精品解析：2023届陕西省菁师联盟高三下学期第四次模拟考试理综物理试题（解析版）

2023届陕西省第四次模拟考试理科综合

试卷满分：300分：考试时间：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1~4题只有一项符合题目要求，第5~8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. 234Th核β衰变的衰变方程为，测得234Th核的半衰期为24天，下列说法正确的是（　　）

A. 234Th核的质量等于核的质量

B. 234Th核的中子数小于核的中子数

C. 将放置在低温低压的环境中，其半衰期不变

D. 宇宙中现有的将在48天后全部衰变为

【答案】C

【解析】

【详解】A．和的质量数均为234，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，故A错误；

B．Th核的中子数为个，核的中子数为个，故B错误；

C．半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，故C正确；

D．的半衰期为24天，经过48天为2个半衰期，剩余质量为原来的，不会全部衰变为，选项D错误。

故选C。

2. 两只完全相同的蚂蚁在轮胎内外表面爬，当两只蚂蚁爬到图示位置时保持静止，角大于角。已知轮胎材料相同，轮胎与蚂蚁之间动摩擦因数为，蚂蚁质量，重力加速度取，下列说法正确的是（　　）

A. 处蚂蚁受到的支持力比处蚂蚁大

B. 处蚂蚁受到的摩擦力比处蚂蚁大

C. 处的蚂蚁受到的摩擦力大小为

D. 处的蚂蚁受到的摩擦力大小为

【答案】D

【解析】

【详解】根据题意，对蚂蚁受力分析，设蚂蚁所在位置和圆心连线与竖直方向夹角为，如图所示

由平衡条件可得

AB．由于，则处蚂蚁受到的支持力比处蚂蚁小，处蚂蚁受到的摩擦力比处蚂蚁小，故AB错误；

C．蚂蚁与轮胎之间保持静止，则摩擦力不能按滑动摩擦力计算，则处的蚂蚁受到的摩擦力大小不一定为，故C错误；

D．由题意可知，处蚂蚁所在位置和圆心连线与竖直方向夹角为，则处的蚂蚁受到的摩擦力大小为，故D正确。

故选D。

3. 北京时间2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒之后，神舟十四号载人飞船成功进入预定轨道，神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，经过6次自主交轨成功对接于天和核心舱径向端口，天和核心舱在距地面约390km的近圆轨道上飞行，已知引力常量为，地球半径。则下列说法正确的是（　　）

A. 天和核心舱绕地球运行的速度大于第一宇宙速度

B. 为了实现对接，载人飞船应该到达天和核心舱轨道，再点火加速追上天和核心舱

C. 若已知天和核心舱运行周期，则可以求出地球的密度

D. 载人飞船进入预定轨道后，飞船内的航天员在空间站内受到的合外力为零

【答案】C

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度为围绕地球做圆周运动的最大速度，则天和核心舱绕地球运行的速度小于第一宇宙速度，故A错误；

B．若载人飞船与核心舱在同一轨道，载人飞船点火加速，则轨道半径会变大，不能追上同轨道上核心舱，故B错误；

C．根据万有引力提供向心力有

解得

又有

则地球的密度为

由于地球半径和天和核心舱在距地面高度已知，则已知天和核心舱的运行周期，则可以求出地球的密度，故C正确；

D．航天员在飞船内受到的合外力提供向心力，不为零，故D错误。

故选C

4. 如图所示，N匝矩形线圈以转速n绕轴匀速转动，轴与线圈平面共面且与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，线圈电阻为r，线圈两个末端分别通过电刷与理想自耦变压器相连，为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，电压表和电流表均为理想电表，则下列说法正确的是（　　）

A. 从图示位置开始计时，线圈中的感应电压瞬时值表达式为

B. 若保持不动，从M位置逆时针转到N位置，则电压表示数增大

C. 只增大线圈的转速，定值电阻消耗的电功率减小

D. 若不动，向左滑动，则电流表示数增大，减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．图示位置为中性面，从图示位置开始计时，线圈中的感应电压瞬时值表达式为

故A错误；

B．根据理想变压器和副线圈构成的等效电阻表达式

当从M位置逆时针转到N位置，理想变压器增大，等效电阻减小，即外电阻减小，路端电压减小，故B错误；

C．只增大线圈的转速，电源电动势的有效值增大，因为总电阻不变，故原线圈电流增大，副线圈电流也增大，根据，定值电阻消耗的电功率也增大，故C错误；

D．向左滑动，R减小，等效电阻减小，则减小，原线圈和副线圈电流都增大，电流表示数增大，增大，减小，故D正确。

故选D。

5. 随着工作压力的增大以及生活水平的提高，越来越多的人选择在假期出行旅游放松身上放置一与地板成θ角的木板，木板上静置一木块。某段时间内，木块随车厢一起斜向上做加速度为a的匀加速运动。已知缆绳与水平方向夹角也为θ。若木板与车厢底板夹角缓慢增大稍许，木块、木板与车厢始终保持相对静止，则关于木块对木板的压力和木块对木板的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 减小，减小 B. 增大，增大

C. 减小，增大 D. 增大，减小

【答案】C

【解析】

【详解】木块受力如图甲，支持力与静摩擦合力斜向右上，与重力的合力沿缆绳斜向右上。因为木块质量和加速度均不变，故三个力的合力不变，又木块重力不变，则支持力与静摩擦合力不变。木板与底板夹角缓慢增大稍许，如图乙，减小，增大。

故选C。

6. 一个小球沿光滑斜面向上运动，初速度大小为5m/s，C为斜面的最高点，AC间距离为。小球在时刻自A点出发，4s后途经A下方的B点（B点未在图上标出）。则下列说法正确的是（　　）

A. 小球加速度的最大值为2.5

B. 小球加速度的最小值为2.5

C. 若小球加速度大小为5，则斜面至少长25m

D. 小球到达B点速度大小可能是4.5m/s

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．A的初速度为v=5m/s，若当小球到达C处时速度减为0，根据速度—位移关系

可求得最小加速度为

低于此值球会从C落下斜面，故B正确，A错误；

D．小球加速度越大，到达B点速度越大，当小球加速度取最小值时，4s末达到A点，此时可理解为A与B重合，速度最小为5m/s，故D错误；

C．若小球加速度为5，则小球沿斜面向上的最大距离2.5m，第2s末回归到A点，向下运动两秒后位移为

在第四秒到达斜面上B点，当B为斜面最低点时，可求得斜面最小长度应为25m，故C正确。

故选BC。

7. 如图所示，水平地面上有相距为18m的M、N两点，在M点的正上方处有一小球A以速度水平抛出，同时在N点正上方h（，且高度h可以调节）处将小球B以=10m/s的速度竖直向上抛出。若小球A与地面碰撞时水平速度不变，竖直速度以等大速度反弹，B与地面碰撞后不反弹，重力加速度g取10。以下说法正确的是（　　）

A. 小球A在第一次落地时可以与小球B相遇

B. 要想小球A在第二次落地时与小球B相遇，应满足

C. 要想小球A在第二次落地时与小球B相遇，h应满足

D. 若，调节的大小，则A刚好与地面第三次碰撞时与B相遇

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．小球A由

解得

对小球B由

得B的上升时间为

故A错误；

B．小球A在第二次落地时的时间为

所以

故B正确；

C．小球B做竖直上抛，由

得

故C正确；

D．若

可以求出小球B落地的时间为

AB要相遇，则小球A正好在第三次与地面碰撞，故D正确。

故选BCD。

8. 如图甲所示，在倾角为的斜面上，有一垂直斜面向下的足够宽的矩形匀强磁场区域，磁感应强度，区域长度，在紧靠磁场的上边界处放置一正方形线框，匝数，边长，线框电阻，质量，线框与斜面间的动摩擦因数。现在将线框由静止释放，当整个线框完全进入磁场时，线框刚好开始匀速运动。从线框刚好全部进入磁场开始计时，磁场即以如图乙所示规律变化。重力加速度g取10，，。下列说法正确的是（　　）

A. 线框完全进入磁场瞬间的速度为2m/s

B. 线框从开始释放到完全进入磁场时间为1.25s

C. 线框从开始运动到线框下边到达磁场下边界的过程中，流过线框的电荷量为2C

D. 线框从开始进入磁场到线框下边刚到达磁场下边界过程中线框产生的焦耳热为5.5J

【答案】BD

【解析】

【详解】A．在线框刚匀速运动时，仅下边切割磁感线，电流大小

安培力大小

匀速运动说明受力平衡

代入数据可得

故A错误；

B．线框进入过程由动量定理得

且

代入数据可得

故B正确；

C．线框完全进入磁场后，所受安培力合力为零，对线框由牛顿第二定律

得

则线框从完全进入磁场到线框下边到达磁场下边界的过程中

解得

从线框开始运动到完全进入磁场的过程中，流过线框的电荷量为

而随后完全在磁场里有感生电流，仍会有电荷通过线框，且根据楞次定律可判断出，电流方向与进入磁场时的电流方向一致

则总电荷量为3C，故C错误；

D．线框从开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，根据能量守恒定律

解得

线框完全进入磁场到线框下边到达磁场下边界的过程中，回路中的感应电流大小为

该过程产生的焦耳热为

则总的焦耳热

故D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题，共174分）

二、非选择题：共174分。第9~12题为必考题，每个试卷考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共129分。

9. “探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）本实验采用的科学方法是___________。

A．理想实验法　　B．放大法

C．等效替代法　　D．建立物理模型法

（2）图乙中一定沿AO方向的力是___________（填“F”或“F'”）。

（3）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是___________。

A．弹簧测力计与木板平面应平行

B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上

C．两根细绳必须等长

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

【答案】    ①. C    ②. F'    ③. AD##DA

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故C正确。

（2）[2]实验中F是由平行四边形定则得出的，而F'是通过实验方法得出的，F'一定沿AO方向。

（3）[3]A．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故A正确；

B．拉橡皮条时只要确保拉到同一点即可，橡皮条不一定要在两细绳夹角的角平分线上，故B错误；

C．通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，不要求两细绳等长，故C错误；

D．为了更加准确地记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确。

故选AD。

10. 家庭的各种遥控器中都会用到干电池，某同学想测量一节干电池的电动势和内阻。该同学按图甲所示的电路连接进行实验操作，并利用实验测得的数据在坐标纸上绘制出如图乙所示的U-I图像。除电池、开关、导线外，可供使用的器材还有：

A．电压表（量程3V）

B．电流表（量程0.6A）

C．电流表（量程3A）

D．定值电阻（阻值0.3Ω，额定功率4W）

E．滑动变阻器（阻值范围0-5Ω，额定电流为1A）

F．滑动变阻器（阻值范围0-200Ω，额定电流为2A）

（1）请画出与图甲对应的电路图_________。

（2）为方便实验调节且能较准确地进行测量，电流表应当选择___________；滑动变阻器应选用___________。（选填器材前的字母序号）

（3）该电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω。（结果保留2位小数）

（4）下列关于这个实验叙述正确的是___________。

A．这种方法得到的电动势测量值比真实值偏大

B．这种方法得到的电动势测量值比真实值偏小

C．由于电压表的分流作用，使实验测量值存在误差，故最好采用内阻更大的电压表

D．由于电流表的分压作用，使实验测量值存在误差，故最好采用内阻更小的电流表

【答案】    ①.     ②. B    ③. E    ④. 1.49    ⑤. 0.52    ⑥. BC##CB

【解析】

【详解】（1）[1]根据实物图画出电路图如下

（2）[2] [3]为了方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用阻值较小的，即选择。电流表选B电流的读数会更准确。

（3）[4] [5]根据闭合电路欧姆定律可得

可得

可知U-I图像的纵轴截距等于干电池的电动势，对照乙图像可知电源电动势为1.49V，图像的斜率绝对值为

电源内阻为

（4）[6]由于电压表的分流作用，电压测量值准确，但通过和r的电流值比测量值偏大可得测量的内阻偏小，电动势也偏小。但在这个实验中电流表的分压作用对测量结果没有影响。

11. 如图所示，质量为长木板A静止在光滑的平台上，长木板A的上表面与水平传送带齐平，二者间的缝隙可忽略，传送带左右两端距离，沿逆时针方向以恒定速度转动。传送带的上表面距地面的高度，质量为的物块B以初速度从光滑水平面的下方点斜向上抛出，点距传送带右端的水平距离为，恰好无碰撞地滑上水平传送带。物块B与传送带、长木板A间的动摩擦因数均为，物块B可视为质点，重力加速度。求：

（1）物块B抛出的初速度的大小和方向；

（2）若传送带的速度，则物块B在传送带上运动的时间t；

（3）若传送带的速度，若物块B不能滑离长木板A，求木板A的长度至少为多少？

【答案】（1），与水平方向夹角为；（2）；（3）4.5m

【解析】

【详解】（1）物块B做斜抛运动，设与水平方向的夹角为，由运动的合成与分解规律得

解得

（2）物块B在传送带上运动，由牛顿第二定律得

由匀变速直线运动规律得

则

又有

则

由匀速直线运动规律得

则

物块B在传送带上运动的时间为

解得

（3）若物块B不能滑离长木板A，设二者共速时速度为，由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

解得

12. 如图甲所示，竖直平面内有圆心为、半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于该平面向外。右侧有间距为、长度为的两平行金属板，平行金属板内有交变电场，电场强度变化的规律如图乙所示（设竖直向上为正方向）。平面直角坐标系xoy的第二象限内有一抛物线，如图中实线所示，方程满足，实线上方至y轴区域内存在竖直向下的匀强电场，第四象限内有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于xoy平面向外。下方金属板与x轴共线，且两者所在的直线与圆形磁场边界相切于P。P处有一粒子源，可以向竖直平面内各个方向连续发射质量为m、带电量为+q、速度大小均为的粒子。竖直向上发射的粒子在磁场中偏转后穿出磁场，此时记为，该粒子从距离上金属板处平行于金属板穿出后，进入匀强电场，并从坐标原点进入第四象限。不计粒子重力、粒子间相互作用力及空气阻力。求：

（1）圆形区域内磁场的磁感应强度B的大小；

（2）平行板间交变电场的电场强度的大小；

（3）匀强电场的电场强度的大小及所有粒子经过y轴负半轴时的位置坐标。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由题意可知，粒子做圆周运动的轨道半径

洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

（2）粒子进入交变电场后，水平方向上做速度为的匀速直线运动，竖直方向上先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，水平方向

竖直方向

解得

（3）设从距离上金属板处穿出金属板区域的粒子进入匀强电场的位置坐标为（，）中做类平抛运动，水平方向

竖直方向

由于

解得

经分析可知，在圆形磁场区域，粒子偏转了，可知

粒子出磁场时，速度均水平向右，为，粒子不论从何时进入交变电场，在交变电场中的运动时间均为

因此出交变电场时，竖直方向的速度

即所有粒子均以水平速度进入匀强电场区域。设进入匀强电场时的位置坐标为坐标为（，），水平方向

竖直方向

由于

可知，所有粒子均经过坐标原点O进入磁场。设粒子进入磁场时，速度与y轴负半轴夹角为，则粒子进入磁场时的速度为

粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

则有

与无关。因此，所有粒子经过y轴负半轴时的位置坐标为。

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

【物理-选修3-3】

13. 王亚平在“太空课堂”中，演示了精彩的水球实验。水球成标准球形是由于在水球表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力。如图所示，A位置固定一个水分子甲，若水分子乙的分子势能为零的位置在C位置，则其所受分子力恰为零的位置可能为___________（选填“B”“C”“D”）位置，分子势能最小的位置可能为___________（选填“B”“C”“D”）位置。若将水分子乙从D位置沿直线拿至B位置，则分子势能___________（选填“逐渐增大”“逐渐减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。

【答案】    ①. D    ②. D    ③. 逐渐增大

【解析】

【详解】[1][2]分子力、分子势能与分子间距离的关系图像，如图所示

由题意可知，水分子乙的分子势能为零的位置在C位置，结合图可知，间距离小于，分子力为零的位置到位置的距离为，则该位置可能为位置，分子力为零的位置分子势能最小且为负值，则该位置可能为D位置。

[3]由图可知，由D位置至B位置，分子力为斥力，距离减小，分子力做负功，分子势能逐渐增大。

14. 某同学想测量秋季的昼夜温差，于是他设计了一个实验方案。将倾角为足够长的光滑斜面固定在水平地面上，上端固定一定滑轮，用绕过滑轮的轻绳将质量为的物块与质量为活塞连接，活塞与导热性能良好的汽缸间封闭有一定质量的理想气体，汽缸静止在斜面上。当中午环境的热力学温度为时，缸内封闭气体的体积为。已知活塞的横截面积为，重力加速度大小为，外界大气压恒为。不计活塞与汽缸间的摩擦。

（1）若环境的温度缓慢降低，求缸内气体的体积为时环境的热力学温度；

（2）若不降低环境的温度，剪断轻绳，汽缸沿斜面下滑，活塞始终没有脱离汽缸，求活塞稳定后缸内气体的体积。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，缸内气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有

解得

（2）根据题意，设汽缸静止时缸内气体的压强为，对活塞，根据物体的平衡条件有

对物块，根据物体的平衡条件有

经分析可知，将轻绳剪断，活塞稳定后，整体做加速度为匀加速直线运动，缸内气体的压强为，根据玻意耳定律有

解得

【物理-选修3-4】

15. 某喷泉水池底部装有一个彩灯，可视为点光源，每隔一段时间光源会发出不同颜色的单色光。已知真空中光速为c，光源发出的蓝光在水和空气的分界面发生全反射的临界角为C，水池深度为L，底面积足够大，则蓝光能射出水面的最短时间为___________。当光源发出的红光在水面发生全反射时，其临界角___________C（选填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】    ①.     ②. 大于

【解析】

【详解】[1]光源发出的蓝光在水和空气的分界面发生全反射的临界角为C，则有

当蓝光垂直水面射出时时间最短，则最短时间

[2]红光的折射率小于蓝光的折射率，根据

可知红光的临界角大于蓝光的临界角C。

16. 青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动，形成如图甲所示的水波（把水波当成横波处理）。假设原点O处为青蛙所在位置，O处的波源垂直xoy平面振动后，产生的简谐横波在xoy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，此时波恰好传到图甲中的实线圆处，图乙为图甲中质点B的振动图像，z轴垂直于xoy水平面，z轴的正方向为竖直向上，求：

（1）波在水中的传播速度；

（2）C点第2次到达波峰的时刻。

【答案】（1）0.5m/s；（2）

【解析】

【详解】（1）实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，有图甲可知

由图乙可知周期

则波在水中的传播速度为

（2）根据题意可知O处此时处于波峰位置，且

实线圆传递到C点的时间为

所以C点第2次到达波峰的时刻为