2023届四川省四川大学附属中学高三下学期热身考试理综物理试题（含解析）

2023届四川省四川大学附属中学高三下学期热身考试理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．放射性同位素钍232经α、β衰衰变会生成氡，其衰变方程为。则下列说法中正确的是（　　）

A．衰变方程中

B．氡核的比结合能大于钍核的比结合能

C．钍核α衰变的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

D．衰变后α粒子、β粒子与氡核的质量之和等于衰变前钍核的质量

2．甲、乙两物体沿x轴正方向做直线运动，某一时刻两物体以速度同时经过O点，之后它们运动的图像如图所示，则甲、乙两物体速度从增加到的过程，下列说法中正确的是（　　）

A．速度均随位移均匀变化

B．速度均随时间均匀变化

C．经历的时间之比为1︰2

D．经历的时间之比为2︰1

3．如图所示，两个质量均为m的金属小球拴在轻质橡皮筋的两端，橡皮筋的中点固定在纸盒底部的正中间。小球放在纸盒口边上，现让纸盒从一定高度自由下落，小球被橡皮筋拉回盒中并能发生碰撞。不计空气阻力，则释放的瞬间（　　）

A．橡皮筋的弹力为0

B．小球加速度大小等于重力加速度g

C．纸盒加速度大小小于重力加速度g

D．橡皮筋对纸盒作用力大小等于

4．如图所示，一个抛出的桔子在空中飞过墙上的六扇窗户，桔子通过窗户所用的时间分别为、、、、和，桔子通过窗户的平均速率分别为、、、、和。不计空气阻力，以下关系正确的是（　　）

A． B． C． D．

5．如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷，A、C的坐标分别为和。已知C处电荷的电荷量为Q，图乙是AC连线之间的电势与坐标的关系图，图中点为图线的最低点，的纵坐标，的纵坐标。若在的B点静止释放一可视为质点的带电物块，质量为m、电荷量为。物块向右运动到处速度恰好为零。则A处电荷的电荷量及物块与水平面间的动摩擦因数分别是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

二、多选题

6．飞天揽月，奔月取壤，“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图；I是地月转移轨道，II、III是绕月球运行的椭圆轨道，IV是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道II的远月点和近月点。已知圆轨道IV到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是（　　）

A．由I轨道进入II轨道，需在P处向后喷气

B．在II轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度

C．由题中已知条件，可以推知月球的密度

D．在IV轨道上绕月运行的速度大小为

7．如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示，转轴一端连接半径的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数匝，面积，总电阻，磁极间的磁场可视为磁感应强度的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为、额定功率的灯泡L相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说法正确的是（　　）

A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最小

B．该次骑行速度

C．图丙中的

D．欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过6m/s

8．在如图所示的竖直平面内，有一足够长的条状区域，其间距为d，该区域内以水平线为界存在向上、向下的匀强电场，其电场强度大小均为E。右侧存在足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一带电粒子以速度从无限靠近O点的下方沿方向射入电场，经过一段时间后又从无限靠近O点的上方从磁场射出电场。不计重力。则下列说法正确的是（　　）

A．该粒子一定带负电

B．该粒子的比荷为

C．若该粒子以不同的速度从O点下方进入，在磁场运动的时间都相同

D．若仅改变电场强度的大小，则粒子进磁场和出磁场时经过上两点的间距不变

三、实验题

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）

10．某同学利用一个多用电表（表盘如图乙所示）测量一个内阻约、满偏电流的电流表的内阻，主要步骤如下：

（1）欧姆挡的选择开关拨至倍率_______（填“×1”“×10”或“×100”）挡，先将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表_______（填“A”或“B”）接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱；

（2）多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读出欧姆表的读数为_______Ω，这时电流表的读数为_______mA；

（3）测量结束后，将选择开关拨到OFF挡；

（4）通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为_______V。

四、解答题

11．如图所示，长为L质量为m、电阻为r的导体棒ab放在光滑导轨上，足够长的导轨框架PQNE固定在光滑绝缘水平面上，PQ、EN的间距也为L，电阻忽略不计，NQ段电阻，整个装置放在垂直水平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。已知导轨框架PQNE的质量，重力加速度为g。现在用大小为F的水平恒力向左拉导体棒ab，使导体棒水平向左运动，整个加速过程的位移为x。

（1）求导体棒加速过程中NQ上产生的热量；

（2）导体棒匀速后，解除导轨框架的固定，同时撤去外力F，直到两者运动稳定，求此过程通过导体棒的电荷量。

12．如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器。水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝1m，木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1，小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1.另有一个质量的小滑块P2，从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短。（不计空气阻力，重力加速度，cos53°＝0.6）。求：

（1）求小滑块P2经过C处时的速度大小；

（1）求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？

（3）假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系。

五、填空题

13．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别是该波在和时刻的波形图。则在时，处质点向y轴___________方向振动（填“正”、“负”），该波的最大周期为___________s；若（T为波的周期），则该波传播的波速为___________m/s。

六、解答题

14．某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯，如图所示，如果彩灯为一个长、宽的矩形水平光带（未标注），放置在水池底部，灯带离水面的高度差为h，水池面积足够大，灯带发出的绿光在水中的折射率为，真空中的光速为c，求：

（ⅰ）灯带发出的绿光能射出水面的最短时间；

（ⅱ）灯带发出绿光时有绿光直接射出的水面的面积。

参考答案：

1．B

【详解】A．α粒子为、β粒子为，根据质量数守恒有

解得

故A错误；

B．衰变过程释放能量，生成的氡核更稳定，比结合能大于钍核的比结合能，故B正确；

C．根据半衰期的定义，可知钍核的半衰期不等于其放出一个α粒子所经历的时间，故C错误；

D．α衰变释放核能，有质量亏损，故D错误。

故选B。

2．C

【详解】A．由图像可知，速度与位移成反比关系，速度不随位移均匀变化，故A错误；

B．图像的图线与坐标轴围成的面积表示时间，由图像可知，速度不随时间均匀变化，故B错误；

CD．图像的图线与坐标轴围成的面积表示时间，则甲、乙两物体速度从增加到的过程，经历的时间之比为1︰2，故C正确，D错误。

故选C。

3．D

【详解】A．释放的瞬间，橡皮筋的形变还没有来得及变化，单根橡皮筋弹力等于小球的重力mg，故A错误；

B．释放的瞬间，橡皮筋弹力仍为mg，小球的加速度等于0，故B错误；

D．设纸盒质量为M，释放前，手对纸盒的作用力为，方向竖直向上，所以橡皮筋对纸盒的作用力由受力平衡

所以橡皮筋对纸盒的作用力

释放的瞬间，橡皮筋的形变还没有来得及变化，橡皮筋对纸盒的作用力仍为2mg，方向竖直向下，故D正确；

C．释放的瞬间，纸盒所受合力为

由牛顿第二定律可得纸盒加速度

故C错误。

故选D。

4．B

【详解】CD．如图所示，不计空气阻力，抛出的桔子做斜抛运动，其任意时刻的速度可以分解成水平方向的匀速运动，和竖直方向的竖直上抛运动。由题图可知，其经过1、2、3窗户处于上升阶段，经过4、5、6窗户处于下降阶段。上升阶段竖直方向速度随时间关系为

所以1窗户的竖直方向平均速度大小大于2窗户的竖直方向的速度大小大于3窗户的竖直方向速度大小，又因为其水平方向速度大小不变，所以根据运动的合成知识可知有

同理，下降阶段竖直方向速度随时间关系为

所以4窗户的竖直方向平均速度大小小于5窗户的竖直方向的速度大小大于6窗户的竖直方向速度大小，又因为其水平方向速度大小不变，所以根据运动的合成知识可知有

故CD错误。

AB．由上述分析可知，经过1、2、3窗户处于上升阶段，且1窗户的竖直方向平均速度大小大于2窗户的竖直方向的速度大小大于3窗户的竖直方向速度大小。其通过窗户的高度相等，根据运动学知识点可知

经过4、5、6窗户处于下降阶段，其通过窗户的水平距离相等，而在桔子水平方向上其做匀速直线运动，所以有

故A错误，B正确。

故选B。

5．A

【详解】根据图像的斜率表示电场强度可知，的电场强度为零，由点电荷场强公式和电场叠加原理，设A处电荷的电荷量为，则有

解得

且为正电荷，带电物块运动过程中受电场力和摩擦力，从到过程中，由动能定理有

解得

故选A。

6．CD

【详解】A．由I轨道进入II轨道，需要制动减速，需在P处向前喷气。A错误；

B．由

得

P点到月心的距离大于Q点到月心的距离，在II轨道上稳定运行时经过P点的加速度小于经过Q点的加速度。B错误；

C．设月球表面有一个质量为的物体，根据万有引力等于重力

在月球表面时，有

得，月球的质量

则地球的平均密度

D． “嫦娥五号”在Ⅳ轨道上绕月运行时，有

解得速度大小为

故D正确。

故选CD。

7．AB

【详解】A．如图乙所示位置，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，线框的磁通量变化率最小，故A正确；

B．由图丙知，周期

可得

该次骑行速度

故B正确；

C．根据串联分压原理可知，图丙中的

故C错误；

D．欲使小灯泡不烧坏，根据

灯泡两端电压不超过

而

根据串联分压原理可知            

根据

可得骑行速度

故D错误。

故选AB。

8．BD

【详解】A．根据左手定则可知，该粒子一定带正电，故A错误；

B．如图所示，在电场中，粒子做类平抛运动有

则有

且

在磁场中

又

联立可得

故B正确；

C．以不同的速度进入电场，出电场时速度偏转角不同，粒子在磁场中运动的周期虽然与速度无关，但在磁场中转过的圆心角不同，故在磁场中运动的时间也不同，故C错误；

D．若仅改变电场强度大小，进入磁场时的速度满足

粒子进磁场和出磁场时经过上两点的间距

可见与电场强度无关，故D正确。

故选BD。

9．     CD/DC         

【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，图像的斜率为。

10．     ×10     B     120     40     10.8

【详解】（1）[1] [2]当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，故选择“×10”挡较好；多用电表的黑表笔与内部电源正极连接，与外电路形成闭合回路后，电流从黑表笔流出，红表笔流进，而电流表接入电路要注意“+”进“-”出，故应使电流从B（+）接线柱流入。

（2）[3] [4]欧姆表读数等于表盘刻度值×倍率，即欧姆表的读数为120Ω；电流表的量程是0~100mA，分度值为2mA，则示数为40mA。

（4）[5]由题图乙可知表盘中间刻度为15，又选择倍率为“×10”挡，所以此时多用电表的中值电阻为150Ω，根据

得

。

11．（1）；（2）

【详解】（1）当导体棒匀速运动时，设导体棒速度为，有

由

对导体棒开始运动到刚好匀速运动的过程，由能量守恒定律得

由电路串联关系得

解得

（2）撤去外力再次稳定后，两者速度差为零，此后回路中无电流，对撤去外力到再次稳定过程分析，由动量守恒定律有

对导体棒，有

安培力的冲量

由动量定理可知

联立各式解得通过导体棒的电荷量为

12．（1）7m/s；（2）3.6m，2m；（3）Q=或

【详解】（1）根据牛顿第三定律可知小块P2滑到C处受到的支持力

F=N

由牛顿第二定律得

代入数据解得

（2）设P2在B处的速度为vB，从B到C的过程中，由动能定理得：

其中

代入数据解得

因为小滑块恰好能够沿切线无碰撞的从B点进入圆弧轨道，可知平抛的初速度为

在B点时竖直方向的速度为

则从A到B的时间为

所以AC之间的水平距离为

AC之间的竖直距离为

（3）P2与木板发生弹性碰撞，假设碰后小滑块P2的速度为v2、木板速度为v2，由动量守恒定律和机械能守恒可知

代入数据联立解得

木板获得速度之后，和上面的小滑块P2之间相对滑动，假设最终和木板之间相对静止，两者的共同速度为v共，小滑块P2在模板上相对滑动了x，由动量守恒和能量守恒可知

联立解得

当时，。

若，则，滑块不会从模板上掉落，小滑块P2与木板间产生的热量为

若，则，滑块会从木板上掉落，小滑块P2与木板间的摩擦产生的热量为

13．     负     0.08     35

【详解】[1]由图可知波长

该波沿x轴正方向传播，根据前一质点带动后一质点振动可知，时处的质点向y轴负方向振动；

[2]由题意知

时可得最大周期为0.08s；

[3]根据

可知

因为

取

则

14．（ⅰ）；（ⅱ）

【详解】（ⅰ）从灯带发出的竖直向上的光垂直穿出水面，所用路程最短为h，用时最短．

则最短时间

解得

（ⅱ）如图所示，设N端绿光在水面上的A点发生全反射，则

解得

能射出绿光的水面形状如图所示，扇形的半径为，总面积为

代入数据解得面积为