四川省成都市树德中学（光华校区）2022-2023学年高三下学期开学考试理综物理试题（解析版）

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树德中学高2020级毕业班理科综合下期开学考试试题
第I卷（选择题共126分）
本卷共21小题，每小题6分，共126分。
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
1. 为研究某辆高铁的某段直线运动过程，王同学绘制了如图所示的图像，但是没有告知是处于加速还是减速状态，则下列说法正确的是（　　）

A. 该车处于加速状态
B. 该车的初速度为
C. 该车的加速度大小为
D. 该车在前2秒的位移为
【答案】B
【解析】
详解】B．由匀变速直线运动规律有

变形得

可知图像的斜率

可得，该车的初速度为

B正确；
AC．图像的纵截距为

可得，该车的加速度为

所以该车处于减速状态，AC错误；
D．将，，代入位移公式可得
（m）
则，该车在前2秒的位移为

D错误。
故选B。
2. 我国发射的“天问一号”火星探测器已经在火星上着陆。“天问一号” 火星探测器着陆前绕火星做匀速圆周运动，它的轨道距火星表面的高度等于火星半径的k倍，它的运动周期为T，万有引力常量为G，则火星的平均密度的表达式为（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设火星质量为M，半径为，探测器质量为m，根据万有引力提供向心力有

同时有

联立解得火星的平均密度为

故选A。
3. 如图所示，一倾角为θ斜劈A静止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放一滑块B，A、B之间的动摩擦因数为，在竖直向下的力作用下B匀速下滑。欲使B下滑过程中，地面对A有向右的摩擦力， 以下方法可行的是（　　）

A. 仅增大F1 B. 仅增大
C. 仅增大 D. 将替换为水平向右的力
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可得

所以仅增大F1，物体B仍匀速下滑，对整体受力分析得，地面对A没有摩擦力的作用，故A错误；
B．仅增大时，满足

即物体沿斜面向下匀加速，则斜劈A对滑块B的合力为左上方，则由牛顿第三定律可得，滑块B对斜劈A的合力为右下方，即斜劈相对于地面有向右的运动趋势，则此时地面对A有向左的摩擦力，故B错误；
C．仅增大时，满足

则物体沿斜面向下匀减速，则斜劈A对滑块B的合力为右上方，则由牛顿第三定律可得，滑块B对斜劈A的合力为左下方，即斜劈相对于地面有向左的运动趋势，则此时地面对A有向右的摩擦力，故C正确；
D．将替换为水平向右的力时，斜劈A对滑块B的合力仍为竖直向上，则滑块B对斜劈A的合力为竖直向下，即斜劈相对于地面没有运动趋势，则此时地面对A没有摩擦力，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，一个带正电的小球静止在光滑的水平面上，当时，在空间加上一个水平向右的大小为的匀强电场，当时，匀强电场突然反向，且大小变为，当时，小球恰好回到出发点，则下列说法中正确的是（　　）

A.
B. 当时，小球离出发点最远
C. 若仅将小球的比荷变为原来的2倍，则当时，小球将位于出发点的右侧
D. 从到的时间内，小球的电势能先减小后增大再减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意有
，
设小球位移为，位移为，以向右为正方向，可得


同时有

联立解得

即

故A错误；
B．设从时开始，经过小球速度减小到零，有

解得

故可知当

时小球离出发点最远，故B错误；
C．将小球的比荷变为原来的2倍，在两种匀强电场中的加速度大小变成原来的2倍， 时小球的速度也变成原来的2倍，可知将变成原来的2倍，也将变成原来的2倍，可得当时，有

即此时小球仍将位于出发点，故C错误；
D．根据前面分析可知，在小球向右运动，小球向左运动，因为时，匀强电场反向，故可知电场力做正功，电场力做负功，电场力做正功，即小球的电势能先减小后增大再减小，故D正确。
故选D。
5. 为等边三角形，是三角形的中心，是的中点。图（a）中，A、B、C三个顶点处各放置电荷量相等的点电荷，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；图（b）中，A、B、C三个顶点处垂直纸面各放置一根电流大小相等的长直导线，其中A、B处电流方向垂直纸面向里，C处电流方向垂直纸面向外。下列说法正确的是（　　）

A. 图（a）中，沿着直线从O到D电势逐渐升高
B. 图（a）中，沿着直线从O到D各点的电场方向相同，且由指向
C. 图（b）中，沿着直线从O到D各点的磁场方向相同，且垂直向左
D. 图（b）中，点的磁感应强度大于点的磁感应强度
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图（a）中，从O到D的方向上，离正电荷越来越近，离负电荷越来越远，所以电势逐渐升高，A正确；
B．图（a）中，由场强的矢量合成可知，OD直线上，三个电荷的合场强由D指向O，B错误；
C．图（b）中，由安培定则及矢量合成法则，可知OD直线上，A、B直导体棒的合磁场方向水平向右，C直导体棒的磁场方向水平向右，所以，三个导体棒的合磁场方向水平向右，C错误；
D．图（b）中，A、B导体棒在点的合磁感应强度为，A、B导体棒在点的合磁感应强度不为0，且水平向右；且C导体棒在O点的磁感应强度也大于其在D点的磁感应强度，且水平向右，故点的磁感应强度大于点的磁感应强度，D正确。
故选AD。
6. 如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场，一质量为且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为、电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为的恒力F，重力加速度，则（　　）

A. 前合外力对木板做的功为 B. 时木板对地面的压力大小为
C. 静摩擦力对滑块做的功为 D. 滑动摩擦力对滑块的冲量大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．静摩擦力能提供的最大加速度为

开始时木板滑块一起运动，加速度为

而滑块向左运动后，由左手定则可知，会受到一个向上的洛伦兹力，设滑块速度为v时，两者开始相对滑动，由牛顿第二定律得，对滑块有

对木板有

可得

则发生相对滑动需要时间

时木板速度

根据动能定理，前合外力对木板做功为

故A错误；
B．时速度

木板对地面的压力大小为

故B正确；
C．根据动能定理，静摩擦力对滑块做的功为

故C正确；
D．当滑块受的洛伦兹力大小等于重力时，两者分离，此时由

可得

滑动摩擦力对滑块的冲量大小为

故D错误。
故选BC。
7. 在边长为L的正方形abcd的部分区域内存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，a点处有离子源，可以向正方形abcd所在区域的任意方向发射速率均为v的相同的正离子，且所有离子均垂直bc边射出，下列说法正确的是（　　）

A. 离子在磁场中做圆周运动的半径为2L
B. 离子在磁场中运动的最长时间为
C. 磁场区域的最小面积为
D. 离子入射速度方向与ab边夹角为60°时，将从bc边中点射出
【答案】CD
【解析】
【详解】A．带电离子在圆形磁场中运动时存在着这样的规律，如果离子的轨迹半径与圆形磁场的半径相等，则离子从同一点以相同的速率、不同的方向射入圆形磁场，则离子会平行于某一方向射出磁场。根据几何关系可知，离子在磁场中做圆周运动的半径为L，故A错误；
B．离子的速率一定，轨迹最长的离子运动的时间最长，则最长时间为，则

故B错误；
C．磁场区域的最小面积为图中阴影部分的面积，则有

故C正确；
D．离子入射速度方向与ab边夹角为60°时，设出射点据b点x，则

解得

离子入射速度方向与ab边夹角为60°时，将从bc边中点射出，故D正确；
故选CD。

8. 如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大)，现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，下列有关判断正确的是 (　　)

A. 如果粒子回到MN上时速度增大，则空间存在一定是电场
B. 如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场
C. 若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场
D. 若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN所用的时间不变，则该空间存在的一定是磁场
【答案】AD
【解析】
【详解】A.洛伦兹力对带电粒子不做功，不能使粒子速度增大，电场力可使带电粒子做功，动能增大，故A正确；
B.若带电粒子以与电场线平行的速度射入，粒子返回速率不变，故B错误；
C.如果是电场，只要MN是等势面即可，故C错误；
D.由知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷
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。
9. 某同学想测量未知滑块的质量m和圆弧轨道的半径R。所用装置如图1所示，一个倾角为37°的固定斜面与竖直放置的光滑圆弧轨道相切，一个可以看做质点的滑块从斜面上某处由静止滑下，滑块上有一个宽度为d的遮光条，在圆弧轨道的最低点有一光电门和一压力传感器（没有画出），可以记录挡光时间t和传感器受到的压力F，已知重力加速度为g。

(1)先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图2所示，则遮光条宽度d=__________；
(2)实验过程中从斜面的不同位置释放滑块，然后记录对应的遮光时间t和压力传感器的示数F，得到多组数据，该同学通过图象法来处理数据，得到如图3所示的图象，但忘记标横轴表示的物理量，请通过推理补充，横轴表示的物理量为__________（用已知物理量符号表示）；
(3)已知图3中图线的斜率为k，纵截距为b，则可知滑块的质量m=__________；圆弧轨道的半径R=__________。（用已知物理量符号表示）

【答案】 ①. 5. 50mm ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知读数为

(2)[2]由题意可知

由牛顿第二定律有

由牛顿第三定律有

解得

所以横轴表示。
(3)[3][4]由表达式可知


解得


10. 一般的话筒用的是一块方形的电池(层叠电池)，如图甲所示，标称电动势为9V。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A.待测方形电池
B.电压表(量程0~3V，内阻约为4kΩ)
C.电流表(量程0~0.6A，内阻为1.0Ω)
D.电流表(量程0~3A，内阻为1.0Ω)
E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)
F.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)
G.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω)
H.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)
I.开关、导线若干

(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路图。根据如图乙所示电路图和如图丙所示图像，为完成该实验，电流表应选_____，电阻箱应选______，滑动变阻器应选_______(均填写器材前字母标号)
(2)实验需要把电压表量程扩大为0~9V。该同学按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将R1的滑片移到最左端，将电阻箱R2调为零，断开S3，闭合S1，将S2接a，适当移动R1的滑片，电压表示数为2.40V；保持R1接入电路中的阻值不变，改变电阻箱R2的阻值，当电压表示数为________V时，完成扩大量程，断开S1。
(3)保持电阻箱R2阻值不变，开关S2接b，闭合S3、S1，从右到左移动R1的滑片，测出多组U、I，并作出U－I图线如图丙所示，可得该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。
【答案】 ①. D ②. F ③. G ④. 0.80 ⑤. 8.94 ⑥. 2.0
【解析】
【详解】(1)[1]由图示图象可知，所测最大电流约为2A，则电流表应选择D；
[2]电源电动势约为9V，需要把电压表改装成9V的电压表，串联电阻分压为6V，是电压表量程的2倍，由串联电路特点可知，分压电阻阻值为电压表内阻的2倍，约为8KΩ，电阻箱应选择F；
[3] 由于要测量该电池实际的电动势和内阻，为方便实验操作，滑动变阻器应选择G；
(2)[4] 把量程为3V的电压表量程扩大为9V，分压电阻分压为6V，分压电阻分压是电压表两端电压的2倍，由题意可知，电压表所在支路电压为2.40V，分压电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，实验时应保持位置不变，改变阻值，当电压表示数为0.80V，此时电阻箱分压1.60V，完成电压表扩大量程；
(3)[5] 分压电阻箱两端电压是电压表两端电压的2倍，电压表示数为，则路端电压为，在闭合电路中，电源电动势

整理可得

由图示图象可知，图象纵轴截距

电源电动势

[6]图象斜率的绝对值

电源内阻

11. 我国选手在北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛中夺得金牌。如图所示，某比赛用U型池场地长度、宽度、深度，两边竖直雪道与池底平面雪道通过圆弧雪道连接组成，横截面像“U”字形状，池底雪道平面与水平面夹角为。为测试赛道，将一质量的小滑块从U型池的顶端A点以初速度滑入；滑块从B点第一次冲去U型池，冲出B点的速度，与竖直方向夹角为α（α未知），再从C点重新落回U型池（C点图中未画出）。已知A、B两点间直线距离为25m，不计滑块所受的空气阻力，，， g=10m/s2。
（1）A点至B点过程中，求小滑块克服雪道阻力所做的功；
（2）忽略雪道对滑块的阻力，若滑块从池底平面雪道离开，求滑块离开时速度v的大小；
（3）若保持大小不变，调整速度与竖直方向的夹角为时，滑块从冲出B点至重新落回U型池的时间最长，求。

【答案】（1）1.35J；（2）35m/s；（3）
【解析】
【详解】（1）小滑块从A点至B点过程中，由动能定理得

由几何关系得

解得

（2）忽略雪道对滑块的阻力，滑块从A点运动到池底平面雪道离开的过程中，由动能定理得

代入数据解得

（3）当滑块离开B点后设速度方向与U型池斜面的夹角为时，沿U型池斜面方向分解速度及加速度分别为






由此可知，当vy最大时，滑块从冲出B点至重新落回U型池的时间最长，此时vB垂直于U型池斜面，即

12. 如图，一绷直传送带与水平面夹角θ=30°，传送带AB长l=8.175m，已知传送带以v1=2m/s的速度逆时针匀速运动，木块与传送带间的动摩擦因数μ=，质量为M=1kg的木块运动到传送带底端A点时，恰好与传送带速度相同；此时，一颗质量为m=0.02kg的子弹以v0=300m/s平行于传送带向上的速度正对木块射入并穿出，穿出速度v=50m/s，子弹穿出瞬间立即对木块施加平行于传送带向上的恒力F=5N的作用，以后每隔 就有一颗相同的子弹以相同的速度平行于传送带击中木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，忽略木块质量变化，g取 。求：
（1）在被第二颗子弹击中前，木块沿传送带向上运动离A点的最大高度；
（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中；
（3）从第一颗子弹射中木块到木块离开传送带的过程中，木块和传送带之间产生的热量。

【答案】（1）0.45m；（2）16颗；（3）
【解析】
【详解】（1）设子弹穿出木块瞬间，木块的速度为，规定平行于斜面向上为正方向，第一颗子弹射入木块过程中动量守恒

木块向上作减速运动过程，由牛顿第二定律

木块速度减小为零所用时间

联立得

所以木块在被第二颗子弹击中前向上运动离A点最远时，速度为零，移动距离为

最大高度为

联立得

（2）在第二颗子弹射中木块前，木块反向加速至传送带共速过程：由牛顿第二定律
对木块

木块反向加速至与传送带共速的时间：

木块反向加速至与传送带共速的位移

木块从被第一颗子弹击穿后到第二颗子弹击中前的时间

所以两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移大小

第16颗子弹击中前,木块向上移动的位移为

联立以上式子得

第16颗子弹击中后,木块将会再向上先移动，总位移为

木块将从B端落下， 所以木块传送带上最多能被16颗子弹击中
（3）第一颗子弹击穿木块后至第二颗子弹击穿之前,木块向上减速运动过程中木块相对传送带的位移大小为

产生的热量为

木块向下加速运动过程中相对传送带的位移大小为

产生的热量为

第16颗子弹射入后木块滑行时间为t3有

木块与传送带的相对位移为

产生的热量为
.
全过程中产生的总热量为

联立以上式子得

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑，注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题，如果多做，则每科按所做的第一题计分。
13. 一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有一个质点P，已知波源O与质点P的平衡位置相距1.2m，以波源由平衡位置开始振动为计时零点，质点P的振动图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A. 该列波的波长为4m
B. 该列波的波速大小为0.6m/s
C. 波源O的起振方向为沿y轴负方向
D. 波源O的动能在t=10s时最大
E. t=5s时，质点P通过的路程是0.15m
【答案】BDE
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据题意可知，2s传到P，波速

周期T=4s，故波长

故A错误B正确；
C．波源O的起振方向与P起振方向一致，为沿y轴正方向，故C错误；
D．波源O的动能在t=10s时最大，因为10s时经过了2.5个周期，在平衡位置，故D正确；
E．t=5s时，P振动了 ，质点P通过的路程是
0.15m
故E正确；
故选BDE。
14. 如图，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，B=90°，一束频率为f=51014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度l=0.15m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝L=1.0m，光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率的最小值n；
（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；
（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设玻璃砖的折射率的最小值n

解得

（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t为

光在玻璃中传播的速度为

解得

（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx


解得