2022-2023学年四川省泸县第四中学高三下学期开学考试理综物理试题（解析版）

泸县四中高2020级高三下期开学考试

理科综合试题

注意事项：

1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3、考试时间150分钟，满分300

二、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。

1. 用a、b两种可见光照射同一光电效应装置，测得的光电流和电压的关系图像如图甲所示，图乙为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量在到之间，下列说法正确的是（　　）

A. a光的波长比b光的小

B. 单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大

C. 用大量的光子去照射基态的氢原子可以得到两种可见光

D. 若a光是氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，则b光是氢原子从能级跃迁到能级时发出的光

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

可知，频率越大的截止电压越大，所以a光的频率比b光的小，根据

可知，频率越大时波长越小，所以a光的波长比b光的大，A错误；

B．根据

可知，单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小，B错误；

C．用大量的光子去照射基态的氢原子，则有

可知n=4，即可以跃迁到第四个能级，所以能得到两种可见光，即跃迁到，跃迁到，C正确；

D．根据

因为a光的频率比b光的小，则a光是从跃迁到能级时发出的光，则b光不可能是从跃迁到能级时发出的光，D错误。

故选C。

2. 如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压恒为U1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，下列表述正确的是（　　）

A. 若，则用户获得的电压

B. 若用户开启的用电器增多，则升压变压器输出的增大

C. 若用户开启的用电器增多，则输电线消耗的功率增大

D. 若用户开启的用电器增多，则发电机输出的功率减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据变压器原理可得

又

可得

由于输电线上电阻分压作用

所以

故A错误；

B．输入电压恒定，升压变压器的原副线圈匝数比恒定，则则升压变压器输出的不变，故B错误；

CD．当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小。降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的消耗功率增加，发电机的输出功率等于输电线消耗功率与用户的功率之和，因此，发电机的输出功率增加，故C正确，D错误。

故选C。

3. 勘探人员常利用重力加速度反常现象探寻金矿区域的位置和金矿储量.如图所示，点为某地区水平地面上的一点，假定在点正下方有一球形空腔或密度较大的金矿，该地区重力加速度的大小就会与正常情况有微小偏离，这种现象称为“重力加速度反常”.如果球形区域内储藏有金矿，已知金矿的平均密度为，球形区域周围 均匀分布的岩石密度为，且内.已知引力常量为，球形空腔体积为，球心深度为（远小于地球半径），则下列说法正确的是

A. 有金矿会导致点重力加速度偏小

B. 有金矿不会导致点重力加速度变化

C. 点重力加速度反常值约为

D. 图中P1点重力加速度反常值大于点重力加速度反常值

【答案】C

【解析】

【详解】如果将近地表的球形空腔填满密度为的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值.设重力加速度的反常值为，填充岩石的质量，金矿质量，假设在点有一质量为的物体，则，得，由于金矿密度大于岩石密度，金矿对处物体的引力大于岩石的引力，所以有金矿时会导致重力加速度偏大，故A、B错误，C正确；根据公式可知重力加速度的反常值与深度有关，在图中P1点到球心的距离大于点到球心的距离，所以在图中P1点重力加速度反常值小于点重力加速度反常值，故D错误．

4. 如图，A、B是竖直正对放置的一对已充电的平行金属板，两板之间为匀强电场，用绝缘细线悬挂着的带电小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ。下列判定正确的是（　　）

A. 小球带正电

B. 仅平移B板使两板间的距离适当增大，θ角将保持不变

C. 仅平移B板使两板间正对面积适当减小，θ角将保持不变

D. 仅剪断细线，在碰到极板前，小球将做曲线运动

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．由图可知，小球带负电，选项A错误；

B．两板带电量一定，则由

仅平移B板使两板间的距离适当增大，则两板间的场强不变，则小球受电场力不变，则由

可知，θ角将保持不变，选项B正确；

C．同理，根据

仅平移B板使两板间的正对面积适当减小，则E变大，则由

可知，θ角将变大，选项C错误；

D．仅剪断细线，则小球受电场力和重力的合力方向沿细线方向斜向下，则小球将沿着该方向做直线运动，则在碰到极板前，小球将做直线运动，选项D错误。

故选B。

5. 新疆是我国最大的产棉区，自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动，在使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60°的过程中，忽略"V"型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 当BP板转过30°时，棉包对AP板的作用力大小为

B. 当BP板转过30°时，棉包对AP板的作用力大小为mg

C. 当BP板转过60°时，棉包受到三个力的作用

D. 棉包对AP板的压力先增大后减小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．BP转过一个角度时的棉包受力如图所示

设BP给棉包的支持力为FB，AP给棉包的支持力为FA，合力为F，根据平衡条件知

F=mg

当BP板转过30°时，∠2=30°，∠3=120°，根据正弦定理可得

根据牛顿第三定律知，棉包对AP板的作用力为，故A正确，B错误；

C．当BP板转过60°时，AP板处于水平位置，不计摩擦，棉包只受到重力和AP板支持力，BP板虽然与之接触，但没有弹力，所以受两个力的作用，故C错误；

D．由已知条件知，所以，根据正弦定理得

又因为

所以比值是一个常数。，在这个过程中，∠2从0°增大到60°，所以FA逐渐增加，根据牛顿第三定律知棉包对AP的压力逐渐增大，故D错误。

故选A。

6. 如图所示，水平平行板电容器间距为d，电源电压恒定。闭合开关S，板间电场稳定后，一电子以初速度v从平行板左端水平射入，经过时间t离开平行板间电场时速度与水平方向夹角为θ，电场力对电子做功为W，电子在屏上所产生光点的竖直偏移量为y；若保持开关S闭合，将两板间距调整为2d，电子仍然以初速度v水平射入，不计电子重力，则（　　）

A. 电子通过平行板电容器的时间是t

B. 平行板间电场对电子做功是

C. 电子离开平行板间电场时速度与水平方向夹角是

D. 电子在屏幕所产生的光点的竖直偏移量是

【答案】AD

【解析】

【详解】A．水平方向是匀速直线运动，电子通过平行板电容器的时间是t，故A正确；

B．电子在平行板电容器间竖直偏移量

平行板间电场对电子做功是

将两板间距调整为2d，则

故B错误；

C．电子离开平行板间电场时速度与水平方向夹角是

将两板间距调整为2d，则

故C错误；

D．电子在屏幕所产生的光点的竖直偏移量是

将两板间距调整为2d，则

故D正确。

故选AD。

7. 质量均为m的两物块A、B之间连接着一个轻质弹簧，其劲度系数为k，再将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处，如图所示，弹簧处于压缩状态，且物块与斜面均能保持静止，已知斜面的倾角为θ，两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（  ）

A. 斜面和水平地面间有静摩擦力

B. 斜面对A、B组成系统的静摩擦力的合力为2mgsinθ

C. 若将弹簧拿掉，物块有可能发生滑动

D. 弹簧的最大压缩量为

【答案】BD

【解析】

【详解】A.以A、B两物块和轻质弹簧、斜面组成的整体为研究对象进行受力分析知，整体只在竖直方向上受重力及地面的支持力，没有沿水平面的相对运动趋势，故斜面与地面间没有摩擦力作用，故A错误；

B.选A、B组成的系统为研究对象，摩擦力等于重力沿斜面的分力，即f=2mgsinθ，故B正确；

C.以A为研究对象进行受力分析，在斜面内的力如图1，fA与F弹和mgsinθ的合力大小相等、方向相反，当撤去弹簧，A在斜面内的受力如图2所示，则fA′=mgsinθ，fA′fA，所以物块不可能发生滑动，故C错误；

D.由于fAm=μmgcosθ，则kxmax＝，得xmax=，故D正确

故选BD。

8. 如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻R，质量为m、阻值也为R的金属棒ab垂直于导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中。t=0时刻对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上以加速度a匀加速运动，运动中外力F随时间t变化的关系如图乙所示，下列表述正确的是（　　）

A. t=0时刻，外力F0=mgsinθ

B. 在t1时刻，外力功率

C. 在0-t1时间内，安培力的冲量大小为

D. 金属棒上升过程中，棒克服安培力做功大于棒产生的焦耳热

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据牛顿第二定律

故A错误；

B．

安培力

根据牛顿第二定律

根据功率表达式

故B错误；

C．安培力冲量大小

故C正确；

D．棒克服摩擦力做功等于棒产生的焦耳热加上电阻产生的焦耳热。故D正确。

故选CD。

三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共129分。

9. 某同学为了探究动量守恒定律，设计了如下实验：实验器材：气垫导轨、滑块m1和m2（m2的左侧固定有轻质小弹簧）、天平、两个压力传感器（侧面固定有轻质小弹簧）及其配件。实验装置示意图如图所示。

实验步骤：

①用天平测出两个滑块的质量m1、m2，且m1<m2；

②按图所示安装实验装置，调节气垫导轨水平，固定压力传感器；

③给气垫导轨充气，将滑块m1向左水平推动，使弹簧压缩一定长度。静止释放m1，m1和左侧弹簧分离后再与静止的m2碰撞，碰后m1向左弹回，m2则向右运动，分别挤压两侧弹簧。所有的碰撞均未超过弹簧的弹性限度；

④读取碰撞前左侧压力传感器示数最大值为F0；碰撞后左右两侧压力传感器示数的最大值分别为F1和F2。（已知弹簧具有的弹性势能为，其中k、x分别为弹簧的劲度系数和形变量）

(1)请写出m1刚释放瞬间弹簧的弹性势能Ep=______（用F0和弹簧劲度系数k表达）

(2)请写出碰撞前，m1和左侧轻弹簧分离时的动量p=______（用F0、k、m1表达）

(3)实验要验证动量守恒的表达式为______（用F0、F1、F2、m1、m2表达）

【答案】    ①.     ②.     ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]m1刚释放瞬间，弹簧的弹力为F0，则

F0=k•△x0

此时弹簧的弹性势能

(2)[2]根据能量守恒可知，m1和左侧轻弹簧分离时的动能

(3)[3]根据动能和动量的关系，此时m1的动量

同理可得：碰撞后，m1的动量为

m2的动量为

选水平向右为正方向，根据动量守恒定律可得

p=-p1+p2

整理可得

10. 某实验小组为测量一节内阻较大的干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的实验电路，两电压表视作理想电表，电路中的定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2有两种型号供选择∶A（最大阻值50Ω）；B（最大阻值120Ω）。

实验小组成员闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片调至最右端。闭合开关后，调节滑动变阻器，记录了多组电压表的示数U1、U2，如下表所示。

（1）根据实验中的记录数据，可知滑动变阻器R2应选___________（选填“A”或“B”）；

（2）分别用E和r表示电池的电动势和内阻，则U2与U1的关系式为U2=____________；

（3）请根据表格数据在图乙的坐标系中作出U2-U1图像；（        ）

（4）根据作出的图像可得到电池的电动势E=__________V（结果保留两位小数），电池的内阻r=_________Ω（结果保留两位有效数字）。

【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④. 1.26    ⑤. 6.0

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]据实验中记录的第一组数据，可知定值电阻与滑动变阻器最大阻值关系为

故滑动变阻器选B。

(2)[2]用E和r表示电池的电动势和内阻，根据闭合电路欧姆定律有

则U2与U1的关系式为

(3)[3]根据表格数据在图乙的坐标系中描点作出U2-U1图像如图

(4)[4][5]由图表可知

根据闭合电路欧姆定律，有

带入数据，得

11. 如图所示，位于第一象限内半径为R的圆形匀强磁场与两坐标轴分别相切于P、Q两点，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带正电粒子经P点以速率v沿x轴正方向射入磁场恰好从Q点射出磁场。不计粒子重力。

（1）求带电粒子的比荷；

（2）求粒子第二次穿出时的位置坐标和从P点射入到第二次穿出磁场所经历的时间t。

【答案】（1） ；（2） （2R，R），

【解析】

【分析】

【详解】（1）粒子经P点以速率v沿x轴正方向射入磁场恰好从Q点射出磁场，粒子轨迹圆心在y轴上，连接PQ并做其中垂线，得粒子轨迹圆心在坐标原点，粒子运动轨迹半径

r=R

由牛顿第二定律得

由以上解得带电粒子的比荷：

（2）分析得，粒子垂直x轴进入电场，做匀减速运动，减速到零返回进入磁场，进入磁场以半径R做匀速圆周运动，从N点离开磁场，其轨迹如图所示，

粒子第二次穿出时的位置坐标为（2R，R）

粒子在磁场中运动时间为

粒子在电场中运动时间为

粒子从P点射入到第二次穿出磁场所经历的时间

12. 如图，倾角为的倾斜轨道与足够长的水平轨道交于点，在倾斜轨道上高处由静止释放滑块，一段时间后与静止在水平轨道上处的滑块B发生弹性碰撞（碰撞时间忽略不计）。已知、B的质量之比为，B与轨道间的动摩擦因数为，与轨道间无摩擦，重力加速度大小为，、B均可视为质点，过点时速度大小不变。求：

（1）第一次碰撞后瞬间，与B的速度大小和；

（2）滑块B在水平轨道上通过的总路程；

（3）若滑块B最初静止的处与间的距离为，那么，在第一次碰撞后B的速度减为零之前，与B能发生第二次碰撞，试确定与之间满足的关系。

【答案】（1）， ；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）第一次碰撞前，机械能守恒，有

解得

第一次碰撞，水平向左为正，由动量守恒

由能量守恒

解得

，负号表示方向向右

（2）由（1）中结果可知，与B还会发生多次碰撞，直到速度均减为零。因在运动过程中及与B在碰撞过程中均无机械能损失，故AB组成的系统机械能的损失均由B克服水平轨道摩擦力做功造成，由能量守恒定律有

解得

（3）设第一次碰撞至B的速度减为零经历的时间为，与B在时间内发生的位移分别为、，对B，由动量定理有

解得

对B有

 解得

对，在时间内，设其在倾斜轨道、水平轨道上运动的时间分别、，在倾斜轨道上，由牛顿第二定律有

对有

解得

由题意知

即

解得

（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

13. 对于一定质量的理想气体，在下列过程中，可能发生的过程有（　　）

A. 气体对外界做功，吸收热量，内能增加

B. 气体对外界做功，放出热量，内能增加

C. 外界对气体做功，放出热量，内能增加

D. 气体对外界做功，吸收热量，内能减少

E. 外界对气体做功，吸收热量，内能减少

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A．气体对外界做功，即W＜0，吸收热量，即Q＞0，如果吸收的热量大于气体对外界做功，根据热力学第一定律△U=Q+W可知，则有△U＞0，即内能增加，故A正确；

B．气体对外界做功，即W＜0，放出热量，即Q＜0，根据热力学第一定律△U=Q+W，可知△U＜0，即内能减小，故B错误；

C．外界对气体做功，即W＞0，放出热量，即Q＜0，如果放出的热量小于外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=Q+W可知，△U＞0，即内能增加，故C正确；

D．气体对外界做功，即W＜0，吸收热量，即Q＞0，如果吸收的热量小于气体对外界做功，根据热力学第一定律△U=Q+W可知，则有△U＜0，即内能减小，故D正确；

E．外界对气体做功，即W＞0，吸收热量，即Q＞0，根据热力学第一定律△U=Q+W可知，△U>0，即内能增加，故E错误。

故选ACD。

14. 如图所示，容器A的容积V1=9 L，内部充满空气，压强p1=1.0×106 Pa，真空容器B的容积 V2=10 L，由一个带阀门K的细管与A相通。现打开阀门K一会儿，关闭后容器A中的压强降到p2=6.0×105Pa，已知两容器导热性能良好，此过程中环境温度保持不变，求容器B中空气压强P3多大？

【答案】

【解析】

【分析】

【详解】将容积A中的气体等温变到压强，体积为，由玻意耳定律有

将的气体等温装入容器B，压强为，由玻意耳定律有

解得

15. 在时刻，波源O点开始向上振动，波源起振后在到之间第一次形成一列如图所示沿x轴正向传播的简谐横波。已知波在介质中传播的速度，M质点的平衡位置距波源O点为。则以下说法正确的是（　　）

A. 图示时刻M点的振动方向沿y轴负方向

B. 该简谐横波的传播周期为

C. 图示时刻起，在内质点M通过的路程为

D. 图示是时刻的波形图，质点M的振动时间为

E. 平衡位置的质点，时的位移为

【答案】BDE

【解析】

【分析】

【详解】A．根据上下坡法则，图示时刻M点处于下坡过程，则M点的振动方向沿y轴正方向，所以A错误；

B．由图可知波长，根据周期公式

所以B正确；

C．图示时刻起，在内，质点振动了，如果质点M恰好在平衡位置，或波峰波谷，其通过的路程为

但是质点不是在这此位置，所以C错误；

D．从波源O到M点开始振动所用的时间为

所以如果图示是时刻的波形图，则质点M的振动时间为

所以D正确；

E．平衡位置的质点，开始振动的时间为

所以在时，质点振动了，恰好到达波峰，其位移为2cm，所以E正确；

故选BDE。

16. 如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形是它的一个截面，，，将单色光束a射入到P点，若入射角，a光折射后恰好射到的中点，已知，。求：

（1）透明长方体的折射率；

（2）若要使a光束在面上发生全反射，的范围。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（i）a光折射后恰好射至面上的中点，如图所示

根据几何关系可知：

由折射率公式：

解得，a光在介质中的折射率：

（ⅱ）设a光束在面上刚好发生全反射，则有：

解得：，由数学关系

由折射率，解得：

当折射光线刚好射到D点时，有

由解得：

所以，a光束在面上发生全反射，的范围为