2023届重庆市主城区高三上学期一诊物理试题（解析版）

高2023届学业质量调研抽测（第一次）

高三物理试卷

（物理试题卷共8页，考试时间75分钟，满分100分）

第Ⅰ卷   选择题

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．如题图为太极练功场示意图，半径为R的圆形场地由“阳鱼（白色）”和“阴鱼（深色）”构成，O点为场地圆心。其内部由两个圆心分别为和的半圆弧分隔。某晨练老人从A点出发沿“阳鱼”和“阴鱼”分界线走到B点，用时为t，下列说法正确的是（　　）

A．t指的是走到B点的时刻 B．老人的位移为

C．老人的平均速度为 D．老人的平均速率为

2．远洋捕捞常常利用声呐探测鱼群的方位。渔船上声呐发出一列超声波在t=0时刻的波动图像如图甲，质点P的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　）

A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度为340m/s

C．该超声波的频率为5HZ D．增大该超声波频率振幅会明显增大

3．如题图，两个完全相同的小球1和2，2球静止在光滑水平面BC上，1球从光滑斜面某处静止释放。已知AB面与BC面平滑连接，两小球发生弹性碰撞，小球在C处与墙面碰撞时有机械能损失。下列图像能粗略反应1球来回运动一次运动过程的是（　　）

A． B．

C． D．

4．如题图，起重机将一半径为R的圆柱体缓慢吊起，有四根长度均为2R的钢绳，一端分别固定在圆柱上端圆面边缘的四个等分点处，另一端汇聚在挂钩上，四根钢绳的质量忽略不计，圆柱体的质量为m，当地的重力加速度为g，则每根钢绳的受力大小为（　　）

A． B． C． D．

5．2022年12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，三名航天员安全返回。如题图为质量为m的神舟十四号飞船成功对接于空间站画面，此时飞船与空间站相对静止，共同在距地面高为h处做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转，则下列关于神舟十四号飞船说法正确的是（　　）

A．周期为 B．动能为

C．角速度为 D．向心加速度为

6．一根质量为m粗细可忽略长度为l的导体棒静止在一个足够长的光滑绝缘半圆柱体顶端，导体棒中通有垂直纸面向外大小为I的电流，其截面如题图，现让导体棒由静止滑下，一段时间后从某一位置P离开半圆柱体。若给空间加入方向沿半圆柱截面半径指向圆心的磁场（图中未画出），其它条件不变，则导体棒离开半圆柱体的位置在P点的（　　）

A．同一位置 B．右下方 C．左上方 D．无法确定

7．如题图，在真空中存在一个电荷量为电性未知的场源点电荷，在坐标系中有a、b、c、d四点，其坐标分别为（0，1）、（1，0）、（，1）、（1，），其电势关系为，，电子在a点的电势能比在c点电势能低，静电力常量为，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　）

A．场源点电荷可能带正电，也可能带负电

B．b点的电场强度大小满足

C．场源电荷的位置坐标为（，）

D．使电子由a移动到d电场力做正功

二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．如图甲所示是生活中某品牌电子秤，其内部核心原件是两极板间可视为真空的电容器，电路结构如图乙。称重结束后断开开关，两极板间电场强度只与以下哪些因素有关（　　）

A．极板间距 B．极板所带电荷量 C．极板面积 D．电容大小

9．如题图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。如题图乙为提水设施工作原理简化图，某次需从井中汲取m=2kg的水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.1m，水斗的质量为0.5kg，井足够深且井绳的质量忽略不计。t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动，其角速度随时间变化规律如题图丙所示，g取，则（　　）

A．水斗速度随时间变化规律为v=0.4t

B．井绳拉力瞬时功率随时间变化规律为P=10t

C．0~10s内水斗上升的高度为4m

D．0~10s内井绳拉力所做的功为520J

10．如题图，直角三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），AC边长为l，为，一群比荷为的带负电粒子以相同速度从C点开始一定范围垂直AC边射入，射入的粒子恰好不从AB边射出，已知从BC边垂直射出的粒子在磁场中运动的时间为，在磁场中运动时间最长的粒子所用时间为，则（　　）

A．磁感应强度大小为

B．粒子运动的轨道半径为

C．粒子射入磁场的速度大小为

D．粒子在磁场中扫过的面积为

第Ⅱ卷   非选择题

三、实验题：本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分。

11．某同学设计了如题图甲所示的实验装置，测量滑块与木板间的动摩擦因数。所选用的实验器材有倾角可调的斜面、长木板、滑块、电磁打点计时器、频率为50Hz的交流学生电源。

（1）下列选项中是实验中不必要操作的是________。

A．需要测量出滑块的质量

B．需要测量出斜面的倾角

C．纸带必须与长木板平行

D．先接通电源再释放滑块

E．垫高长木板一端补偿滑块与长木板间的摩擦力

（2）某次实验时，调节斜面倾角。接通电源，开启打点计时器，释放滑块由静止沿斜面下滑，多次重复实验选择一条点迹清晰的纸带，如题11图乙所示A、B、C、D、E、F、G为相邻计数点（相邻两计数点之间还有4个点未画出）。则滑块下滑的加速度为________，滑块与木板间的摩擦因数为________。（，g取；结果均保留两位有效数字）

12．手持式红外测温仪的核心原件是光电探测器。利用光电探测器将聚焦的红外辐射能量转变为相应的电信号，便能准确地测定物体的表面温度。

（1）研究小组了解了手持式红外测温仪的工作原理后，尝试探究光电探测器电学性能。为了准确测量电阻，除光电探测器外，老师为该小组准备了以下实验器材：

A．电动势为3V的电源，内阻为；

B．量程为3V的电压表，内阻约为；

C．量程为15V的电压表，内阻约为；

D．量程为30mA的电流表，内阻约为；

E．量程为0.6A的电流表，内阻约为；

F．烧杯、温度计、铁架台、简易加热器；

G．开关、导线若干。

该研究小组设计了如题图甲所示的实验电路，请用笔画线代替导线，完成题乙图实物电路连接________。电流表应选用________（填器材前的选项字母）。

（2）组装完实验仪器后，改变温度并测量出不同温度下光电探测器两端的电压、电流数据，并计算出电阻，得出的5组数据如题表所示，请在题图丙中作出图线________。

（3）做完实验同学们发现实验室有一台精度更高的数字型电压表，随即又改进了实验，设计了如题图丁所示电路，将滑动变阻器换成了阻值为的定值电阻，仍采用（1）中电源。按照此设计可知温度越高电压表示数________（填“越大”或“越小”），闭合开关，发现电压表的示数为0.27V，则光电探测器的所测的温度为________℃。

四、计算题：本题共3小题，13题12分，14题12分，15题18分，共42分。

13．如题图，“云霄弹射”是游乐场新型体验设施，可以让游客感受“高空弹射”的快感以及“瞬间失重”的刺激。某次运行时承载机和游客的总质量M=1000kg，4s内由静止状态被竖直弹射到h=60m高处，然后立刻自由下落2s，再以恒力制动回到出发点。不计一切阻力，当地的重力加速度。求：

（1）上升过程中弹射系统的平均功率；

（2）下落过程中制动恒力的大小及其冲量。

14．如题图甲为密立根油滴实验的原理图，用喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场。某次实验过程可以简化为题图乙，其中A、B为水平正对放置的平行金属板，两金属板间加电压，板间距d，经观察发现一带电油滴P在两金属板之间保持静止。若突然撤去两金属板间的电压，且两极板所带电量立即消失，经过一小段时间油滴达到最大速率后再匀速下降时间t到达B板，油滴P从静止出发点到B板的位移为L。设油滴在运动过程中质量和电荷量均保持不变，若油滴质量按正比于最大速率的二次方近似处理，比例系数为；空气阻力与速度大小成正比，比例系数为。重力加速度为g，不计油滴间的作用力。求：

（1）油滴P运动过程中的最大速率；

（2）油滴P所带电荷量；

（3）油滴P从静止到刚到达最大速率过程中重力势能的变化量。

15．如题图，在区域Ⅰ内有方向未知电场强度为E的匀强电场，在区域Ⅱ内有右边无边界竖直向下的匀强电场，电场强度同为E。在区域Ⅰ、Ⅱ边界AB与CD之间有一圆心为半径R=40cm的圆形区域，该区域内有垂直纸面向里磁感应强度B=2T的匀强磁场，且该圆形区域无重力。两个体积相同可视为质点的金属小球a、b分别位于ON和CD上，a、b与圆心等高，且b球所在位置是CD与圆形磁场的切点。现将a球以一定速度释放，能平行于OM匀速运动，一段时间后a球与b球发生弹性碰撞，碰撞后两小球均分电荷，忽略两小球间的库仑力。已知a小球质量，电荷量；b小球质量，不带电；OB长S=24cm；除圆形区域外的其他区域重力加速度均为，取3.14。求：

（1）区域Ⅰ内电场强度大小和方向以及释放速度；

（2）小球a从出发到与小球b发生碰撞所经历的时间（保留两位小数）；

（3）小球a、b碰撞后在CD与CM围城的区域Ⅱ内相距的最大距离。

1．C

【详解】

A．用时为t，可知t指的是人从A走到B点的时间间隔，A错误；

B．位移大小指始位置指向末位置的有向线段的长度，则老人的位移为2R，B错误；

CD．老人的平均速度为

C正确，D错误。

故选C。

2．B

【详解】

A．根据图乙可知，质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，由图甲，根据“同侧法”，可该波沿x轴负方向传播知，A错误；

B．根据图像可知

B正确；

C．该超声波的频率

C错误；

D．增大该超声波的频率，仅仅减小超声波传播的周期，对振超声波的振幅并不会发生明显影响，D错误。

故选B。

3．A

【详解】

在斜面上对球1分析有

即球1在斜面上做匀加速直线运动，令其在水平面上的速度为v0，则碰撞过程有

，

解得

，

可知速度发生交换，之后球2与墙碰撞反弹，有机械能损失，即速度小于，之后球2与球1碰撞速度继续交换，球1向左运动的速度比先前小一些。可知，小球1先向右做匀加速直线运动，后向右做匀速直线运动，碰撞后静止，之后反弹，在水平面上做匀速直线运动，冲上斜面后做匀减速直线运动。

故选A。

4．A

【详解】

每根钢绳的受力大小为F，一端分别固定在圆柱上端圆面边缘的四个等分点处，故根据几何关系可知

解得

故选A。

5．D

【详解】

A．根据

解得

故A错误；

B．空间站的线速度

又

解得

故B错误；

C．角速度为

故C错误；

D．向心加速度为

故D正确。

故选D。

6．C

【详解】

导体棒从某一位置P离开半圆柱体，如图所示

这个位置导体棒由重力沿半径方向的重力分力提供向心力，即

若给空间加入方向沿半圆柱截面半径指向圆心的磁场，导体棒受到一个垂直于半径方向的安培力，在导体棒运动的过程中，重力和安培力做正功，由动能定理可知，若导体棒能到达位置，导体棒的速度大于原来没有磁场时的速度，故导体棒提前离开半圆柱体。

故选C。

7．B

【详解】

A．由于，且无穷远处为零势能面，可知场源点电荷一定为正点电荷，故A错误；

BC．由于，，根据点电荷电势分布特点可知，a、b与点电荷距离相等，c、d与点电荷距离相等，故点电荷一定位于第一象限或第三象限的角平分线上；电子在a点的电势能比在c点电势能低，可知a点电势高于c点电势，故点电荷与a点距离小于点电荷与c点距离；可知场源电荷的位置坐标不可能为（，），场源电荷的位置坐标没有唯一性，当场源电荷位于a、b连线中点时，b点的电场强度最大，则b点的电场强度大小满足

故B正确，C错误；

D．由于电子在a点的电势能比在c点电势能低，可知a点电势高于c点电势，即a点电势高于d点电势, 使电子由a移动到d电场力为

故D错误。

故选B。

8．BC

【详解】

由

可得

称重结束后断开开关，两极板间电场强度只与极板所带电荷量、极板面积有关。

故选BC。

9．AD

【详解】

A．根据图像可知，水斗速度

A正确；

B．井绳拉力瞬时功率为

又由于

根据上述有

则有

P=10.4t

B错误；

C．根据图像可知，0~10s内水斗上升的高度为

C错误；

D．根据上述

P=10.4t

0~10s内井绳拉力所做的功为

D正确。

故选AD。

10．ACD

【详解】

A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间是T，由

得

解得

故A正确；

B．设运动时间最长的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角为θ，则有

得

画出该粒子的运动轨迹如图

设轨道半径为R，由几何知识得

可得

故B错误；

C．粒子射入磁场的速度大小为

故C正确；

D．射入的粒子恰好不从AB边射出，粒子在磁场中扫过的面积为

故D正确。

故选ACD。

11．     AE##EA     0.99     0.63

【详解】

（1）[1]

设滑块的质量为，斜面倾角为，根据牛顿第二定律可得

解得

为了测量滑块与木板间的动摩擦因数，需要测量斜面的倾角，以及滑块的加速度；为了减小误差，纸带必须与长木板平行，应先接通电源再释放滑块，不需要平衡摩擦力。故不必要的操作是AE。

故选AE。

（2）[2]相邻两计数点之间还有4个点未画出，可知相邻计数点的时间间隔为

根据逐差法，可得滑块下滑的加速度为

[3]滑块与木板间的摩擦因数为

12．          D          越大     20

【详解】

（1）[1]根据实验电路图，用笔画线代替导线，完成题乙图实物电路连接如图所示

[2]由实物图可知，电压表选择的量程为0~3V，且结合后面表格中数据可知流经电流表的最大电流值不超过30mA，所以电流表应选择量程为30mA的电流表D；

（2）[3]根据表格中提供的数据，描点连线，在题图丙中作出图线如图所示

（3）[4]按照图丁所示电路，将滑动变阻器换成了阻值为的定值电阻，仍采用（1）中电源。由（2）问图线可知，温度越高，光电探测器的阻值越小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流越大，定值电阻两端的电压越大，电压表的示数就越大；

[5]闭合开关，发现电压表的示数为0.27V，则电路中的电流大小为

根据闭合电路欧姆定律，有

即

可得光电探测器的阻值为

结合图线可得所测的温度为20℃。

13．（1）；（2），，方向竖直向上

【详解】

（1）根据动能定理有

解得

根据

解得

（2）自由落体阶段有

解得刚要减速时速度

自由下落高度

则减速阶段的位移为

减速阶段根据牛顿第二定律有

根据位移关于速度的关系式

解得

根据

解得

根据

解得

方向竖直向上。

14．（1）；（2）；（3）

【详解】

（1）设油滴的质量为m，撤去电压后达到的最大速率为由题意有

①

由平衡条件得

②

联立①②解得

③

（2）未撤电压时油滴保持静止状态,有

④

联立②③④解得

（3）设匀速过程中的位移为h，有

⑤

则重力势能的变化量

⑥

15．（1），方向竖直向上，4m/s；（2）；（3）

【详解】

（1）小球a以一定的初速度释放后，沿直线匀速运动，可知电场的方向竖直向上，根据二力平衡

解得

由题意可知，a恰能与b发生弹性碰撞，可知其轨迹一定在磁场中偏转了90°，在正上方做竖直上抛，最终根据对称性与b发生碰撞，作出轨迹如图所示

根据

解得

v=4m/s

（2）根据题意可知，a小球撞上b小球经历三段时间，设在最初电场和重力场叠加场中匀速运动的时间为，在磁场中运动的时间为，在纯重力场运动的时间为，则有

，，

则有

（3）a恰能与b发生弹性碰撞，碰撞前

根据动量守恒得

根据机械能守恒得

解得

碰撞后两球做类平抛运动，由于两球质量不一样，所以竖直方向的加速度不一样。设a小球竖直方向的加速度为，b小球竖直方向的加速度为，根据

解得

，

由此可知b小球先到达CM边缘，所用的时间为。作出轨迹如图所示

根据

解得

设a、b小球平抛运动时间为t时，在空间相距d。则建立函数关系有

上式表明a、b小球在空间距离d是它们同时在空中运动时间t的增函数，即当

时，两球距离最远，即

两球竖直方向高度差

水平方向的位移差

根据几何关系可知最大距离