2023届四川省成都市第七中学高三下学期热身考试物理试题含解析

  成都七中高2023届高考热身考试

理科综合测试

总分：300分 时间：150分钟

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，有选错或不答的得0分。

1. 正确的科学观与世界观的建立，对人类社会的发展具有重要的作用。在近代物理学史上，下列关于科学家及其所做出的贡献中说法正确的是（    ）

A. 普朗克创立的黑体辐射理论为量子力学的建立奠定了基础

B. 汤姆孙发现了电子，他建立的“枣糕模型”可以很好地解释粒子散射实验的现象

C. 玻尔的原子理论具有局限性，它只能解释氢原子和氦原子的光谱实验规律

D. 爱因斯坦的光电效应理论认为“光子”不仅具有能量，而且还具有动量

【答案】A

【解析】

【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；

B．卢瑟福提出的原子的核式结构模型能解释粒子散射实验现象，故B错误；

C．玻尔的原子理论具有局限性，它只能解释氢原子的光谱实验规律，无法解释其他原子的光谱现象，故C错误；

D．康普顿效应说明光子具有粒子性，而且光子不但具有能量，还有动量，故D错误。

故选A。

2. 如图所示，某静电场的电场线如图中带箭头的实线所示，虚线AB、CD为等势线，带电粒子甲从A点以大小为的初速度射入电场，到达C点，轨迹如图中1所示，带电粒子乙从B点以大小为的初速度射入电场，到达D点，轨迹如图中2所示，不计粒子的重力和粒子间作用力，两粒子的电荷量绝对值相等，则下列判断正确的是（    ）

A. 粒子甲带正电，粒子乙带负电

B. 粒子甲从A点到C点过程中，速度一直减小

C. 粒子乙从B点到D点过程中，电场力做正功

D. 粒子甲在C点的电势能一定大于粒子乙在D点的电势能

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据粒子做曲线运动受到的电场力处于轨迹的凹侧，可知粒子甲受到的电场力方向与电场方向相反，粒子甲带负电；粒子乙受到的电场力方向与电场方向相同，粒子乙带正电，故A错误；

C．粒子乙从B点到D点过程中，电场力与速度方向的夹角小于，电场力做正功，故C正确；

B．粒子甲从A点到C点过程中，电场力先做负功，后做正功，粒子甲的速度先减小后增大，故B错误；

D．C点与D点在同一等势线上，可知两点电势相等，根据

虽然知道粒子甲带负电，粒子乙带正电，但由于不清楚C点与D点的电势是大于零还是小于零，故无法判断粒子甲在C点的电势能与粒子乙在D点的电势能的大小关系，故D错误。

故选C。

3. 在某次救援行动中甲、乙两名队员保持如图所示位置不动通过定滑轮相互配合将一箱子缓慢拉至所在的平台上，乙队员手中的细绳始终保持水平状态且高度不变，忽略绳的重力及滑轮的摩擦，不计空气阻力，当箱子向左移动过程中下列说法正确的是（　　）

A. 甲队员手中绳子上的拉力先增大后减小

B. 乙队员手中绳子上的拉力不断减小

C. 地面对甲队员的支持力不变

D. 地面对甲队员摩擦力大于对乙队员的摩擦力

【答案】D

【解析】

【详解】A．对箱子受力分析如图，假设滑轮与箱子之间的绳子与竖直方向的夹角为，可知则

解得

因为逐渐变大，逐渐变小，所以T逐渐变大，即甲队员手中绳子上的拉力逐渐变大，故A错误；

B．乙队员手中绳子上的拉力为

可知逐渐变大，所以乙队员手中绳子上的拉力逐渐变大，故B错误；

C．由A项分析知甲队员手中绳子上的拉力逐渐变大，则甲队员手中绳子上的拉力的竖直向上的分量逐渐变大，地面对甲队员的支持力与甲队员手中绳子上的拉力的竖直向上的分量之和等于甲的重力，所以地面对甲队员的支持力逐渐减小，故C错误；

D．地面对乙的摩擦力为

假设滑轮与甲之间的细绳与竖直方向的夹角为，地面对乙的摩擦力为

因为小于，所以

所以地面对甲队员的摩擦力大于对乙队员的摩擦力，故D正确。

故选D。

4. 将一小球竖直向上抛出，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。已知小球的质量为m，最终小球的动能为，重力加速度为g，若不考虑小球会落地，则小球在整个运动过程中（　　）

A 加速度先减小后增大

B. 合力的冲量大小为

C. 最大的加速度为

D. 从最高点下降至原位置所用时间小于

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球受到的空气阻力与速率成正比，即，上升过程，由牛顿第二定律有

小球做加速度逐渐减小的减速直线运动，到最高点速度减为零，加速度减小为ｇ；

小球下降的过程，有

小球做加速度逐渐减小的加速直线运动，当加速度减为零后，小球向下做匀速直线运动，故全程加速度一直减小，故Ａ错误；

B．设小球的初速度为，满足

而小球的末速度为，有

取向下为正，根据动量定律有

故B错误；

C．小球刚抛出时阻力最大，其加速度最大，有

当小球向下匀速时，有

联立解得

故C正确；

D．小球上升和下降回到出发点的过程，由逆向思维有

因，则有

即从最高点下降至原位置所用时间大于，故D错误。

故选C。

5. 西汉时期，《史记·天官书》作者司马迁在实际观测中发现岁星呈青色，与“五行”学说联系在一起，正式把它命名为木星。如图甲所示，两卫星Ⅰ、Ⅱ环绕木星在同一平面内做圆周运动，绕行方向相反，卫星Ⅲ绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星Ⅰ、Ⅱ间距离随时间变化的关系图象如图乙所示，其中R、T为已知量，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星Ⅲ在M点的速度小于卫星Ⅰ的速度

B. 卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径之比为

C. 卫星Ⅰ的运动周期为T

D. 绕行方向相同时，卫星Ⅰ、Ⅱ连续两次相距最近的时间间隔为

【答案】C

【解析】

【详解】A．过M点构建一绕木星的圆轨道，该轨道上的卫星在M点时需加速才能进入椭圆轨道，根据万有引力定律有

可得

则在构建的圆轨道上运行的卫星的线速度大于卫星Ⅰ的线速度，根据以上分析可知，卫星Ⅲ在M点的速度一定大于卫星Ⅰ的速度，A错误；

BC．根据题图乙可知，卫星Ⅰ、Ⅱ间的距离呈周期性变化，最近为3R，最远为5R，则有

，

可得

，

又根据两卫星从相距最远到相距最近有

其中，根据开普勒第三定律有

联立解得

，

B错误，C正确；

D． 运动方向相同时卫星Ⅰ、Ⅱ连续两次相距最近，有

解得

D错误。

故选C

6. 长安一中教室墙上有一扇朝向正南的钢窗，当把钢窗向外推开90°的过程中（不考虑地磁偏角），下列说法正确的是（　　）

A. 穿过钢窗的地磁场的磁通量不变

B. 穿过钢窗的地磁场的磁通量变小

C. 推窗过程中，钢窗中无感应电流

D. 从推窗人的角度看，钢窗中的感应电流方向是逆时针

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．地磁场方向由南向北，开始时窗口向南，磁通量最大，开窗过程中，穿过钢窗的地磁场的磁通量变小，则推窗过程中，钢窗中有感应电流，选项AC错误，B正确；

D．根据楞次定律可知，从推窗人的角度看，钢窗中的感应电流方向是逆时针，选项D正确。

故选BD。

7. 一高层建筑内电梯从静止开始沿竖直方向运行，取向上为正方向，其加速度随时间变化的图像如图所示。则下列说法正确的是（    ）

A. 时间内电梯上升的最大高度为

B. 时间内电梯始终对乘客做正功

C. 时间内乘客所受合外力做正功

D. 时间内电梯对乘客做正功

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由图像可知，前4s电梯匀加速上升，上升后速度

时间内电梯以匀速上升，时间内电梯匀减速上升，时速度

因此可知，时间内电梯静止，则时间内电梯加速下降，获得的速度，而后匀速下降，综合分析可知，时刻电梯达到最高点

故A正确；

B．时间内电梯上行，电梯对乘客的支持力向上，始终对乘客做正功，故B正确；

C．时间内乘客动能变化量为零，由动能定理可知，合外力做功为零，故C错误；

D．时间内电梯对乘客作用力向上，乘客随电梯下落，电梯对乘客做负功，故D错误。

故选AB。

8. 正弦曲线状金属丝与金属细杆在a、c处焊接在一起，两者在b处彼此绝缘，回路总电阻为R，，d、e到的距离均为L．将线框平放在光滑水平桌面上，线框右侧有垂直桌面向下、边界为矩形的匀强磁场，磁场磁感应强度为B，磁场左右宽度为L，纵向宽度足够大，与磁场左右边界垂直，整个装置的俯视图如图所示。现在水平外力F作用下使线框以速度v沿向右匀速运动，时刻c点到达磁场左边界，在线框穿过磁场过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 当e点到达磁场左边界时，回路中电流最大

B. 到时间内外力F做的功为

C. 外力F的瞬时最大功率为

D. 线框穿过磁场过程中外力F做的总功为

【答案】CD

【解析】

【详解】AC．当d点到达磁场左边界时，有效切割长度最大为2L，回路中电流最大，此时外力F的瞬时最大功率为

A错误，C正确；

B．到时间内，感应电流为正弦式交流电，最大值为

则外力F做的功转化为电路焦耳热

B错误；

D．由题知下图为线圈感应电流大小随时间的变化图（其中），则线框穿过磁场过程中外力F做的总功为线圈全程产生的焦耳热

D正确。

故选CD。

三、非选择题：共174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。

9. 一组同学在教室内做研究平抛运动的实验，装置如图甲所示，末端切线水平的轨道固定在靠近竖直墙的课桌上，在墙上的适当位置固定一张白纸，白纸前面覆盖复写纸。让一小钢球从轨道顶端由静止滚下，离开轨道后撞击复写纸，在白纸上留下撞击痕迹点。开始时轨道末端距墙x0，小球撞击的痕迹点记为1，后依次将课桌远离墙移动L=30cm，每次移动后都让小钢球从轨道顶端由静止滚下，直到小钢球不能直接碰到墙，撞击的痕迹点记为2、3、4……。将白纸取下，测量各撞击痕迹点之间的距离。如图乙，第2、3、4点与第1点的距离分别为y1=11.00cm、y2=32.00cm、y3=63.00cm。重力加速度大小取10m/s2。则小钢球离开轨道时的速度大小为__________m/s；撞击第3个点前瞬间小球的速度大小为___________m/s（用根号表示）；开始时轨道末端与墙的距离x0=__________cm。

【答案】    ①. 3    ②.     ③. 18

【解析】

【详解】[1]由题意知，1、2、3、4撞击点之间的时间间隔相等，设为T，则

代入数据解得

水平速度

[2]撞击第3个痕迹时，球的竖直分速度为

 [3]撞击第3个痕迹时，球下落的高度

球离开桌面到撞击第1个痕迹下落的距离

下落时间

10. 某同学利用下列实验器材设计一个电路来测量某定值电阻的阻值（约为）。所用实验器材如下：

A．电压表（，内阻约为）；

B．电压表（，内阻约为）；

C．电流表（，内阻约为）；

D．电流表（，内阻约为）

E．电流计G（，内阻约为）；

F．电阻箱R（）

G．电源E（，内阻很小）

（1）为了较准确地测量电阻，电压表应选_______（选填“A”或“B”），电流表应选_________（选填“C”或“D”）。

（2）为方便实验调节，闭合开关S前电阻箱应调整至_________。

（3）闭合开关S后，调节电阻箱的阻值，当电流计读数为零时，分别读取并记录电阻箱阻值R、电压表读数U和电流表读数I，则待测电阻的测量值为_________。（用题目给出的物理量表示）

（4）考虑电表内阻影响，待测电阻的测量值_________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】    ①. A    ②. C    ③. 6    ④.     ⑤. 等于

【解析】

【详解】（1）[1] [2]电源电压为3V，电压表应选A，待测阻值约为，则电流约为

电流表应选C。

（2）[3]根据实验原理可知，为使电流计读数为零，应满足

解得

（3）[4] 当电流计读数为零时，待测电阻的测量值为

（4）[5]由于电流计读数为零，则电流表和电压表示数均代表待测电阻两端的电压和电流，所以待测电阻的测量值等于真实值。

11. 如图所示，静止在光滑地面上两个小物块A、B的质量分别为，，两者之间有一被压缩的轻弹簧，轻弹簧与A、B不栓结，小物块A的左侧固定一个倾角为的足够长的粗糙斜面，小物块B的右侧固定一个半径为的光滑半圆形轨道，斜面底端和半圆形轨道的最低点均与水平地面平滑连接。已知，小物块A与斜面之间的动摩擦因数为，小物块A、B均可视为质点，重力加速度取，，。

（1）若释放弹簧后能使小物块B通过半圆形轨道的最高点后水平飞出，求开始时轻弹簧所具有的弹性势能的最小值。

（2）当弹簧初始的弹性势能为上述最小值时，斜面的倾角为多大时，小物块A沿斜面向上滑行的距离最短，并求出最短距离L。

【答案】（1）250J；（2）16m

【解析】

【详解】（1）当弹簧弹性势能最小时，B在圆弧最高点有

B从圆弧最低点到最高点过程有

对A、B分离过程有

则弹性势能的最小值

解得

（2）A沿斜面向上滑行过程有

小物块A沿斜面向上滑行的距离

解得

若令

对函数求导数

若该导数等于0，解得

，

将该夹角代入上滑距离表达式，求得上滑最大值

12. 粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器，主要由加速电场，偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图甲所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图，粒子源可以均匀连续的产生质量为、电荷量为、初速度忽略不计的带电粒子，经电压为的加速电场加速后，带电粒子贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板长为，间距为，板间加有图乙所示的周期性变化的电压，其最大电压也为、周期为，下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后，立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场，最后经匀强磁场偏转后打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：

（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间；

（2）从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比；

（3）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度需要满足的条件。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设粒子进入偏转电场的初速度为，根据动能定理有

带电粒子穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，则有

联立解得

（2）带电粒子通过板间的时间等于周期，且竖直方向上匀加速的时间必为。设前半个周期中，时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板，则有

联立解得

设后半个周期中，时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板，则有

解得

时间内飞入偏转电场的粒子可以飞出偏转电场，故偏转电场出射的粒子数占比为

（3）设粒子飞入磁场时的速度为v，根据洛伦兹力提供向心力有

设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为，则有

设粒子进入磁场后，竖直方向偏移的位移为，由几何关系可知

解得

与速度无关；设粒子在偏转电场中的最小偏移量为，则有

若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足

解得

即

13. 如图甲所示，LC电路中，周期。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，回路中的振荡电流i-t图像如图乙所示，规定顺时针为电流正向，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取。线圈中电流最大时（未打到极板），灰尘的加速度大小为___________；回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在___________ 时间段（，ab，bc，或cd）；灰尘在遇到极板之前，它的速度___________（不断增大、不断减小、或周期性增大、减小）。

【答案】    ①. 10    ②. cd    ③. 不断增大

【解析】

【详解】[1]线圈中电流最大时，线圈的磁场能最大，则电容器的电场能最小，可知电容器内的电场强度为零，所以灰尘的加速度大小为

[2]回路的磁场能在减小，可知回路电流减小，电容器电场能增大，电容器正在充电，且电容器上极板带负电，则回路应在cd时间段。

[3]灰尘带负电，且由于S断开时处于静止状态，电场力等于重力，则灰尘下落时受到向上的电场力最大等于重力，可知灰尘在遇到极板之前，灰尘的加速度方向一直向下，它的速度不断增大。

14. 玻璃对单色光甲折射率为，对单色光乙的折射率为，现由单色光甲、乙组成的一束复色光，由玻璃三棱镜的边的中点P垂直射入，发现其中有一束单色光在边上恰好发生了全反射，在平行于边相距L处放置一光屏，已知边的长度为a，光在空气中的传播速度为c。求：

（1）边与边之间的夹角；

（2）射到屏上的单色光从射入玻璃三棱镜到射到光屏所用时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）单色光甲的折射率较大，则在边上恰好发生了全反射的光是单色光甲，此时在AC边上的入射角等于临界角，即

得

根据几何关系，边与边之间的夹角

=

（2）射到屏上的单色光是单色光乙

得

根据几何关系

从射入玻璃三棱镜到射到光屏所用时间