得：；
由知，物块第次返回至传送带左端时速度平方大小为，由运动学公式得：

物块获得速度后在传送带上先向右做匀减速运动，后向左做匀加速运动，回到传送带左端时速度大小不变，物块第次在传送带上来回一次运动的路程为：

所以整个过程物块在传送带上滑行的总路程为：
代入数据得：。
答：物块与物块第一次碰撞前，物块在传送带上滑行过程中因摩擦产生的内能为；
整个过程中，物块与挡板碰撞的次数为次；
整个过程中，物块在传送带上滑行的总路程为。 

【解析】对从静止到斜面最低点过程运用动能定理，求出相碰前物块的瞬时速度大小；抓住、发生弹性碰撞，根据动量守恒定律、机械能守恒定律求出、碰撞后的速度大小，结合在传送带上的运动规律，根据牛顿第二定律和运动学公式求出在传送带上的相对路程，从而得出摩擦产生的内能；
根据动量守恒定律、机械能守恒定律结合运动情况进行解答；
、质量相等，发生弹性碰撞后，速度交换，每次回到传送带最左端的速度与滑上传送带速度相等，可知每次在传送带最左端以相等的速度大小返回，根据动能定理，结合来回运动的总路程得出来回运动的次数，根据速度位移公式得出物块第次到达传送带左端速度的表达式，从而根据速度位移公式得出在传送带每次来回运动路程的通项表达式，结合数学知识求出总路程。
本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理、牛顿运动定律以及运动学公式的综合运用，综合性强；知道弹性碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，若质量相等的物体发生弹性碰撞，速度交换。本题对数学能力要求较高，对于第三问，理清物块、在整个过程中的运动规律，得出每次在传送带上运动路程通项表达式是关键。