2022届四川省成都市成都外国语学校高三下学期第二次诊断性考试理综物理试题（解析版）

2022届四川省成都市成都外国语学校高三下学期第二次诊断性考试理综物理试题

1．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B．乙图中，在光的颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成

D．丁图中，链式反应属于轻核聚变方式

2．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（     ）

A．在图示位置时线框中磁通量的变化率为零，感应电动势最大

B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大

C．电压表V2示数等于

D．变压器的输入与输出功率之比为1∶1

3．如图所示，虚线I、II、III分别表示地球卫星的三条轨道，其中轨道I为与第一宇宙速度7.9km/s对应的近地环绕圆轨道，轨道II为椭圆轨道，轨道III为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道，a、b、c三点分别位于三条轨道上，b点为轨道II的远地点，b、c点与地心的距离均为轨道I半径的2倍，则（　　）

A．卫星在轨道II的运行周期为轨道I周期的2倍

B．卫星经过a点的速率为经过b点速率的倍

C．卫星在a点的加速度大小为在c点加速度大小的2倍

D．质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能

4．如图甲所示，水平地面上有一个底端固定、倾角α可调的斜面，右侧在D点与一个水平平台相接．固定在平台上的弹射装置可以将小球以不同水平初速度v0弹出、改变斜面倾角α使小球每次均垂直落到斜面上，图线如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则平台高度H为（　　）

A．0.5m B．1m C．1.5m D．2m

二、多选题

5．如图所示，真空中xOy坐标系平面内有以O为圆心的两个同心圆，分别与坐标轴交于a、b、c、d和e、f、g、h。在a、c两点固定两个正点电荷，b、d两点固定两个负点电荷，四个点电荷所带电荷量均相等。下列说法正确的是（　　）

A．、h两点的电场强度相同 B．e、g两点的电势相等

C．质子在e点所受电场力大于在h点所受电场力 D．质子在e点电势能大于在h点电势能

6．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即（式中k为常数）．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I.在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距导线I的距离为L．下列说法正确的是（   ）

A．a点和b点的磁感应强度方向相同

B．a点和b点的磁感应强度方向相反

C．a点和b点的磁感应强度大小之比为8:1

D．a点和b点的磁感应强度大小之比为16：1

7．如图所示，固定在水平面上一个光滑的半圆弧轨道，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点（O、A等高，不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接质量为m的小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，，，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．小球Q的质量为2m

B．半圆弧轨道对小球P的支持力为

C．B点缓慢向上移动微小距离，轻绳的拉力减小

D．静止时剪断A处轻绳的瞬间，小球P的加速度为

8．质量为m和M的两个物块A、B，中间夹着一根由轻绳束缚着的、被压缩的轻质弹簧，弹簧与A、B不相连，它们一起在光滑的水平面上以共同的速度向右运动，总动量为P，弹簧的弹性势能为Ep；某时刻轻绳断开，弹簧恢复到原长时，A刚好静止，B向右运动，与质量为M的静止物块C相碰并粘在一起，则

A．弹簧弹力对A的冲量大小为

B．弹簧弹力对B做功的大小为Ep

C．全过程中机械能减小量为Ep

D．B、C的最终速度为

9．下列说法正确的是（　　）

A．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射

B．偏振光可以是横波，也可以是纵波

C．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的

D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象

E．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率等于声源振动的频率

三、实验题

10．某同学采用如图装置来验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m1和m2在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。

（1）关于本次实验，下列说法正确的是(      )

A．实验前平衡摩擦力需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端

B．实验前平衡摩擦力不需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端

C．实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量

D．实验中不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量

（2）连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz，其中乙纸带如图所示，

通过纸带计算加速度a2=___________m/s2（保留三位有效数字）

（3）由于甲计时器中墨粉盘使用时间过长，纸带上未能打出清晰点迹，无法直接求得加速度a1。现已知两小车质量分别为m1=200g、m2=300g。若结论成立，可知a1=___________m/s2（保留三位有效数字）

11．如图甲所示为欧姆表的简易图。

（1）插孔应与___________（填“红”或“黑”）表笔相接。

（2）已知电源的电动势为、内阻为，电流计的内阻为、满偏电流为，在应用该欧姆表进行电阻测量时，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零，则滑动变阻器的阻值应调节为___________；完成调零后，利用该欧姆表测量某未知电阻时，电流计的示数为，则待测电阻的阻值___________。

（3）为了在电流计的表盘上标记出各电流值所对应的电阻值，通过操作得到了多组数据，则下列关于电流倒数与待测电阻的关系图像正确的是(      )

A． B． C． D．

（4）如果将该电流计改为量程为的电压表，指针偏转的角度如图乙所示，则该电压值应为___________。

四、解答题

12．光滑矩形斜面GHNM的倾角为α，在其上放置一矩形金属线框ABCD，AB边的边长为l1，BC边的边长为l2，线框的电阻为R，质量为m，斜面上矩形OPHG区域内存在匀强磁场，方向垂直于斜面向上，磁感应强度为B0，如果线框在恒力F作用下从静止开始运动(开始时刻，CD与NM重合)，已知线框进入磁场最初一段时间是匀速的，且线框的AB边始终平行于MN，重力加速度为g，求：

(1)线框进入磁场前的加速度大小；

(2)线框进入磁场时匀速运动的速度大小；

(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热．

13．如图所示，在直角坐标系x0y平面的一、四个象限内各有一个边长为L的正方行区域，二三象限区域内各有一个高L，宽2L的匀强磁场，其中在第二象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，第一、三、四象限内有垂直坐标平面向内的匀强磁场，各磁场的磁感应强度大小均相等，第一象限的x<L，L<y<2L的区域内，有沿y轴正方向的匀强电场．现有一质量为m电荷量为q的带负电粒子从坐标(L，3L/2)处以初速度沿x轴负方向射入电场，射出电场时通过坐标(0，L)点，不计粒子重力．

(1)求电场强度大小E；

(2)为使粒子进入磁场后途经坐标原点o到达坐标(-L，0)点，求匀强磁场的磁感应强度大小B；

(3)求第(2)问中粒子从进入磁场到坐标(-L，0)点所用的时间．

14．如图，O1O2为经过球形透明体的直线，平行光束沿O1O2方向照射到透明体上。已知透明体的半径为R，真空中的光速为c。

(1)不考虑光在球内的反射，若光通过透明体的最长时间为t，求透明体材料的折射率；

(2)若透明体材料的折射率为，求以45°的入射角射到A点的光，通过透明体后与O1O2的交点到球心O的距离。

参考答案：

1．B【详解】A．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误；

B．根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B正确；

C．因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由粒子组成，C错误；

D．链式反应属于重核裂变反应，D错误；

故选B。

2．D【详解】A．线圈在如图所示的位置，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，A错误；

B．交流电压表此时测的是交流电的有效值，所以滑动变阻器上下移动的时候，V1、V2的读数不变，B错误；

C．交流电动势最大值

则变压器初级电压有效值

根据变压器的匝数比可得电压表V2的读数是

C错误；

D．变压器的输入输出功率相等，D正确。

故选D。

3．D【详解】A．由题可知轨道I的半径与轨道Ⅱ的半长轴之比为

根据开普勒第三定律

解得

故A错误；

B．根据

如果b点在过该点的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示

卫星经过a点的速率为经过b点的倍，而轨道Ⅱ是椭圆，因此在轨道Ⅱ上b点的速度不等于圆轨道的速度，故B错误；

C．根据公式

可知，卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍，故C错误；

D．卫星从轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ需要点火加速，因此再同一点加速动能增大也就是机械能增大，而同一轨道机械能守恒，因此b点的机械能小于在c点的机械能，故D正确。

故选D。

4．D【详解】固定在平台上的弹射装置可以将小球以不同水平初速度v0弹出、改变斜面倾角α使小球每次均垂直落到斜面上，根据几何关系可知小球末速度的方向与竖直方向夹角为α，则 ①

h=gt2②

x＝v0t③

台高为：H＝h+xtanα④

①②③④联立解得：

结合图乙可得：2gH＝

解得：H＝2m；

A. 0.5m，与结论不相符，选项A错误；

B. 1m，与结论不相符，选项B错误；

C. 1.5m，与结论不相符，选项C错误；

D. 2m，与结论相符，选项D正确；

5．BD【详解】A．根据电场叠加原理可知，两个正电荷在f点的合场强方向沿y轴负方向，两个负电荷在f点合场强沿y轴负方向，所以合场强方向沿y轴负方向，同理可得在h点合场强方向沿y轴正方向，因此场强方向相反，故A错误；

B．根据等量同种电荷电场分布特点可知，在两个正电荷形成的电场中，e、g两点的电势相等，同理在两个负电荷形成的电场中，e、g两点的电势相等，所以在四个电荷的合电场中电势相等，故B正确；

C．根据场强叠加原理可知ef点电场强度等大，因此电场力大小相等，故C错误；

D．通过叠加原理可知，oh间电场线由o指向h，ao间电场线方向，由a指向o，沿电场线方向电势逐渐降低，因此e点电势比h点电势高，因此质子在e点的电势能打，故D正确。

故选BD。

6．AD【分析】本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定则判断出两导线在M、N点形成磁场方向，磁感应强度B是矢量，根据矢量分解合成的平行四边形定则求解．

【详解】A、B项：根据右手螺旋法则，导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，3I导线与I导线在a处的磁感应强度方向都向下，则合磁感应强度方向向下的；

由 3I导线在b处的磁感应强度方向向下，而I导线在b处的磁感应强度方向向上，因3I导线产生的磁场较大，则合磁感应强度方向向下，因此a点和b点的磁感应强度方向相同，故A正确，B错误；

C、D项：3I导线与I导线在a处的磁感应强度大小Ba=

而3I导线与I导线在b处的磁感应强度大小Bb=，则a点和b点的磁感应强度大小之比为16：1，故C错误，D正确．

故选AD．

【点睛】磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提．

7．BD【详解】AB．分别对两个小球受力分析，如图所示

根据几何关系知为等边三角形，因为是活结，所以轻绳的张力大小都相等，设为，对P由平衡条件得

对Q由平衡条件得

联立解得：半圆弧轨道对小球P的支持力为

故B正确，A错误；

C．B点向上移动一小段距离，根据受力分析可知小球P没有发生位移，轻绳的长度不会变化，角度不会发生变化，即轻绳的拉力不会发生变化，故C错误；

D．剪断A处轻绳，拉力突变为零，小球P所受合力为重力沿圆弧切线方向的分力，由牛顿第二定律得

解得

故D正确。

故选BD。

8．AD【详解】选取向右为正方向，两个物体的总动量是P，则A的动量：,弹簧恢复到原长时，A刚好静止，由动量定理得：,负号表示与选定的正方向相反．故A正确；弹簧对AB作用的过程中，弹簧对A做负功，对B做正功，系统的机械能全部转化为B的动能，所以B的动能的增加量等于弹簧的弹性势能与A的动能的和，所以弹簧弹力对B做功的大于EP．故B错误；物块A与B以及弹簧组成的系统相互作用的过程中系统的动量守恒，设相互作用结束后B的速度为v1，选取向右为正方向，则：P=Mv1，B与C相互作用的过程中二者组成的系统的动量也守恒，设最终的速度为v2，根据动量守恒得：Mv2=（M+M）v2联立得：，整个的过程中损失的机械能：，而，联立解得：，可知只有在m与M相等时，全过程中机械能减小量才为EP．故C错误，D正确．所以AD正确，BC错误．

9．ACD【详解】A．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，具有容量大、衰减小、速度快的特点，故A正确；

B．偏振是横波是特有现象，光的偏振现象说明光是横波，故B错误；

C．根据相对论的光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故C正确；

D．照相机的镜头上的增透膜是光的干涉现象．照相机的镜头呈现淡紫色，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，故D正确；

E．根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故E错误。

故选ACD。

【点睛】光导纤维传播信号是利用光的全反射原理；光的偏振说明光是横波；光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象；声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率

10．     AD     1.19     1.79【详解】（1）[1]AB．实验前平衡摩擦力需要只留下滑块、纸袋和打点计时器，使其打出点迹均匀即可，选项A正确，B错误；

CD．沙桶对绳子的拉力提供左右两边相等的拉力，这个拉力不需要知道具体数值，所以不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量，选项C错误，D正确。

故选AD。

（2）[2]由逐差法

（3）[3]根据本牛顿第二定律拉力相等

解得

a1=1.79 m/s2

11．     黑               B     33.0【详解】（1）[1]欧姆表是由电流表改装的，必须满足电流的方向从正极流入负极流出，因此孔应插入黑表笔；

（2）[2][3]两表笔短接时，说明被测电阻的阻值为零，将电流计的指针调至满偏，则由闭合电路欧姆电路定律得

解得

若用该表测量某未知电阻时，电流计的示数为，则由闭合电路欧姆定律得

解得

（3）[4]由闭合电路的欧姆定律得

整理得

则关于图像中选项B正确，A、C、D错误；

（4）[5]由于量程为，则每一小格所表示的电压值为，则该电压值应为。

12．（1）     （2）     （3）【详解】(1)对进入磁场前的线框受力分析，根据牛顿第二定律得

F－mgsin α＝ma

解得线框进入磁场前的加速度大小为

(2)由题意知，线框进入磁场最初一段时间内所受的安培力为

线框进入磁场最初一段时间是匀速的，根据平衡条件可得

解得线框进入磁场时匀速运动的速度大小为

(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热为

点睛：本题主要考查了线框的切割问题，电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．

13．（1）（2）n=1、2、3......或n=1、2、3....；（3）或【详解】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动有

联立解得

(2)粒子进入磁场时，速度方向与y 轴负方向夹角的正切值

速度大小

设x为每次偏转圆弧对应的弦长，根据运动的对称性，粒子能到达(一L，0 )点，应满足

其中n=1、2、3......粒子轨迹如图所示

偏转圆弧对应的圆心角为；当满足

 时，粒子轨迹如图所示

若轨迹如图甲设圆弧的半径为R，圆弧对应的圆心角为.则有

此时满足

联立可得

由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，则有

得

，n=1、2、3....

轨迹如图乙设圆弧的半径为R，圆弧对应的圆心角为.则有

此时满足

联立可得

由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，则有

得

，n=1、2、3....

所以为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L，0)点，求匀强磁场的磁感应强度小

，n=1、2、3....

或

，n=1、2、3....

(3) 若轨迹如图甲，粒子从进入磁场到从坐标(一L，0)点射出磁场过程中，圆心角的总和

则

若轨迹如图乙，粒子从进入磁场到从坐标(一L，0)点射出磁场过程中，圆心角的总和

则

粒子从进入磁场到坐标(-L，0)点所用的时间为

或

14．(1)；(2)。【详解】(1)光在透明体内的最长路径为2R，不考虑光在球内的反射，则有

，

透明体材料的折射率

(2)该光线的传播路径如图，入射角i=45°，折射率为n=，根据折射定律，则折射角r=30°

光从B点射出时的出射角为45°，由几何关系知

∠BOC=15°，∠BCO=30°，∠CBO=135°

由正弦定理，有

解得以45°的入射角射到A点的光，通过透明体后与O1O2的交点到球心O的距离