四川省成都市第七中学2023届高三物理下学期4月第二次阶段性测试试题（Word版附解析）

四川省成都市第七中学2023届高三下学期4月第二次阶段性测试物理

一、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 1~5 题只有一项符合题目要求，第 6~8 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．我国新一代“人造太阳”（HL-2M）等离子体先后成功突破多项国内、国际纪录，专家预测，到2050年左右，人类将能利用核聚变能源。下列关于核能与核反应的说法正确的是（　　）

A．铀239（）发生一次β衰变可生成钚239（）

B．是核聚变反应

C．是发现中子的核反应

D．已知质子、中子、α粒子的质量分别为、、，光在真空中传播的速度为c，则质子和中子结合成一个α粒子的过程中，释放的核能为

【答案】D

【详解】A．经过一次衰变后原子的质量数不变，质子数增加1，则发生2次衰变生成。故A错误；

B．该反应为重核分裂成为两个中等质量的原子核的核反应，是核裂变反应，不是核聚变反应。故B错误；

C．发现中子的核反应是应用粒子轰击铍核。故C错误；

D．由质量数守恒和核电荷数守恒可知，该核反应为

可见质量亏损

释放的核能为

故D正确。

故选D。

2．蹦床运动深受人们喜爱，如图为小明同学在杭州某蹦床馆，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设小明仅在竖直方向运动，忽略空气阻力，依据图像给出的物理信息，可得（　　）

A．7.5s至8.3s内，运动员先处于失重状态再处于超重状态

B．小明的最大加速度为50

C．小明上升的最大高度为20m

D．小明在整个蹦床过程中机械能守恒

【答案】B

【详解】A．由图可知运动员重力大小为400N，在7.5s至8.3s内，蹦床弹力由0增加到2400N再减小到0，运动员先处于失重状态后处于超重状态再处于失重状态，故A错误；

B．由图可知，小明的重力为400N，质量为

小明加速度最大为

故B正确；

C．由图可知，小明在空中时间为

由运动的对称性可知，下落时间为

小明上升的最大高度为

故C错误；

D．小明在蹦床过程的开始阶段上升高度会越来越高，人本身要对自己做功，机械能增加，故D错误。

故选B。

3．某同学根据电磁学的相关知识，设计了这样的太空单车原理图：在铜质轮子的外侧有一些磁铁（与轮子不接触），人在健身时带动轮子转动，磁铁会对轮子产生阻碍，磁铁与轮子间的距离可以改变，则下列说法正确的是（　　）

A．轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关

B．若轮子用绝缘材料替换，也能保证相同的效果

C．轮子受到的阻力主要来源于铜制轮内产生的感应电流受到的安培力

D．磁铁与轮子间距离不变时，轮子转速越大，受到的阻力越小

【答案】C

【详解】B．轮子在磁场中做切割磁感线的运动，会产生感应电动势和感应电流，因此不能用绝缘材料替换，B错误；

AC．轮子在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的轮子产生阻力，以阻碍轮子与磁场之间的相对运动，所以轮子受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，安培力大小与电阻率有关，故A错误，C正确；

D．磁铁与轮子间的距离不变时，轮子转速越大，产生的感应电流越大，轮子受到的阻力越大，D错误。

故选C。

4．2021年5月，基于俗称“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）的观测，国家天文台李菂、朱炜玮研究团组的姚菊枚博士等首次研究发现脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。之前的2020年3月，我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运行周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，运行周期为，忽略A与C之间的引力，引力常量为G，则以下说法正确的是（　　）

A．若知道C的轨道半径，则可求出C的质量

B．若A也有一颗轨道半径与C相同的卫星，则其运动周期也一定为

C．恒星B的质量为

D．设三星由图示位置到再次共线的时间为t，则

【答案】D

【详解】A．C为B的卫星，绕B做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有

可得

若知道C的轨道半径，可求出B的质量，不能求出C的质量，A错误；

BC．恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，角速度和周期相同，由相互间的万有引力提供向心力，对A有

对B

联立可得

，

若A也有一颗轨道半径与C相同的卫星根据上式可知，由于A与B的质量一定不相等，则其运动周期一定不是，BC错误；

D．三星由图示位置到再次共线时，有

解得

D正确。

故选D。

5．“V”形吊车在港口等地有重要的作用.如图所示，底座支点记为O点，OA为“V”形吊车的左臂，OA上端A处固定有定滑轮，OB为活杆且为“V”形吊车的右臂，一根钢索连接底座与B点，另一根钢索连接B点后跨过定滑轮吊着一质量为M的重物，重物静止.已知左臂OA与水平面的夹角为，左臂OA与钢索AB段的夹角为θ，且左臂OA与右臂OB相互垂直，左臂OA、右臂OB总质量为m，钢索质量忽略不计，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A．定滑轮对钢索的支持力为

B．AB段钢索所受到的拉力为2Mg

C．右臂OB对钢索的支持力为

D．底座对左臂OA、右臂OB、重物整体的支持力为

【答案】A

【详解】A．作示意图如图1所示，设重物所在位置为C点，则钢索在A点夹角为

定滑轮只改变钢索拉力的方向，不改变力的大小，则钢索对滑轮的作用力方向沿着的角平分线，即

由牛顿第三定律可知，滑轮对钢索的作用力

故A正确；

B．由题意可知，物体缓慢向上运动，钢索拉力

故B错误；

C．以B点为研究对象，受力分析如图2所示，可知

解得

故C错误；

D．以整体为研究对象，钢索也与底座接触，底座对整体的支持力大于，故D选项错误。

故选A。

6．如图所示，两面与水平面平滑连接，物体与两面和水平面间动摩擦因数相同，物体从斜面上A点静止沿AB下滑，最终停在水平面上的P点，则从同一点A静止沿曲面AC下滑，曲面弧AC的长度等于斜面AB的长度，下列说法正确的是（    ）

A．沿AC下滑，物体仍将停在P点

B．沿AC下滑，物体停在P点左侧

C．两次下滑直到停止，所消耗的机械能是不相等的

D．从斜面下滑到 B点时的动能，大于从斜面滑到C点时的动能

【答案】BD

【详解】ABD．由于沿AC下滑过程中

即物体与斜面间的正压力大于沿AB下滑过程中物体与斜面间的正压力，而

故沿AC下滑过程中摩擦力做功多，根据动能定理可得到达B点时的动能大于到达C点时的动能，在水平方向上，根据

可知从C点滑出后在水平方向上的位移小于从B点滑出后在水平方向上的位移，所以沿AC下滑，物体停在P点左侧，A错误，BD正确；

C．两次下滑过程中，消耗的机械能都为，所消耗的机械能是相等的，C错误。

故选BD。

7．地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面。则下列相关说法中正确的是（　　）

A．沿a轨迹运动的粒子带负电

B．若沿a、c两轨迹运动的是比荷相同的粒子，则c粒子的速率更大

C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变射入地磁场的速度方向，则只要其速度在图示平面内，粒子可能到达地面

D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面

【答案】ABD

【详解】A．由左手定则可知，沿a轨迹运动的粒子带负电，故A正确；

B．由

可得

可知比荷相同时，速率越大，轨迹运动的半径越大，则c粒子的速率更大，故B正确；

C．沿轨迹a运动的粒子平行于地面射入且恰好不能到达地面，轨迹a与地面相切，所以沿轨迹a运动的粒子恰好不能到达地面时在地磁场中的位移为，已达到最大值，故只要该粒子速率不变，不论沿着什么方向入射都不会到达地面，故C错误；

D．结合图像可知，沿轨迹b运动的粒子在磁场中的位移还未达到2时，就已经与地面相切，因此改变入射方向，该粒子有可能到达地面，故D正确。

故选ABD。

8．如图所示，不带电物体A质量为m，带电量为的物体B质量为，A、B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，物体B静止在倾角为且足够长的斜面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端与物体A相连，整个系统不计一切摩擦。某时刻，施加一场强大小为，方向沿斜面向下的匀强电场，在物体B获得最大速度的过程中弹簧未超过弹性限度（已知弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量；轻绳与A、B的接触面均平行，且不会断裂），下列说法正确的是（　　）

A．施加电场的初始时刻，轻绳的拉力为2mg

B．物体B的速度最大时，弹簧的形变量为

C．物体B从开始运动到最大速度的过程中，系统电势能的减少量为

D．物体B从开始运动到最大速度的过程中，物体A和物体B机械能之和减少

【答案】AC

【详解】A． 施加电场前，对物体B根据平衡条件可知轻绳的拉力大小为

再对物体A同理可知弹簧的弹力大小为

施加电场的初始时刻，物体A、B具有相同大小的加速度a，设此时轻绳的拉力大小为，弹簧弹力大小不会突变，仍为T2，则对物体A、B根据牛顿第二定律分别有

解得

故A正确；

B．物体B的速度最大时，所受合外力为零，此时轻绳的拉力大小为

此时物体A速度也达到最大值，所受合外力也为零，则弹簧弹力大小为

根据胡克定律可知此时弹簧的形变量为

故B错误；

C．刚施加电场时弹簧的形变量为

根据功能关系可知，物体B从开始运动到最大速度的过程中，系统电势能的减少量等于电场力对系统所做的功，为

故C正确；

D．根据功能关系可知，物体B从开始运动到最大速度的过程中，系统克服弹簧弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加量，为

物体B从开始运动到最大速度的过程中，电场力和弹簧弹力对系统做功的代数和为

所以该过程中，物体A和物体B机械能之和增加，故D错误。

故选AC。

二、非选择题：

9．（6分）某兴趣小组分别用两种不同的方案探究了加速度与力、质量的关系。方案一：如图甲所示，小组同学利用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系。

（1）有关本实验方案的操作和判断，下列说法正确的有______。

A．本实验方案中需要用到刻度尺、天平及秒表

B．长木板右侧适当垫高是为了补偿小车受到的阻力

C．在砝码盘及盘中砝码总质量一定时，探究小车加速度与小车的总质量M（含车内钧码）关系时，不断改变车内钩码数量，重复实验，测定多组相关数据，再通过作出的图像，得到a与M的反比关系

D．平衡阻力时，需要在砝码盘内放上适量的砝码，先打开电源，后释放小车，观察点迹是否均匀

方案二：小组同学用如图乙所示的实验装置来验证牛顿第二定律。在已调至水平的气垫导轨左端固定一光电门B，右端放置一质量为M的滑块（包含遮光条），滑块上竖直固定一宽度为d的遮光条A，滑块用一不可伸长细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂适量钧码。打开气源，将滑块由静止释放，测得力传感器示数为F。在不改变钧码质量的情况下，仅多次改变遮光条A与光电门B中心的水平距离x，测出相应遮光条通过光电门B的遮光时间为t，做出图示的图像，该图线的斜率为k。

根据实验方案二，回答以下问题。

（2）下列措施有利于减小本实验误差的是_______。

A．实验中必须保证钧码质量远小于滑块质量M

B．遮光条适当窄些

C．细线在导轨上的部分应与导轨平行

（3）滑块在这一实验条件下的加速度______（用k和d表示）。

（4）如满足的关系式为______，则牛顿第二定律成立。（用k、d、F、M表示）

【答案】     B     BC/CB         

【详解】（1）[1]

A．本实验方案中需要用到刻度尺、天平，但不需要用到秒表，A错误；

B．长木板右侧适当垫高是为了补偿小车受到的阻力，B正确；

C．在砝码盘及盘中砝码总质量一定时，探究小车加速度与小车的总质量M（含车内钧码）关系时，不断改变车内钩码数量，重复实验，测定多组相关数据，再通过作出的图像，得到a与成正比，即得到a与M的反比关系，C错误；

D．平衡阻力时，应把砝码盘和砝码撤去，适当抬高长木板右侧，先打开电源，后释放小车，观察点迹是否均匀，D错误。

故选B。

（2）[2]

A．实验中的细线拉力可以通过力传感器得到，不需要保证钩码质量远小于滑块质量M，A错误；

B．为了减小速度的测量误差，遮光条适当窄些，B正确；

C．为了保持细线拉力为恒力，细线在导轨上的部分应与导轨平行，C正确。

故选BC。

（3）[3]滑块经过光电门的速度为

根据运动学公式可得

联立可得

可知图像的斜率为

解得

（4）[4]根据牛顿第二定律可得

满足关系式为

则牛顿第二定律成立。

10．（9分）利用如图所示电路测未知电阻的阻值和干电池的电动势、内电阻。

提供的实验器材如下：

A．待测电阻，阻值约6Ω；

B．两节干电池（串联使用）；

C．电压表：量程0~3.0V，内阻约1.5kΩ；

D．电压表：量程0~15.0V，内阻约7.5kΩ；

E.电流表：量程0~0.6A，内阻约1.0Ω；

F.电流表：量程0~1.0mA，内阻100Ω；

G.电阻箱：0~9999.9Ω；

H.滑动变阻器：0~20Ω；

I.开关、导线若干。回答下列问题：

（1）用笔画线代替导线连接实物图。(      )

（2）电路图中电流表A2与电阻箱R0串联后改装成量程为“0~3.0V”的电压表，则电路图中的电压表V选______，电流表、分别选______、______（填器材前面的字母）。

（3）电压表的示数用表示，改装电压表的示数用表示，某次实验中，则待测电阻的测量值______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。

（4）满足（3）条件，电流表示数用表示，电流表示数用表示。作图像如图所示，图中a、b为已知量，则干电池的电动势E=______，内电阻r=______。

【答案】          C     E     F     小于     a    

【详解】（1）[1]根据电路图，连接实物图，如图所示

（2）[2]两节干电池的电动势约为3.0V，为确保电压表读数的精度与安全，选择量程与3.0V相差不多的电压表，所以电压表应选C；

[3][4]由于电流表A2与电阻箱R0串联后改装成量程为“0~3.0V”的电压表，则电流表A2的内阻必需为一已知值，即电流表A2选择F，则电流表选择E。

（3）[5]改装电压表的内阻

实验中，待测电阻

由于改装电压表的内阻大于电压表C的内阻，所以通过改装电压表的电流小于通过电压表C的电流，则电流表的示数大于通过待量电阻的电流，故待测电阻的测量值小于真实值。

（4）[6][7]纵坐标为路端电压，为总电流，则有

根据图像有

，

11．（12分）如图所示、是半径为R的圆的一条直径，在圆周平面内，存在匀强磁场或匀强电场，将一电量为q，质量为m的正电粒子从A点以相同大小的初速度v射入，射入的方向不同时，粒子会从圆周上不同的点射出，已知，若不计重力和空气阻力，完成下列问题：

（1）若在圆周平面内只存在垂直纸面向里的匀强磁场，观察到粒子从C点射出的方向垂直于，求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）若在圆周平面内只存在平行于圆平面的匀强电场，在所有出射点中，垂直于电场方向射入的粒子正好经过C点射出且速度最大，求匀强电场的场强E的大小。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）根据题意，粒子运动轨迹如图所示

根据几何关系可知粒子轨迹半径为R，根据洛伦兹力提供向心力

解得

（2）在电场中运动过程，根据动能定理

垂直于电场方向射入的粒子正好经过C点射出且动能最大，说明最大，C点电势在圆上最低，则过C点作圆的切线即为等势线，再连接OC即为电场线（垂直等势线），则粒子做类平抛运动过程中

联立解得

12．（20分）如图所示，粗糙斜面倾角，斜面长，斜面底端A有固定挡板，斜面顶端有一长度为h的粘性挡板，为一段半径的圆弧，半径与竖直方向夹角为，处于竖直平面上，将质量为m、长度为L，厚度为h的木板置于斜面底端，质量也为m的小物块（可看作质点）静止在木板下端，整个系统处于静止状态。木板上端若到达斜面顶端B点会被牢固粘连，物块若到达C点能无能量损失进入圆弧。若同时给物块和木板一沿斜面向上的初速度，木板上端恰能到达B点。现给物块沿斜面向上的初速度，并给木板施加一沿斜面向上的恒力。物块刚好不从木板上端脱离木板。已知木板与斜面间的动摩擦因数，物块与本板间的动摩擦因数为，，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，，。

（1）求大小；

（2）求物块与木板间的动摩擦因数；

（3）给物块沿斜面向上的初速度，并给木板施加一沿斜面向上的恒力，若改变s的大小，木板能在与物块共速前到达B端且物块进入圆弧后不脱离圆弧。求s的取值范围。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由于，可知，当同时给物块和木板一沿斜面向上的初速度时，物块与木板保持相对静止向上做匀减速直线运动，对物块与木板整体有

解得

根据题意，此过程木板上端恰能到达B点，则有

解得

（2）给物块初速度时，对物块有

对木板有

经历时间，两者达到相等速度，则有

之后，由于

即之后做匀速直线运动，木板到达B后，物块进一步向上做匀减速直线运动，由于物块刚好不从木板上端脱离木板，则物块减速至C时，速度恰好等于0，则有

解得

，

（3）若物块在圆弧中恰好做完整的圆周运动，则在最高点D有

解得

令物块此过程在C点速度为，则有

解得

若物块在圆弧中恰好到达与圆心等高位置速度减为0，令物块此过程在C点速度为，则有

解得

改变s的大小，木板能即在与物块共速前到达B端，则此过程中，物块一直以加速度a向上做匀减速直线运动，当减速至时，则

解得

斜面长度不可能小于木板的长度，表明上述情景不存在。当减速至时，则

解得

根据（2）可知物块前后做匀减速的位移和值为

综合所述，s的取值范围为

选修3-4

1.（5分）战绳作为一项超燃脂的运动，十分受人欢迎。一次战绳练习中，大一同学晃动战绳一端使其上下振动（可视为简谐振动）形成横波。图（a）、（b）分别是战绳上P、Q两质点的振动图像，传播方向为P到Q，波长大于，小于，P、Q两质点在波的传播方向上相距，下列说法正确的是（　　）

A．时刻，Q质点的速度为0 

B．该列波的波长可能为

C．该列波的波速可能为 

D．P、Q两质点振动方向始终相反

E. Q点 的位移为

【答案】BC

【详解】A．由图（b）可知，时刻，Q质点处于平衡位置，速度不为零，故A错误；

B．传播方向为P到Q，波长大于，小于，P、Q两质点在波的传播方向上相距，由图像可知

（，，）

可得

（，，）

当时，可得

（舍去）

当时，可得

当时，可得

当时，可得

（舍去）

波长可能为或，故B正确；

C．由于波长可能为或，则波速可能为

或

故C正确；

D．由于P、Q两质点相距距离满足

，或

可知P、Q两质点振动方向并不会始终相反，故D错误。

E.分析可得Q点 的位移为，故E正确

故选BCE。

2．（10分）近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射线和入射线位于界面法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为，A、B两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包含有两种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为，，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏，点为P点在光屏上的投影。

（1）为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出，求的取值范围；

（2）若，求两种频率的光通过两棱镜后，打在光屏上的点距点的距离分别多大？

【答案】（1）；（2），

【详解】（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角，若两光线能从棱镜A斜面射出，应小于两光线最小的临界角，由

得

所以的取值范围为

（2）两束光传播的光路图如图所示

由折射定律可知

由几何关系可知

得