2021-2022学年四川省成都市第七中学高三下学期三诊理科综合物理试题 （解析版）

四川省成都市第七中学2022届高三下学期三诊理科综合物理试题

第I卷（选择题）

二、选择题: （本题共8小题，每小题6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，有选错的得0分

14．中科院近代物理所将Mg原子核加速后轰击Am原子核，成功合成了超重元素Bh，并同时释放出某种粒子，该粒子为（   ）

A．中子 B．质子 C．电子 D．氨核

【答案】A

【详解】根据核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒可得

所以放出中子。

故选A。

15．空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2020.02－2020.08期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站（　　）

A．绕地球运行速度约为2.0km/s

B．绕地球运行速度约为9.0km/s

C．若要增加空间站高度，应开启发动机，朝运动方向喷气

D．3月份发动机肯定工作过一段时间

【答案】D

【详解】AB．卫星贴近地面做匀速圆周运动的线速度大小设为v1，此速度为第一宇宙速度（v1=7.9km/s）

地球半径约为6400km，设空间站离地高度为h，则

解得

空间站距离地面的高度约为

h+R=420km+6400km=6820km

则

故AB错误；

C．若要增加空间站高度，由反冲原理，应开启发动机，朝运动的反方向喷气，故C错误；

D．由图可以看出3月份有段时间空间站的离地高度增加，说明发动机工作了一段时间，故D正确。

故选D。

16．汽车刹车的运动可视为匀减速直线运动，假设从刹车到停止运动所需时间为10 s，那么运动中的第7 s内的位移大小和最后3 s内位移大小的比值为（     ）

A．5∶3

B．7∶9

C．3∶7

D．7∶8

【答案】B

【详解】采用逆向思维，知汽车做反向的初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则最后3 s内的位移大小，第7 s内的位移等于最后4s内的位移减去最后3 s内的位移，，则x1:x2＝7:9；故选B.

17．如图所示，金属圆环内外半径为r和2r，匀强磁场B垂直圆环平面向里，两环之间接有电容器，在两环间且接触良好的金属导体ab棒可绕圆心以角速度ω逆时针旋转，已知电容器的电容为C，则下列说法正确的是（　　）

A．电容器c极板带负电

B．cd间电压逐渐增大

C．金属棒ab产生的电动势为Bωr2

D．电容器所带电荷量为CBωr2

【答案】D

【详解】A．ab棒切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则可知，a端为低电势，b端为高电势，则电容器c极板带正电，d极板带负电，A错误；

BC．根据切割磁感线产生感应电动势有

E=BLv=Brω×=Bωr2

BC错误；

D．根据电容器电荷量的计算公式得

Q=CE=CBωr2

D正确。

故选D。

18．如图甲所示，三个电量相等的点电荷位于等边三角形的三个顶点上，其中处电荷带负电，其余两电荷带正电且关于x轴对称。一试探电荷沿x轴正方向运动，所受电场力随位置的变化图像如图乙所示（以x轴正向为电场力的正方向）。设无穷远处电势为零。则（　　）

A．试探电荷带负电 B．乙图中的与甲图中的相等

C．在x轴正半轴上，x2处电势最高 D．试探电荷在处电势能最大

【答案】D

【详解】A．在 时，三个点电荷对试探电荷的电场力向左，则该试探电荷带正电，故A错误；

B．在时，试探电荷所受电场力向左，在时，试探电荷所受电场力为0，则乙图中的与甲图中的不相等，故B错误；

CD．试探电荷沿x轴正方向运动，在 时，试探电荷所受电场力做负功，电势能增大，在 时，试探电荷所受电场力做正功，电势能减小，则试探电荷在处电势能最大，由电势定义可知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越大，则在处电势最大。故C错误D正确。

故选D。

19．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3连接如图。当开关 S闭合时，L2、L3均能正常发光。保持电源电压不变，断开开关 S，则 （　　）

A．三只灯泡的亮度相同

B．L2、L3仍能正常发光

C．电源的输出功率变小

D．电源的输出功率变大

【答案】AC

【详解】理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，则灯泡额定电压 ，根据变压器电流与匝数成反比可知

故流过3个灯泡电流相同，则亮度相同，原线圈两端电压减小，则副线圈电压变小，小于额定电压，则L2、L3不能正常发光，设额定电流为 ，闭合时，原线圈电流

断开后，副线圈电流减小，则原线圈电流减小，电源的输出功率 ，变小，故AC正确BD错误。

故选AC。

20．木块A、B的重力均为40N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了△x=2.0cm，弹簧的劲度系数k=400N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F=9N的水平力推木块B，如图所示，力F作用后（　　）

A．木块A所受静摩擦力大小为8 N

B．弹簧的压缩量变为2.5 cm

C．木块B所受静摩擦力为0

D．木块B所受静摩擦力大小为1.0 N

【答案】AD

【详解】CD．由胡克定律，得

木块与地面间的最大静摩擦力为

因AB均静止，则摩擦力为，当施加水平推力时，B水平方向受到向右8N的弹簧弹力，向左9N的推力，故摩擦力变为1N，B仍处于静止，故C错误，D正确；

AB．施加水平推力后，A水平方向受到弹簧长度没有变化，弹力不变，根据平衡条件得

故A正确，B错误。

故选AD。

21．如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，质量、长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力，使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变，当金属杆的速度时撤去拉力。下列说法正确的是（　　）

A．若不撤去拉力，金属杆的速度会大于5m/s

B．金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小可能为

C．从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为2.5C

D．从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为0.625J

【答案】BCD

【详解】A．若不撤去拉力F，对棒由牛顿第二定律有

当时，速度达到最大，联立各式解得最大速度为

即杆的最大速度不会超过5m/s，选项A错误；

B．若在F撤去前金属杆的切割速度时，代入各式可得加速度为

撤去F后棒减速的速度为时，加速度为

故金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小为0.9m/s2或1.6m/s2，选项B正确；

C．从撤去拉力F到金属杆停下，棒只受安培力做变减速直线运动，取向右为正，由动量定理有

而电量的表达式

可得

选项C正确；

D．从撤去拉力F到金属杆停下的过程由动能定理

而由功能关系有

另金属杆和电阻R串联，热量比等于电阻比，有

联立解得

选项D正确。

故选BCD。

第II卷（非选择题）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答。

22（6分）．某同学估测玩具枪子弹从枪口射出的速度，设计了如下实验∶取一个乒乓球。在球上挖一个小圆孔，向球内填一些橡皮泥，把乒乓球放在桌面的边缘处，再将玩具枪装弹上弦，支在桌面上水平瞄准球的圆孔。扣动扳机后子弹射入孔中，与乒乓球一同水平抛出。在地面上铺上白纸和复写纸记录乒乓球的落点，最后多次重复实验确定平抛的水平距离。

(1)本实验必须要求。操作正确的是___________。

A．桌面必须光滑

B．检查桌面末端的切线是否水平，将乒乓球放置在末端

C．实验过程中必须用到重垂线，以便确定乒乓球平抛的水平位移

D．复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸和白纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动

(2)下列提供的器材中，本实验必需的有___________；

A．刻度尺            B．温度计            C．天平                 D．秒表

(3)测得子弹的质量为m1，乒乓球（含橡皮泥）的总质量为m2，乒乓球平抛的竖直距离为h，水平距离为l，重力加速度大小为g，则玩具枪子弹从枪口射出的速度大小为___________。

【答案】     BC     AC    

【详解】(1)[1]A．因把球放在桌边，则桌面没必要必须光滑，A错误；

B．检查桌面末端的切线是否水平，以保证小球能做平抛运动，将乒乓球放置在末端，B正确；

C．实验过程中必须用到重垂线，以便确定乒乓球平抛的水平位移，C正确；

D．复写纸铺在白纸的上面，整个实验过程中复写纸和白纸不能进行移动，D错误。

故选BC。

(2)[2]本实验必需刻度尺测量长度，用天平测量子弹和球的质量，故选AC。

(3)[3]子弹打入球时

解得

23．（9分）利用如图所示的电路可以进行多个物理量的测量。

实验室提供的器材有：两个相同的待测电源内阻（r≈1Ω），电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω），电压表V（内阻约为2kΩ），流表A（内阻约为2Ω），灵敏电流计G，两个开关S1、S2。主要实验步骤如下：

①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1电阻箱R2的示数分别为I1、r1、r2；

②反复调节电阻箱R1和R2（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A电压表V的示数分别为I2、U2。

回答下列问题：

（1）若在实验前的检测过程中，发现电压表的量程过小，则需______（填“串”或“并”）联一个电阻，以增大该电压表的量程；

（2）电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势和的关系为______；

（3）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______；

（4）电源的电动势E为______，内阻r为______。

【答案】     串                        

【详解】（1）[1]改装电压表应串联电阻。

（2）[2]电流计G的示数为0时，由欧姆定律知，G的电压为零，说明A、B两点的电势相等，即

（3）[3]由于电流计G的示数为0，在步骤1中，通过电压表的电流

电压表的内阻为

[4]左、右两个电源两极间的电压相等，则有

得电流表内阻为

（4）[5][6]根据闭合电路欧姆定律得

E=U1+I1r

E=U2+I2r

解得

，

24.（12分）如图所示，质量为m＝0.5kg的小球用长为r＝0.4 m的细绳悬挂于O点，在O点的正下方有一个质量为m1＝1.0kg的小滑块，小滑块放在一块静止在光滑水平面上、质量为m2＝1.0kg的木板左端。现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向夹角θ＝60°的位置由静止释放，小球摆到最低点与小滑块发生正碰并被反弹，碰撞时间极短，碰后瞬间细绳对小球的拉力比碰前瞬间减小了ΔFT＝4.8 N，而小滑块恰好不会从木板上掉下。已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.12，不计空气阻力，小滑块与小球均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2.求：

(1)碰后瞬间小球的速度大小；

(2)木板的长度。

【答案】(1)0.4 m/s；(2)0.3 m

【详解】(1)小球下摆过程，机械能守恒，有

mg（r－rcos θ）＝mv2

解得

v＝2 m/s

小球与小滑块碰撞前、后瞬间，由向心力公式可得

FT－mg＝

FT1－mg＝

依题意，碰撞前、后瞬间拉力大小减小量为

ΔFT＝FT－FT1＝4.8 N

联立求得碰后瞬间小球的速度大小为

v′＝0.4 m/s

(2)小球与小滑块碰撞过程，动量守恒，有

mv＝－mv′＋m1v1

则

v1＝1.2 m/s

小滑块在木板上滑动过程中，小滑块与木板组成的系统动量守恒，有

m1v1＝（m1＋m2）v2

则

v2＝v1＝0.6 m/s

由能量守恒可得

解得

L＝0.3 m

25.（20分）如图所示，在y轴左侧有半径为R的圆形边界匀强磁场，其圆心为x轴上的P点，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里．y轴右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为，两磁场的边界相切于O点．在磁场中距离O点右侧R的N点处有一个厚度忽略不计，宽度很窄的挡板，粒子与该挡板碰撞后速度大小不变，反弹后的角度与碰撞前相同（类似光的反射）．现一质量为m，带电量为＋q的粒子从A点以速度v，（大小未知）沿着x轴正方向射入磁场，经过一段时间后射离圆形边界的磁场，其速度方向偏离原来方向的夹角为45°．忽略重力和空气阻力．求：

（1）粒子从A出发到第一次离开圆形边界磁场所用的时间；

（2）粒子能否再回到A点，若不能，说明理由；若能，求从A点出发到回到A点所用的时间．

【答案】（1）

（2）

【详解】（1）带电粒子在左边圆形磁场内运动如图所示，设，则粒子圆周运动的圆心角也为，则粒子从A出发到第一次离开圆形边界磁场所用的时间为：；

（2）由图可知，在左侧磁场中有：，

而且：

则：

由图可知粒子从左侧磁场飞出进入右边磁场，中间AB段没有磁场作用，为匀速运动，根据几何关系可知：

则在AB段时间为：

在右侧磁场中运动：

整理可以得到：，可知在右边的运动为两个半圆

这两个半圆的总时间为：

由图可知，粒子仍能回到A点，则从A点出发到回到A点所用的时间为：

33.【物理—选修3-3】（15分）略

34.【物理—选修3-4】（15分）

1．（5分）下列说法正确的是（　　）

A．产生多普勒效应的原因一定是波源频率发生了变化

B．在温度相同的情况下，超声波、次声波在空气中的传播速度一样大

C．从水面上方拍摄水下景物时常常使用偏振镜，目的是减弱水面反射光的影响

D．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关

E．只有频率相同的电磁波在真空中的传播速度才相同

【答案】BCD

【详解】A．产生多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动，故A错误；

B．机械波的传播速度跟介质和温度有关，故在温度相同的情况下超声波、次声波在空气中的传播速度一样大，故B正确；

C．从水面上方拍摄水下景物时，利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片，故C正确；

D．根据单摆做简谐运动的周期T＝2π可知，单摆做简谐运动的周期与重力加速度和摆长有关，与质量无关，故D正确；

E．不同频率的电磁波在真空中的传播速度都为光速c，故E错误。

故选BCD。

2．（10分）如图所示，ABCDE为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面，该种材料的折射率，AE是一半径为R的圆弧，O点为圆弧圆心，OBCD构成长方形，已知，，BF=R，光在真空中的传播速度为c。在O处有一点光源，光线从点光源经圆弧AE射入柱形光学元件。求：

①从F点射出光线的折射角正弦值；

②若不考虑发生折射时的反射光线，求光线在柱形光学元件中传播的最长时间。

【答案】①；②

【详解】①设射向F点的光线入射角为，折射角为，如图所示

则有

根据折射定律有

解得

②设光线发生全反射的临界角为C，则有

根据三角函数知识可得

分析可知，当恰好发生全反射时，路程最长，如图所示

设光线在柱形光学元件中的路程为s，速度为v，根据

根据几何关系有

故时间

联立解得