2023届甘肃省高三下学期第三次高考诊断考试理综物理试题（含解析）

2023届甘肃省高三下学期第三次高考诊断考试理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．中国高铁技术已走在世界前列。某同学在观察高铁出站时的情景，此情景可简化为物体做匀加速直线运动，高铁先后经过M、N两点时，其速度分别为v和7v，经历的时间为t，则（　　）

A．M、N连线中点位置时的速度比经过中间时刻的速度多2v

B．M、N连线中点位置时的速度比经过中间时刻的速度少2v

C．在M、N间前一半时间所通过的距离比后一半时间通过的距离少1.5vt

D．在M、N间前一半时间所通过的距离比后一半时间通过的距离多1.5vt

2．目前俄乌冲突在持续进行中，乌境内最大的扎波罗热核电站多次遭受炮火攻击，人们担忧如果战斗持续下去，可能导致核泄漏事故。扎波罗热核电站利用铀核裂变释放出能量，如图所示原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线，下列说法正确的是（　　）

A．铀核裂变的一个重要核反应方程是

B．核的平均结合能大于核的平均结合能

C．三个中子和三个质子结合成核时释放能量约为

D．核的平均核子质量小于核的平均核子质量

3．在某次运动会上篮球项目比赛中某运动员大秀三分球，使运动场上的观众激情高涨。设篮球以与水平面成夹角斜向上抛出，篮球落入篮筐时速度方向与水平方向夹角为，且与互余（已知，）。若抛出时篮球离篮筐中心的水平距离为，不计空气阻力，篮球可视为质点。则抛出时篮球与篮筐中心的高度差h为（　　）

A． B． C． D．

4．可用来测量匀强磁场的磁感应强度方法比较多，如图所示是利用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度的一种方法。它的右臂挂着等腰梯形线圈，且2ab=cd=2l，匝数为n，线圈的底边水平，一半的高度处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通入顺时针电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。在左盘中增加质量为m的砝码时，两臂再次达到新的平衡，则（　　）

A．方框内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度

B．方框内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度

C．方框内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度

D．方框内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度

5．如图所示，一对面积较大的平行板电容器AB水平放置，A板带正电荷，B板接地，P为两板中点，再使A、B分别以中心点O、Oʹ为轴在竖直平面内转过一个相同的小角度θ，下列结论正确的是（　　）

A．电容器AB的电容不变 B．两板间电场强度变大

C．两板间的P点电势增大 D．两板间的P点电势降低

二、多选题

6．如图所示，在进行火星考查时，火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。经考查已知火星表面的重力加速度为g火，火星的平均密度为ρ，火星可视为均匀球体，火星探测器离火星表面的高度为h，引力常量G。根据以上信息能求出的物理量是（　　）

A．火星的半径 B．火星探测器的质量

C．火星探测器的周期 D．火星的第一宇宙速度

7．A、B两物体在相同的水平恒力作用下，分别在粗糙的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t后，同时撤去外力，它们均做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示，重力加速度为g。在两物体整个运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A、B两物体质量之比为3:4

B．A、B两物体受到的摩擦力之比为3:2

C．A、B两物体受到的摩擦力的冲量之比为2:1

D．A、B两物体与水平面间动摩擦因数之比为1:2

8．如图所示，顶角为θ=37°足够长的光滑金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B=2T的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0=4m/s从O点开始沿导轨MON向右匀速滑动，导体棒的质量为，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r=1Ω/m，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触且没有脱离导轨。当t=0时，导体棒位于坐标原点O处，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　）

A．t=2s时刻流过导体棒的电流大小2A

B．0~2s时间内，水平外力做的功96J

C．若在t=2s时刻撤去外力，导体棒在撤去外力后继续运动的位移大小为4m

D．若在t=2s时刻撤去外力，导体棒在撤去外力后继续运动的位移大小为2m

三、实验题

9．某实验小组设计了图甲所示的实验装置来测量滑块与平板间的动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条。实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据。已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦。

（1）测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d=________mm；

（2）以F为纵坐标，为横坐标，作图如图丙所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量M=_______，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=________（用b、d、k、g、L表示）。

10．某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。他走进物理实验室，利用一个满偏电流为30mA的电流表改装成倍率可调为“×1”或“×10”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。

（1）图甲中的A端与__________（选填“红”或“黑”）表笔相连接。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图乙所示位置，此时他应该将滑动变阻器的滑片P向__________（选填“上”或“下”）移动。

（2）从图甲中可知：当开关S接2时，对应欧姆表的__________（选填“×1”或“×10”）倍率；

（3）若多用电表的电池用久了，电动势E由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量未知电阻，读数为240Ω，则其真实值为__________。

（4）该兴趣小组在实验室找来多用电表进一步探测如图所示黑箱问题时发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔接E点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是下图中的________。

A．   B．   

C．   D．

四、解答题

11．如图所示，质量为1 kg的物块A静止在半径的四分之一光滑圆轨道的最高点，A的正上方O点用长的轻绳悬挂一质量为3 kg的物块B。将物块B向左拉起使轻绳与竖直方向成60°角后由静止释放，之后B在O点正下方与A发生弹性碰撞。轻绳始终处于拉直状态，A、B均可视为质点，重力加速度g取，求：

（1）碰后瞬间物块A对圆弧轨道的压力大小；

（2）物块A离开圆弧轨道时的速率。

12．如图甲所示，在y轴左侧有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场边界与y轴相切于O点，在竖直平面内存在着方向竖直向上的周期性变化的电场，电场强度随时间变化的规律如图乙所示，电场强度的最小值为E0，最大值为3E0，在y轴右侧处放置竖直方向的挡板，在0~6t0时间内的某时刻一带电粒子由A点（-2R，0）射入磁场，经一段时间后带电粒子由B点（图中未画出）离开磁场且又刚好在B点以离开时的速率返回磁场，最终在22t0时粒子垂直击中挡板，击中点与x轴的距离。已知粒子在磁场中做圆周运动，所受重力不能忽略，求：

（1）粒子的初速度大小；

（2）带电粒子运动的总时间；

（3）圆形磁场区域中磁感应强度的大小。

五、多选题

13．一定质量的理想气体，在如图所示的p-V坐标系中，由状态A变化到状态B，已知p=1.5p，V=2V，状态A、B对应的温度分别为T、T，则下列说法正确的是（　　）

A．T<T

B．气体从状态A变化到状态B，单个气体分子撞击器壁的平均作用力增大

C．气体从状态A变化到状态B，器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数增多

D．若气体从状态A经状态B、C返回到A，气体吸热

E．若气体从状态A经状态B、C返回到A，气体放热

六、解答题

14．如图所示，一根一端封闭粗细均匀足够长的细玻璃管AB开口向上竖直放置，管内用高h=25cm的水银柱封闭了一段长L=29.4cm的空气柱。已知外界大气压强为p0=75cmHg，封闭气体的温度为T1=27℃。绝对零度取-273K，g取10m/s2。则：

（1）封闭气体温度T1不变，试管以2m/s2的加速度竖直向上加速，求水银柱稳定时试管内空气柱长度；

（2）顺时针缓慢转动玻璃管至管口水平，同时使封闭气体的温度缓慢降到T3=280K，求此时试管内空气柱的长度L3（保留一位小数）。

七、多选题

15．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-2m和x=12m处，两列波的传播周期均为1s，两波源的振幅均为A=4cm。图示为t=0时刻两列波的图像，此时刻平衡位置处于x=2m和x=8m的两质点P、Q刚开始振动，质点M的平衡位置处于x=5m处。下列说法正确的是（　　）

A．t=0.75s时刻，两列波刚好在M点相遇

B．t=0.75s时刻，质点P运动的路程12cm

C．质点P、Q的起振方向相反

D．t=1s时刻，质点Q加速度最大

E．t=1s时刻，质点M的位移为-8cm

八、解答题

16．如图所示为某透明材料的截面，其截面三角形ABC为等腰直角三角形，∠A=90°，腰长为a，EFD为半径的半圆弧，圆心O在BC边的中点，一束单色光斜射到AB面上，入射点P到A点距离为，折射光线刚好照射在圆弧的最高点F，并在F点刚好发生全反射，光在真空中传播速度为c，不考虑光在AC面的反射，求：

（1）玻璃砖对光的折射率；

（2）光在玻璃砖中传播的时间。

参考答案：

1．C

【详解】AB．中间时刻的速度为

中间位置的速度为

所以M、N连线中点位置时的速度比经过中间时刻的速度多v，故AB错误；

CD．在M、N间前一半时间所通过的距离为

在M、N间前一半时间所通过的距离比后一半时间通过的距离少1.5vt，故C正确，D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．铀核裂变的一个重要核反应方程是，故A错误；

B．由图可知核的平均结合能小于核的平均结合能，故B错误；

C．因为核子结合成原子核时，存在质量亏损，释放核能，所以三个中子和三个质子结合成 核时释放能量，由题图可知核的平均结合能5Mev,所以其释放的核能约为

E=6×5MeV=30MeV

故C错误；

D．由题图可知，核的平均结合能大于核的平均结合能，平均结合能越大，平均核子质量越小，所以 核的平均核子质量小于核的平均核子质量，故D正确；

故选D。

3．C

【详解】设初始速度为，落入篮筐时速度为，篮球做斜抛运动，水平方向速度不变，有

解得

篮球运动总时间为t，在竖直方向设竖直向上为正方向，篮球在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，有

解得

故选C。

4．B

【详解】线圈一半处于匀强磁场中，则有效长度为，安培力大小为

电流反向时，需要在左盘中增加质量为m的砝码，说明原来的安培力方向向上，根据左手定则可知，方框内磁场方向垂直纸面向外，当电流反向，安培力变为向下时，再次平衡，说明安培力等于mg的一半，即

所以

故选B。

5．D

【详解】A．根据题意，两极板在竖直平面内转过一个相同的小角度θ，两极板间的距离d减小，根据电容的决定式和定义式

由此可知，d减小，C增大，故A错误；

B．根据公式

可知，两板间电场强度不变，故B错误；

CD．由图可知，P与B板间的距离减小，由于电容器内部电场强度不变，所以P与B板间的电势差减小，B板接地，其电势为零，所以P点电势降低，故C错误，D正确。

故选D。

6．ACD

【详解】AD．在火星表面，有

解得

，，

故AD正确；

BC．对探测器，有

解得

由于火星的半径和火星的质量可以求出，所以探测器的周期也可以求出，但不可求出探测器的质量，故B错误，C正确。

故选ACD。

7．AB

【详解】D．撤去拉力，两物体均做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，得

可知，匀减速运动加速度为

由图像可知

所以A、B两物体与水平面间动摩擦因数之比为

故D错误；

A．从静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得

可知，匀加速运动的加速度为

由图像可知

所以

所以

故A正确；

B．A、B两物体受到摩擦力之比为

故B正确；

C．A、B两物体受到摩擦力的冲量之比为

故C错误。

故选AB。

8．ABD

【详解】A．t=2s时刻流过导体棒的电流大小为

故A正确；

B．水平外力与安培力等大、反向，即

由此可知，外力与水平位移成正比关系，所以

故B正确；

CD．根据动量定理可得

即

联立解得

所以导体棒在撤去外力后继续运动的位移大小为

故C错误，D正确。

故选ABD。

9．     3.10         

【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以遮光条的宽度为

（2）[2][3]对滑块，根据牛顿第二定律有

对重物，根据运动学公式有

联立可得

结合题意可得

解得

10．     黑     上     ×10     160     B

【详解】（1）[1]根据“红进黑出”可得，图甲中A端应与黑表笔相接；

[2]要使电流表满偏，滑动变阻器滑片P需要向上移动，阻值变小。

（2）[3]当开关S接2时，并联的电阻更大，改装后的电流表量程较小，对应欧姆表的×10挡位。

（3）[4]电源电动势减小，若按正确方法进行使用，欧姆调零时可求欧姆表的内阻，原欧姆表的内阻为

现欧姆表的内阻为

根据闭合电路欧姆定律可得

联立解得

（4）[5]用多用电表的直流电压挡测量，E、G和F、G间有电压，E、F间无电压，说明电源在G和结点之间，黑表笔接E，红表笔接F，电阻很小，反接时电阻很大，说明E、F间有二极管，当电流方向从E到F时，二极管导通。

故选B。

11．（1）7.5 N；（2）

【详解】（1）设A的质量为，B的质量为，物块B向下运动的过程中，重力势能转化为动能，设B与A碰撞前瞬间的速度为，则由机械能守恒定律可得

A、B发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律可得

对碰后瞬间的A进行受力分析，由牛顿第二定律有

解得

由牛顿第三定律可得A对圆弧轨道的压力大小为

（2）设A离开轨道时所在位置P与圆心的连线与竖直方向的夹角为α，此时物块A的速度为，则只有重力沿径向的分力提供向心力，有

物块A从开始运动到P的过程中机械能守恒，有

解得

12．（1）；（2）18t0；（3）

【详解】（1）由题意分析可知，粒子第一次从B点射出磁场时，速度方向沿y轴负方向，连接A、B作AB的垂直平分线，此垂直平分线过磁场圆的圆心O1和粒子轨迹圆的圆心Q1，根据几何关系可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径等于圆形磁场的半径，由分析可知，粒子必从O点第二次射出磁场，作出粒子的运动轨迹，如图所示

由题意知，粒子在6t0~14t0的时间内在B点正下方做竖直方向的匀变速直线运动，初、末速度等大反向，由运动学公式可得

设粒子在第四象限中向右下做匀速直线运动的时间为t3，速度方向与水平方向的夹角为θ，在20t0~22t0时间内，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀减速运动至速度为零，由运动学公式可得

联立解得

，，

（2）粒子在磁场中运动的第一段时间为

粒子在磁场中运动的第二段时间为

粒子在第三象限中做匀速直线运动的时间为

所以粒子运动的总时间为

（3）设带电粒子的电荷量为q，质量为m，由题意可知，粒子做匀速圆周运动时电场力等于重力，由受力分析可得

粒子在6t0~14t0的时间内做匀变速直线运动时，由牛顿第二定律可得

粒子做匀速圆周运动时，由牛顿第二定律可得

联立解得

13．ABD

【详解】A．根据题意，有

由此可知，气体从状态A变化到状态B，温度升高，即

故A正确；

B．气体从状态A变化到状态B，温度升高，则气体分子热运动的平均动能增大，单个气体分子撞击器壁的平均作用力增大，故B正确；

C．气体从状态A变化到状态B，气体体积增大，气体分子数密度减小，气体压强减小，单个气体分子撞击器壁的平均作用力增大，则器壁单位面积上在单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减小，故C错误；

DE．若气体从状态A经状态B、C返回到A，气体从状态A到状态B，气体对外做功，做功的大小等于直线AB与坐标轴所围成的区域的面积；气体从状态B到状态C，外界对气体做功，做功大小等于直线BC与坐标轴所围成的区域的面积；从C返回到A，气体体积不变，不对外做功，所以整个过程中气体对外做的总功等于三角形ABC的面积，根据热力学第一定律可知，气体吸热，故D正确，E错误。

故选ABD。

14．（1）28cm；（2）36.6cm

【详解】（1）初时刻，气体的压强为

加速时，对水银，由牛顿第二定律得

联立解得

由玻意耳定律得

解得

（2）玻璃管缓慢转动至管口水平时的压强为

由理想气体状态方程得

解得

15．ABE

【详解】A．由图可知，两列波的波长均为

所以波的传播速度大小为

t=0.75s时刻，两列波各自向传播的距离均为

即两列波在此时刻恰好都传播到点，可知两列波刚好相遇，故A正确；

B．由于0.75s等于四分之三个周期，所以质点P运动的路程为

故B正确；

C．根据同侧法可知，两波源开始时刻都向y轴负方向振动，因此在两列波传播的过程中，所有质点开始起振的方向都和波源相同，即向y轴负方向振动，因此质点P、Q的起振方向均沿y轴负方向，故C错误；

D．t=1s时刻，沿x轴正方向传播的简谐波还没有到达Q处，而沿x轴负方向传播的简谐波，此刻质点Q正位于平衡位置，且向y轴负方向振动，此时速度最大，加速度为零，故D错误；

E．由以上分析可知0.75s时，两列波刚好传播到点，且两列波起振方向均沿y轴负方向，因此再过0.25s，即1s时质点恰好到达波谷，两列波在点振动加强，因此质点M的位移为

故E正确。

故选ABE。

16．（1）；（2）

【详解】（1）根据题意，作出光路图如图所示

设AB面的折射角为θ，在F点恰好发生全反射，则入射角等于临界角，设两条法线的交点为H，由题可知，三角形ABC为等腰直角三角形，则

所以

根据几何关系

所以

在三角形APF中，根据正弦定理有

所以

联立以上两式可得

所以

（2）根据正弦定理可得

所以

所以光在玻璃中的传播时间为