重庆市2023届高三下学期第二次学业质量调研抽测（主城区）物理试卷（含答案）

重庆市2023届高三下学期第二次学业质量调研抽测（主城区）物理试卷

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

一、单选题

1、2021年12月20日，我国“人造太阳”打破世界纪录，实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。其内部发生轻核聚变的核反应方程为，释放出能量，一段时间后测得反应物的质量亏损了，记光速为c。下列说法正确的是(   )

A.x是β粒子，穿透能力强电离能力弱

B.这段时间内，轻核聚变释放的能量为

C.x粒子最早由卢瑟福通过实验发现的

D.轻核聚变质量亏损，则轻核聚变过程中质量数不守恒

2、如题图甲为某风景旅游区的观光索道。某段时间其运行的简化示意图如题图乙，缆索倾角为37°，缆车通过卡扣固定悬挂在缆索上，在缆索的牵引下一起斜向上匀速运动。已知缆车和卡扣的总质量为m，运行过程中缆车始终处于竖直方向，重力加速度为g，，。下列说法正确的是(   )

A.缆索对卡扣的摩擦力为0.6mg B.缆索对卡扣的作用力为0.8mg

C.卡扣受到的合外力为mg D.运行过程中缆车处于超重状态

3、如题图甲在垂直纸面向里的匀强磁场区域中有一开口很小的圆形线圈，在线圈开口左端连接一阻值为的电阻，一个电容为的电容器与R并联。已知圆形线圈面积为，圆形线圈电阻为，其余导线电阻不计，磁感应强度B随时间t变化的关系如图题图乙所示。在0~4s内下列说法正确的是(   )

A.回路中感应电动势大小为2V

B.回路中感应电流的大小为0.05A

C.R两端的电压为0.12V

D.电容器充电完成后，上极板带电量为

4、某种反光材料是半径为R、球心为O的半球形，其截面如题图，A、B为半球底面直径的端点。现有一组光线从距离O点，R的C点垂直于AB射入半球，光线恰好在球面发生全反射。则此反光材料的折射率为(   )

A.1.5 B.2 C. D.

5、一定质量的理想气体从状态A，经状态B、状态C，最后变化到状态A，其变化过程的图像如题图，AB的延长线通过坐标原点，BC平行于T轴，CA平行于P轴。下列说法正确的是(   )

A.A→B过程中，气体对外界做功，温度降低

B.B→C过程中，气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量

C.C→A过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D.A→B→C过程中，气体从外界吸收的热量大于气体向外界放出的热量

6、如题图为新型火灾报警装置的核心部件紫外线光电管，所接电源电压为U，火灾时产生的波长为入的光照射到逸出功为的阴极材料K上产生光电子，且光电子能全部到达阳极A，回路中形成电流I，从而触发火灾报警器，已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e，光速为1c。下列说法正确的是(   )

A.火灾中激发出光电子的光的频率为

B.阴极K上每秒钟产生的光电子数为Ie

C.光电管阴极接受到光照用于激发光电子的功率为

D.光电子经电场加速后到达A时的最大动能为

7、如题图甲，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上方处静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴Ox，小球下落至最低点过程中的图像如题图乙（图中均为己知量），不计空气阻力，g为重力加速度。

下列说法正确的是(   )

A.到段，小球做加速度逐渐越小的减速运动

B.弹簧受到的最大弹力为

C.该过程中小球与弹簧组成系统的势能变化的最大值为

D.小球向下运动过程中最大速度为

二、多选题

8、如题图，矩形线圈的匝数为N，面积为S，理想变压器原副线圈匝数比为2:1，定值电阻的阻值为R，为滑动变阻器，线框所处磁场可视为磁感应强度为B的匀强磁场，现让线圈由图示位置开始绕OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，忽略线框及导线的电阻，交流电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是(   )

A.图示位置时，线框的输出电压为

B.将的滑片上滑，线框的输出功率减小

C.交流电压表V的示数为

D.当时，矩形线框的输出功率为

9、电影流浪地球2中的太空电梯给观众留下了深刻印象。设想在地球赤道面内有一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯始终相对地面静止，如题图，假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，其与同高度运行的卫星山A、地球同步卫星C相比较，下列说法正确的是(   )

A.物体B的角速度等于卫星A的角速度

B.物体B的线速度小于卫星A的线速度

C.卫星C的线速度小于卫星A的线速度

D.若物体B突然脱离电梯，B将与A共轨道做圆周运动

10、如图，光滑平行轨道abcd的斜面部分是半径为R的四分之一圆弧，水平部分位于竖直向上、大小为B的匀强磁场中，导轨Ⅰ部分两导轨间距为L，导轨Ⅱ部分两导轨间距为，将质量均为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。P、Q棒电阻均为r，导轨电阻不计。Q棒静止，让P棒从圆弧最高点静止释放，当P棒在导轨I部分运动时，Q棒已达到稳定运动状态。下列说法正确的是(   )

A.P棒到达轨道最低点瞬间对轨道压力的大小为2mg

B.Q棒第一次稳定运动时速度大小为

C.Q棒从开始运动到第一次速度达到稳定，该过程通过P棒的电荷量为

D.从P棒进入导轨Ⅱ运动到再次稳定过程中，P、Q棒中产生的总热量为

三、实验题

11、如题图甲是某同学探究向心力与角速度关系的实验装置图。竖直转轴固定在电动机转轴上（未画出），光滑水平直杆固定在转轴上，能随转轴一起转动。一套在水平直杆上的物块与固定在转轴上的力传感器用细线连接，细线水平伸直，当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力F的大小可由力传感器测得。遮光杆的宽度为d，其到转轴的距离固定为L，遮光杆经过光电门所用时间为（挡光时间），物块与竖直转轴间的距离可调。

（1）某次实验测得遮光杆的挡光时间为，则物块的角速度______（用和L表示）。实验中用游标卡尺测遮光杆宽度如题图乙，其读数为_______mm；

（2）若保持物块到竖直转轴的中心距离为S不变，改变转速得到多组数据，则可画出图像如题图丙，测得图线的斜率为k，则物块的质量为_________（用S、d、L和k表示）。

12、2022年南京工业大学科研团队在光伏电池领域的研究成果已发表于国际顶级学术期刊《Nature》。光伏电池是通过电池组件将光能直接转变为电能的装置，如题图甲。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如题图乙的实验电路。主要实验步骤如下：

（1）按电路图连接好实验器材；

（2）用强度为的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器R，读出多组电压表、电流表的示数；

（3）根据读出的电压、电流示数描绘出该电池的图像如题图丙，其中曲线①、曲线②一条为实验数据曲线，一条为理论曲线（即所有电表当作理想电表处理），则实验数据曲线为________（选填“①”或“②”）；

（4）由题图丙知，当滑动变阻器的滑片P由b向a移动时，该电池的内阻随电流的变化大致趋势是________。

（5）保持光照强度不变，将该电池与的定值电阻连接，通过题图丙中实验数据可得此时该电池的电动势____V，内阻_______Ω。（结果保留三位有效数字）

四、计算题

13、如题图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，因其身姿摇曳、技法神韵倍受人们喜欢。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为如题图乙所示沿x轴方向传播的简谐横波，P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.8m的两个质点，且横波由P传向Q。时P质点正经过平衡位置向上振动，Q质点正处于波谷（未画出），题图丙为P质点振动图像。已知该水袖舞甩出的波长在0.5m至1m之间，袖子足够长业忽略传播时振幅的衰减。求：

（1）质点P振动的位移y与时间t的关系式：

（2）该水袖舞形成的简谐波的波速。

14、如题图，光滑地面上一足够长的木板C，其质量为2m，木板右端在M处，距M点L处有一质量为6m大物块A，一质量为m的滑块B，以速度滑上木板C左端，滑块B与木板C间动摩擦因素为μ，滑块B与木板C共速时木板C恰好与大物块A发生弹性碰撞，且时间极短。滑块B始终未脱离木板C，求：

（1）滑块B与木板C间的动摩擦因数；

（2）木板C与大物块A碰后瞬间二者速度大小及木板C碰后至静止所需时间。

15、离子注入是芯片制造中一道重要工序，如题图是其工作示意图，离子源发出质量为m的离子沿水平方向进入速度选择器，然后从M点进入磁分析器（截面为内外半径分别为和的四分之一圆环），从N点射出，M、N分别为磁分析器ab边界和cd边界的中点，接着从棱长为L的正方体偏转系统上表面中心沿NO竖直拄入，偏转后落在与偏转系统底面平行的间距为的水平面晶圆上（O为坐标原点）。已知各器件的电场强度均为E，磁感应强度均为B，偏转系统中的电场、磁场方向与晶圆面x轴正方向同向。不计离子重力，打在晶圆上的离子，经过偏转系统的角度都很小。当θ很小时，有。求：

（1）离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出来离子的电荷量；

（2）偏转系统仅加电场时，离子在穿出偏转系统整个过程中电势能的变化量；

（3）偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标（x，y）（用及L表示）。

参考答案

1、答案：B

解析：AC.根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知，x为中子，中子最早是由查德威克通过实验发现的，故AC错误；

B.根据爱因斯坦质能方程可知，这段时间内，轻核聚变释放的能量为，故B正确；

D.轻核聚变质量亏损，但轻核聚变过程中质量数守恒，故D错误。

故选：B。

2、答案：A

解析：A.缆车通过卡扣固定悬挂在缆索上，在缆索的牵引下一起斜向上匀速运动，对缆车和卡扣受力分析如图：

根据共点力平衡条件可知：

，故A正确；

B.缆索对卡扣的作用力与卡扣和缆车的重力等大反向，缆索对卡扣的作用力与mg大小相等，卡扣受到的合外力为0，故B错误；

C.由于卡扣做匀速直线运动，卡扣受到的合外力为0；

D.运行过程中缆车处于平衡状态，既不超重也不失重，故D错误；

故选：A。

3、答案：C

解析：A.在0~4s内，根据法拉第电磁感应定律有，故A错误；

B.根据闭合电路欧姆定律可知：，故B错误；

C.根据串联电路中电压的关系可知：，故C正确；

D.根据电荷量的计算公式可知，电容器两板的电荷量为：，故D错误。

故选：C。

4、答案：B

解析：设光线在球面全反射临界角为C，根据几何关系

根据全反射临界条件有

故此反光材料折射率为，故B正确，ACD错误；

故选：B。

5、答案：D

解析：

6、答案：C

解析：

7、答案：D

解析：A.小球与弹簧刚刚接触，压缩量较小时，重力大于弹簧的弹力，即到段，小球做加速度逐渐越小的加速运动，故A错误；

B.根据图乙可知，在位置，加速度为0，小球重力等于弹力，则有

随后小球进一步向下压缩弹簧，最大压缩量为，

则此时弹力最大为，此时速度减为0

解得，故B错误；

C.该过程中小球与弹簧组成系统的机械能守恒，即只有动能、势能（包含重力势能与弹性势能）的转化，在加速度为0时，小球速度最大，动能最大，即小球运动至位置时，重力势能减小了，减小的重力势能转化为弹性势能与动能，可知小球与弹簧组成系统的势能变化的最大值小于，故C错误；

D.小球运动至位置时，加速度为0时，小球速度最大，根据图乙可知，将纵坐标乘以小球质量m，纵坐标表示合力，则图像的面积表示合力做功，则有

解得，故D正确。

故选：D。

8、答案：BD

解析：

9、答案：BC

解析：

10、答案：CD

解析：A、P棒到达轨道最低点时速度大小设为，

根据机械能守恒定律得：

根据牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可得，P棒到达轨道最低点瞬间对轨道压力的大小为3mg，故A错误；

BC、设Q棒第一次稳定运动时的速度为，P棒的速度为，则有：

Q棒从开始运动到第一次速度达到稳定过程中，对P、Q棒分别分析，

以向右方向为正，由动量定理，对P棒可得：

对Q棒可得：

又根据电流的定义变形后有：

解得：。故B错误，C正确；

D、从P棒进入导轨Ⅱ运动后，两棒速度稳定时，速度相同，设稳定速度为v。由动量守恒定律得：

由能量守恒定律得P、Q棒中产生的总热量为：

解得：，故D正确。

故选：CD。

11、答案：（1）；4.90

（2）

解析：

12、答案：（3）①

（4）先基本保持不变，后逐渐增大

（5）2.60（2.58～2.61均可）；5.83（5.71~5.96均可）

解析：

13、答案：（1）

（2）0.8m/s

解析：（1）由图乙可知P质点振动图像方程为

（2）由图乙可知P质点在平衡位置时，Q质点处于波谷位置，则

（，1，2……）

解得 （，1，2……）

代入数据，结合该舞蹈中需要甩出的波长范围得

波速

14、答案：（1）

（2）

解析：（1）对滑块B受力分析得：

对木板C受力分析得：

设经过时间t后木板和滑块共速，则：

得：

木板的位移，解得

（2）设与大物块碰撞前木板与小物块的共同速度为v，由动量守恒：

解得：

木板与大物块A发生弹性碰撞，设碰后的速度分别为，

根据动量守恒得：

根据机械能守恒得：

解得：

碰后当木板与小滑块B再次共速，其速度为v′

解得：

设碰后木板经t′静止：

解得

15、答案：（1）

（2）

（3）（）

解析：（1）离子通过速度选择器时，有：

解得

离子从磁分析器中心孔N射出离子的运动半径：

由：

解得：

（2）若偏转系统只有电场，在电场中运动的时间

加速度：

离子沿x方向的位移：

电场力做功为：

则电势能的变化量：

（3）离子进入磁场后的轨迹如图所示，做圆周运动的半径为：

经过磁场后，离子在y方向偏转距离

离开础场后，离子在y方向偏转距离

则

离子坐标位置为（）