精品解析：黑龙江省佳木斯市第八中学2022-2023学年高三下学期第四次模拟考试理综物理试题（解析版）

2022-2023学年度（下）高三四次模拟考试

理科综合试题

一、选择题(本大题共8 小题,每小题 6 分,共 48 分。)

1.  （铀核）经过一系列的α衰变和β衰变变为（氡核），已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，每次β衰变释放的能量为E4（计算结果不计E4），则（铀核）衰变为（氡核）共释放的能量为（　　）

A. E1－E2－E3

B. E2＋E3－2E1

C. 238E1－222E2－16E3

D. 222E2＋16E3－238E1

【答案】D

【解析】

【详解】设经过x次α衰变和y次β衰变变为，则有

衰变过程质量数与电荷数守恒，所以

238＝222＋4x

92＝86＋2x－y

解得

x＝4，y＝2

所以衰变过程共释放的能量为

ΔE＝222E2＋16E3＋2E4－238E1

计算结果不计E4，所以有

ΔE＝222E2＋16E3－238E1

故选D。

2. 如图所示，质量为m的物体P放在粗糙的斜面Q上保持静止，现用平行于斜面的力F拉物体P，在力F由零逐渐增加而物体P和斜面Q仍静止的过程中，关于物体和斜面受到的力及其变化情况，下列说法正确的是（　　）。

A. 物体P受到的静摩擦力一定逐渐减小

B. 物体P所受的合外力一定不变

C. 斜面对物体P的支持力一定增大

D. 斜面对物体P的摩擦力小于物体P对斜面的摩擦力

【答案】B

【解析】

【详解】A．由平衡条件可知，当F小于时，物体P受到的静摩擦力逐渐减小，当F大于时，物体P受到的静摩擦力逐渐增大，A错误；

B．物体P保持静止，所受合外力为零，即所受的合外力一定不变，B正确；

C．F方向沿斜面方向，斜面对物体P的支持力不变，C错误；

D．由牛顿第三定律可知，斜面对物体P的摩擦力等于物体P对斜面的摩擦力，D错误；

故选B。

3. 如图所示，抛球是一个经典的杂技节目，看似简单，却需要大量练习。小明用右手把小球B竖直向上抛出，一小段时间后，当小球B恰好运动到最高点时，小明用左手将小球A以某一初速度竖直上抛，当小球A上升到最高点时，两小球恰好位于同一水平线上，不计空气阻力。假设两球抛出和落回手中的位置都在同一水平面内，则从抛出到落回手中A、B两小球在空中运动的时间之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】画出两小球运动的示意图。如图所示，当小球B恰好运动到最高点时，小球A刚开始以某一初速度竖直上抛；如图所示，当小球A上升到最高点时，两小球恰好位于同一水平线上。因为A球从O点竖直上抛运动到最高点a和B球由最高点b自由落体运动到a点的时间相同，所以oa距离和ab距离相等。根据自由落体运动的规律，设A球由a点运动到O点的时间是t0，则B球由b点运动到o点的时间是t0，据竖直上抛运动的对称性，A球在空中运动的时间2t0，B球在空中运动的时间t0，故A正确BCD错误。

故选A。

4. “祝融”火星车由着陆平台搭载着陆火星，如图所示为着陆后火星车与着陆平台分离后的“自拍”合影。火星车从离火星表面高处由开始下落，刚好落到火星表面速度为零，此过程的加速度大小等于火星表面重力加速度大小。已知火星直径约为地球直径的一半，地球表面重力加速度g取。则（　　）

A. 火星车着陆过程处于失重状态 B. 火星表面的重力加速度为

C. 火星质量约为地球质量的倍 D. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的

【答案】B

【解析】

【详解】A．着陆火星的最后一段过程为竖直方向的匀减速运动，加速度方向向上，火星车处于超重状态，故A错误；

B．由运动学公式可知

解得

故B正确；

C．由

可知

火星直径约为地球直径的一半，故火星质量与地球质量之比为

故C错误；

D．由

可知

因为火星直径约为地球直径的一半，火星质量约为地球质量的，故有

D错误。

故选B。

5. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，a、b是介质中的两个质点，a质点的平衡位置坐标为x＝0，图乙是质点b的振动图像，下列说法正确的是（  ）

A. 当时，a、b两个质点位移相同

B. 质点a的振动方程为

C. 当t＝1s时，质点a的加速度方向沿y轴正方向

D. 从到t＝1.5s，质点b通过的路程为25cm

【答案】A

【解析】

【详解】A．由到，波传播了，向左传播了，a、b两质点中点处恰好为波峰，故a、b两点位移相同，故A正确；

B．由乙图可知b的振动方程为且质点b沿y轴正向运动，由同侧原理可知该波沿x轴负向传播当时b点的位移

由甲图可知b质点平衡质量坐标

故波从b传到a需要，a比b晚振动，故a振动方程为

故B错误；

C．t＝1s时，质点a从图示位置振动了，质点a的位移沿y轴正方向，由加速度的方向与位移方向相反，故加速度沿y轴负向，故C错误；

D．由b的振动方程可知时

t＝1.5s时

故路程

故D错误。

故选A。

6. 如题图所示，内圆区域（含边界）有垂直纸面向外匀强磁场，外圆是探测器，两圆内切。两个粒子同时从两圆切点P沿径向以相同速度射入磁场，粒子1、2通过磁场区域后分别打在探测器上的M、N点。两圆之间为真空区域，忽略粒子重力及粒子间相互作用力，则（　　）

A. 粒子1的电荷量一定小于粒子2的电荷量

B. 粒子1、2不可能分别为电子和质子

C. 粒子1由P点到M点的时间大于粒子2由P点到N点的时间

D. 粒子1由P点到M点的时间小于粒子2由P点到N点的时间

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由题可知，根据

可知，粒子1、2在磁场中的运动半径为

由图可知

故粒子1的比荷一定小于粒子2的比荷，但粒子1的电荷量不一定小于粒子2的电荷量，故A错误；

B．电子的质量比质子的质量小得多，电子的比荷比质子的比荷大得多，所以粒子1、2不可能分别为电子和质子，故B正确；

CD．根据题意，由图可知

且粒子1由P点到M点的轨迹大于粒子2由P点到N点的轨迹，则根据

可知，由于两个粒子同时从两圆切点P沿径向以相同速度射入磁场，则粒子1由P点到M点的时间大于粒子2由P到N点的时间，故C正确，D错误。

故选BC。

7. 如图所示，两滑块A、B位于光滑水平面上，已知A的质量MA=1kg，B的质量MB=4kg．滑块B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态．现使滑块A以v=5m/s速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块B相互作用（整个过程弹簧没有超过弹性限度），直至分开．则（　　）

A. 物块A的加速度一直在减小，物块B的加速度一直在增大

B. 作用过程中弹簧的最大弹性势能

C. 滑块A的最小动能为，滑块B的最大动能为

D. 若滑块A的质量，B的质量，滑块A的最小动能为，滑块B的最大动能为

【答案】D

【解析】

【详解】A．弹簧的弹力先增大后减小，两个物块受到的合外力都等于弹簧的弹力，则两个物块的加速度都先增大后减小，故A错误;

B．当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A和B的速度相同．选取向右为正方向，根据动量守恒定律：

解得：

v′=1m/s

根据机械能守恒定律，知弹簧的最大弹性势能等于滑块A、B损失的动能，为：

解得：

EP=10J

故B错误;

C．当A、B分离时，滑块B的速度最大，由动量守恒和能量守恒定律得：

由以上两式得：vA=-3m/s，vB=2m/s，所以滑块A的最小动能为EKA=0．滑块B的最大动能为

故C错误;

D．若滑块A的质量MA=4kg，B的质量MB=1kg，同理可得，当A、B分离时，A、B的速度分别为vA=3m/s，vB=8m/s，滑块A的最小动能为

滑块B的最大动能为

故D正确．

8. 如图，圆心为O、半径为R的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场，MN为圆的一条直径。质量为m、电荷量为的粒子从M点以速度v射入电场，速度方向与MN夹角，一段时间后粒子运动到N点，速度大小也为v，不计粒子重力，规定M点电势为0。下列说法正确的是（　　）

A. 场强大小为

B. 粒子电势能的最大值为

C. 仅改变粒子速度大小，粒子离开圆形区域时电势能的最小值为

D. 仅改变粒子速度大小，当粒子离开圆形区域的电势能最小时，粒子射入电场的速度大小为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．M到N粒子动能不变，电场力不做功，所以MN为等势线，电场线与MN垂直，粒子做类似斜抛的运动，沿MN方向，粒子匀速运动

垂直MN方向

，

求得

故A正确；

B．粒子垂直MN方向速度为0时，电势能最大，根据能量守恒

故B正确；

CD．如图

当粒子运动到P点时，电势能最小，由

，

联立求得

且电势能最小值为

故C错误，D正确。

故选ABD

二、非选择题

9. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。

（1）关于实验条件的说法，正确的有___________

A．斜槽轨道必须光滑

B．斜槽轨道末段N端必须水平

C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放

D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放

（2）该实验结果可表明___________

A．两小球落地速度大小相同

B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动

C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动

D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同

（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm，）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10。则P小球平抛的初速度的大小为___________m/s。若以a点为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为___________（结果以cm为单位）。

【答案】    ①. BC##CB    ②. D    ③. 2    ④. （-10，-1.25）

【解析】

【详解】（1）[1] A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故不必必须光滑，故A错误；

B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，故B正确；

CD．这个实验只验证竖直自由落体，水平无影响，不需要每次水平初速度相同，可以在不同位置释放，故C正确，D错误。

故选BC。

（2）[2]该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，故ABC错误，D正确。

故选D。

（3）[3]小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得

代入数据，解得

根据公式，可得水平方向的速度为

[4]竖直方向，根据匀变速直线运动的推论，即中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得

可知，根据公式，可得小球运动到b点的时间为

所以，小球运动到b点时，竖直方向的位移为

解得

小球运动到b时，水平方向的位移为

解得

若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为。

10. 实验室有一个灵敏电流计G1，满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：

待测灵敏电流计G1

灵敏电流计G2

电流表A：（量程为1mA、内阻约为100Ω）

定值电阻R1：（阻值为200Ω）

定值电阻R2：（阻值为400Ω）

电阻箱R：（0～9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）

滑动变阻器R3：（最大电阻2000Ω，额定电流1.5A）

直流电源：电动势1.5V，内阻不计；开关一个，导线若干。

该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。

（1）闭合开关调节滑动变阻器使电流表A示数适当

（2）若灵敏电流计G2中的电流由a流向b，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值______（选填“增大”或“减小”），直到G2中的电流为0。

（3）读出电阻箱连入电路的电阻为1000Ω，电流表A的示数为0.7mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig=______μA，内阻Rg=______Ω。（保留三位有效数字）

【答案】    ①. 增大    ②. 300    ③. 500

【解析】

【详解】（2）[1]灵敏电流计G2中的电流由a流向b，说明a点电势比b点电势高，R2的阻值大于电阻箱接入电路的阻值，增大电阻箱R接入电路的阻值，当a、b两点电势相等时，流过G2的电流为0。

（3）[2][3]流过G2的电流为零，由图示电路图可知

即

解得

流过两支路电流之比为

由图示电路图可知

已知有

IA=0.7mA

得

IG1=0.2mA

灵敏电流计G1满偏刻度30格，灵敏电流计的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流为

11. 如图甲所示，上端开口的导热汽缸放置在水平面上，质量为m、横截面积为S的活塞密封了一定质量的理想气体。当环境温度为时，活塞静止的位置与汽缸底部距离为h，离缸口的距离为。已知重力加速度为g，活塞厚度及活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，大气压强为。

（1）若缓慢升高环境温度，使活塞刚好能上移到缸口，求升高后的环境温度T；

（2）若先在缸内壁紧贴活塞上表面固定一卡环（与活塞接触但没有作用力），如图乙所示，再缓慢升高环境温度到T，求升温后卡环对活塞的压力多大，及此升温过程相对于（1）问升温度过程气体少吸收的热量为多少？

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）气体发生等压变化，升高后的温度为T，则有

解得

（2）开始时，缸内气体压强

当温度为T时，缸内气体压强为，气体发生等容变化，则

解得

设卡环对活塞的压力大小为F，则

解得

（1）问和（2）问中气体内能增量相同，根据热力学第一定律，（1）问中有

（1）问中

（1）问中比（2）问中升温过程多吸收热量

12. 如图所示，两个固定光滑足够长的平行导轨与水平面的夹角θ=37°，上端接有小灯泡，小灯泡的电阻R=1.5Ω，导轨电阻不计，间距d=1m，导轨间有垂直于导轨向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T，导体棒的长度与导轨间距相等并与导轨接触良好，导体棒质量m=1kg、电阻r=0.5Ω，在导轨上端附近静止释放导体棒，经过一段时间导体棒达到最大速度，从静止释放到导体棒刚好达到最大速度时流过灯泡的电荷量是q=0.9C。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度取g=10m/s2。

（1）导体棒运动的最大速度是多少？

（2）导体棒速度是最大速度一半时导体棒的加速度是多大？

（3）从静止释放到导体棒刚好达到最大速度的过程中，灯泡产生的热量是多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）当导体棒的所受合外力为零，即做匀速直线运动时速度最大，由题可知

代入数据解得

（2）当导体棒速度是最大速度一半时有

代入数据解得

（3）设导体棒在速度达到最大时沿导轨下滑的距离为，由法拉第电磁感应定律可知

又

，

解得

根据能量守恒可知

解得回路产生的总热量为

则灯泡产生的热量为

13. 如图所示，水平粗糙的长直轨道上P点左侧存在电场强度为E的匀强电场，材料相同的两个小滑块M、N静止在轨道上，其中N不带电静止于P点，质量为、带电荷量为＋q的滑块M位于P点左侧与P相距处。现由静止释放滑块M，一段时间后滑块M运动到P点，在P点与滑块N发生弹性碰撞，碰撞后滑块M以碰撞前速度大小的二分之一反向弹回，同时滑块M所带的电荷量消失，又经过同样长一段时间后其速度减为0，此刻立即使其重新带上＋Q的电荷量，滑块M再次开始运动，并恰好能与N再次发生碰撞。求：

（1）滑块N的质量；

（2）滑块M从开始运动到第一次速度减为0所用的时间；

（3）电荷量Q与q的比值。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意，设为小滑块M在碰撞前瞬间速度的大小，为其碰撞后瞬间速度的大小。设物块N的质量为，碰撞后瞬间N的速度大小为。由动量守恒定律和机械能守恒定律有：

解得

（2）滑块M第一次在电场中加速过程

返回过程中设位移大小为，则

由题意可得

联立解得

滑块M加速过程中满足

总时间

解得

（3）设物块N在水平轨道上能够滑行的距离为，由动能定理有：

M重新运动后到与N恰好相碰，对M由动能定理有：

解得

【点睛】[命题意图]守恒、机械能守恒、功能关系、电场力等综合知识。考查学生的理解能力和推理分析能力，考查学生应用数学知识解决物理问题的能力，突出对物理观念、科学思维的考查，突出对基础性、应用性、应用性的考查要求。