2022届四川省成都市第七中学高三（下）3月综合测试（二）理综物理试题含解析

  成都市第七中学2021——2022学年高三下学期3月综合测试

物理试题

第Ⅰ卷

一、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1-4题只有一项符合题目要求，第5-8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. 如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，用其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上，调节滑动变阻器，发现当电压表示数大于或等于2.5V时，电流表示数才为零。则阴极K的逸出功为（　　）

A. 9.59eV B. 7.7eV C. 4.39eV D. 2.5eV

【答案】A

【解析】

【详解】由题意知遏止电压为

又因为大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，其中频率最高的光子能量为

由光电效应方程得

解得逸出功为

故选A。

2. 如图所示，一内表面光滑的半圆形凹槽放在粗糙的水平地面上，物块（可看做质点）静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着半圆形凹槽缓慢推至B点，整个过程中，凹槽始终保持静止。设物块受到凹槽的弹力为FN，则在上述过程中下列说法正确的是（　　）

A. F一直增大，FN一直减小 B. F和FN都一直增大

C. 地面对凹槽的支持力保持不变 D. 地面对凹槽的摩擦力一直变大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．物块从A点沿着半圆形凹槽缓慢推至B点的过程中，在mg、F和FN作用下保持动态平衡状态，其中mg始终不变，F方向不变，FN与竖直方向的夹角不断增大，作出一系列矢量三角形如图所示，由图可知F一直增大，FN先减小后增大，故AB错误；

CD．设凹槽和物块的总重力为Mg，地面对凹槽的支持力大小为N，摩擦力大小为f，对凹槽和物块整体根据平衡条件可得

所以当F一直增大时，N一直减小，f一直增大，故C错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，在x轴上相距为3L的两点固定两个点电荷+Q、+2Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L为半径的圆，a、b、、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（　　）

A. b、d两点处电场强度相同

B. 四点中c点处的电势最低

C. 将一正试探电荷沿圆周由a点移至c点，电势能先减小后增大

D. 将一正试探电荷沿直线从b点移到d点，电场力先做负功后做正功

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据对称性可知b、d两点处电场强度大小相同，方向不同，故A错误；

B．四点到+Q的距离相等，其中c点到+2Q的距离最近，根据电势的叠加可知c点处电势最高，故B错误；

C．将一正试探电荷沿圆周由a点移至c点，+Q对试探电荷的库仑力不做功，+2Q对试探电荷的库仑力始终做负功，试探电荷的电势能一直增大，故C错误；

D．易知在x轴上方的bd连线上，电场强度始终具有向上的分量，而在x轴下方的bd连线上，电场强度始终具有向下的分量，将一正试探电荷沿直线从b点移到d点，电场力先做负功后做正功，故D正确。

故选D。

4. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，天文单位用符号AU表示。则（　　）

A. 木星相邻两次冲日的时间间隔约为1.1年

B. 木星的环绕周期约为25年

C. 天王星的环绕速度约为土星的两倍

D. 地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最长

【答案】A

【解析】

【详解】B．由开普勒第三定律有

解得

选项B错误；

C．根据万有引力提供向心力有

解得

天王星轨道半径大于木星的轨道半径，则天王星的环绕速度比土星小，选项C错误；

D．由开普勒第三定律，其轨道半径的三次方与周期T的平方的比值都相等，可知地球的公转周期T最小，海王星的公转周期最大。设地球外另一行星的周期为，则两次冲日时间间隔为t，则

解得

则越大，t越小，故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，选项D错误；

A．对木星有

其中T=1年，可得

t≈1.1年

选项A正确。

故选A。

5. 如图所示，边长为L、电阻为R的正方形单匝导线框abcd放于纸面内，在ad边的左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，现使导线框绕过a点且平行于磁场方向的轴以角速度沿顺时针方向匀速转动，在导线框转过45º的过程中（　　）

A. 导线框产生沿逆时针方向的感应电流

B. 导线框经过虚线位置时产生的瞬时感应电动势大小为

C. 导线框受到的安培力逐渐增大，方向不断变化

D. 流过导线框的电荷量为

【答案】B

【解析】

【详解】A．由楞次定律可知，导线框产生沿顺时针方向的感应电流，选项A错误；

B．导线框经过虚线位置时产生的瞬时感应电动势大小为

选项B正确；

C．导线框线框转动时，切割磁感线的有效长度逐渐增加，则感应电动势逐渐变大，感应电流逐渐变大，则受到的安培力逐渐增大，但是方向不变，总是垂直边界线向左，选项C错误。

D．流过导线框的电荷量为

选项D错误。

故选B。

6. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（　　）

A. 到达b点时，炮弹的加速度为重力加速度

B. 炮弹经过a点时的速度一定大于经过c点时的速度

C. 炮弹由O点运动到b点的时间小于b点运动到d点的时间

D. 炮弹经过c点时的机械能大于经过b点时的机械能

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由于受到竖直向下的重力、与运动方向相反的空气阻力作用，到达点时炮弹的加速度不是重力加速度，A错误；

B．炮弹从点到点的过程，重力做功为零，空气阻力做负功，由动能定理可知，炮弹经过点时的速度大于经过点时的速度，B正确；

C．从O到b的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，由牛顿第二定律可得

解得

在从b到d的过程中，在竖直方向上，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，由牛顿第二定律可得

解得

对比可得

即上升阶段的加速度总体比下降阶段的加速度大，由

可定性确定，竖直位移相同，加速度越大，时间就越短，所以炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间，C正确；

D．由于空气阻力做负功，所以炮弹从O点出发到d点过程中，炮弹的机械能一直减少，故炮弹经过c点时的机械能小于经过b点时的机械能，故D错误。

故选BC。

7. 如图甲所示一滑块静止在粗糙斜面底端，现用一平行于斜面向上的恒定拉力F作用在滑块上，当滑块上升时撤去拉力F，滑块在上升过程中机械能E与其上升高度h之间的关系图线如图乙所示（h0表示上升的最大高度，且E0、h0皆为已知量），则下列说法正确的是（　　）

A. 滑块所受摩擦力的大小为

B. 拉力F大小是摩擦力大小的5倍

C. 整个过程中拉力F做功为E0

D. 整个过程中拉力F做的功为

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．小滑块在恒定拉力作用下，上升的过程中，由功能关系可知

撤去作用力后的上升过程中，由功能关系可知

联立解得：

故A错误B正确；

CD．对物体运动的全程应用动能定理可得

解得拉力做的功

W=

故C错误D正确。

故选BD。

8. 半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面如图所示，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，磁场外有一粒子源，能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子。带电粒子质量为m，电荷量为q（q＞0）。现粒子沿正对cO中点且垂直于cO方向射入磁场区域，发现带电粒子仅能从bd之间的圆弧飞出磁场，不计粒子重力，则（　　）

A. 从b点飞出的带电粒子的运动时间最长

B. 从d点飞出的带电粒子的运动时间最长

C. 粒子源发射粒子的最大速度为

D. 在磁场中运动的时间为的粒子，粒子的速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由题意可得粒子运动轨迹如图

由几何关系得，其中从b点出磁场的粒子轨迹半径最大，从d点出磁场的粒子轨迹半径最小，从d点出磁场的粒子轨迹对应圆心角最大，故从d点飞出的带电粒子的运动时间最长，故A错误，B正确；

C．因为从b点出磁场的粒子轨迹半径最大，即从b点出磁场的粒子速度最大，如图

当粒子从b点飞出时，设其轨道半径为r2，对应的圆心为，由几何关系可知

在三角中，由正弦定理得

解得

由牛顿第二定律得

解得

故C错误；

D．若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，对应的轨迹圆心角应为90°，设其半径为r3，轨迹圆心为，如图所示

设，由几何关系得

即

解得

由牛顿第二定律得

解得

故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷

二、非选择题：共62分，本卷包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题

9. 物理课外活动小组欲测滑块在斜面上下滑加速度以及滑块与木板间的动摩擦因数，一位同学想出了一个巧妙的方案。如图所示，将一小钢球和滑块用细线连接，跨在木板上端的小定滑轮上，开始时小球和滑块均静止，剪断细线小球自由落下，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。他反复调整挡板的位置，重复上述操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，然后用刻度尺测量出小球距离地面的高度H=1.25m，滑块释放点与挡板处距离x=0.5m，高度差h=0.3m。

（1）根据以上数据可得滑块沿斜面下滑的加速度和重力加速度的比值________，

（2）滑块与木板间的动摩擦因数＝________。

（3）在测滑块与木板间的动摩擦因数时，以下能引起实验误差的是________。

A．滑块的质量

B．当地重力加速度的大小

C．长度测量时的读数误差

D．小球落地和滑块撞击挡板不同时

【答案】    ①. 0.4    ②. 0.25    ③. CD

【解析】

【详解】（1）[1]两物体运动时间相同，则对小球

对滑块

解得

（2）[2]对滑块

其中sinθ=0.6，cosθ=0.8解得

μ=0.25

（3）[3]AB．根据上述表达式可知

滑块质量m和重力加速度g都能从两边消掉，则对实验无影响，选项AB错误；

C．长度测量时的读数误差，会使测量结果产生误差，选项C正确；

D．小球落地和滑块撞击挡板不同时，则会对滑块的加速度a的值先生误差从而影响摩擦因数的值，选项D正确。

故选CD。

10. 利用如图所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材有：

A．干电池两节，每节电池的电动势约为1.5V，内阻未知

B．直流电压表V1、V2，内阻很大

C．直流电流表A，内阻可忽略不计

D．定值电阻R0，阻值已知，且不小于5

E．滑动变阻器

F．导线和开关

（1）甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，导致其中一个电压表没有示数，因此只记录了另一个电压表和电流表的示数，如下表所示：

试利用表格中的数据作出U－I图_______，由图象可知，该同学测得两节干电池总的电动势值为________V，总内阻为________（结果均保留3位有效数字）。由计算得到的数据可以判断表格中记录的是电压表________（选填“V1”或“V2”）的示数。

（2）乙同学在找出断路的导线并调换好导线后，连接该电路继续实验时，发现电流表又发生短路故障，因此只记下两个电压表的示数，该同学利用表中的数据，以表V1的示数U1为横坐标、表V2的示数U2为纵坐标作图象，得到一条不过原点的直线，已知直线的斜率为k，纵截距为-b，则两节干电池总的电动势大小为________，两节干电池的总内阻为________（用k，b，R0表示）

【答案】    ①.     ②. 2.90    ③. 3.57    ④. V1    ⑤.     ⑥.

【解析】

【详解】(1)[1]先在坐标纸上把对应的U-I的各点标出来，再用一条直线连接，让尽量多的点落在直线上，或直线的两侧，如图所示

[2]该直线与纵轴的交点是电源的电动势

E=2.90V

[3]根据斜率表示内阻

[4]V1记录的是电源两端的电压，V2记录的是滑动变阻器上的电压，电流减小时，电压也减小，故能够正确读数的电压表应该为V1；

(2)[5][6]电压表V1测量电源的输出电压，而V2测得为滑动变阻器两端的电压；由闭合电路欧姆定律可知

变形得

由题意可知

联立解得

11. 如图甲所示，足够长的固定平行金属导轨与水平面夹角为θ=30°，导轨间距为L，导轨电阻不计。两根长度均为L的相同光滑导体棒a、b垂直于导轨放置在导轨上，b棒用立柱挡住不能下滑，导体棒与导轨接触良好，两棒的质量均为m、电阻均为R，重力加速度大小为g，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时刻开始对a棒施一平行于导轨向上的拉力F，拉力F随时间t按如图乙所示规律变化，已知时间内a棒处于静止状态，之后某时刻当a棒的加速度大小为时，b棒刚好开始运动。求：

（1）b棒开始运动时，a棒的速度大小；

（2）从0时刻起到b棒开始运动过程中拉力F的冲量大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知b棒刚好开始运动时，b棒受到的安培力为

设a棒的速度大小为，又有

，,

联立解得

（2）时间内a棒处于静止状态，根据平衡条件和图乙可知，拉力保持不变为

时间内，拉力的冲量为

当a棒的加速度大小为时，b棒刚好开始运动，对a棒，根据牛顿第二定律有

解得

根据图乙可知，当拉力为

时，对应的时刻为，由图乙可知，时间内，拉力的冲量为

则从0时刻起到b棒开始运动过程中拉力F冲量大小

12. 如图所示，倾角为θ＝30°的斜面体固定在水平地面上，其左端高度h＝3m，一薄木板B置于斜面顶端，恰好能静止，下端连接一根自然长度L0＝1m的轻弹簧，木板B总质量m＝1kg，总长度L＝2.5m。有一个质量为M＝4kg的小物块A以沿斜面向下大小为5m/s的速度滑上木板B，A、B之间的动摩擦因数，木板B下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块A最后恰好没有脱离弹簧，且弹簧一直处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。求：

（1）斜面体与木板B的动摩擦因数μ0；

（2）木板B与挡板碰撞前的瞬间的速度大小；

（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep。

【答案】（1）；（2）4m/s；（3）22.5J

【解析】

【详解】（1）木板恰好静止在斜面上，根据平衡条件得

故斜面体与木板B的动摩擦因数为；

（2）物块A在木板上滑行过程中，对A根据牛顿第二定律

代入数据得，方向沿斜面向上，

对B根据牛顿第二定律

代入数据得，方向沿斜面向下，

假设A与木板达到共速时，A还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端，则有

解得

，

此过程中A的位移

B的位移

由于

，

A在B上滑行的距离

说明以上假设成立，

共速后，由于

A与木板B匀速下滑，直到木板与底端挡板碰撞，故木板B与挡板碰撞前的速度为；

（3）木板与挡板碰撞后停下，此后A做匀减速直线运动，设接触弹簧时A的速度为，有

设弹簧最大压缩量为，A从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程，

A从开始压缩弹簧到弹簧压缩最短过程，

联立解得：

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

【物理——选修3-3】

13. 用活塞将一定质量的理想气体密闭在气缸内。通过改变外界因素来改变缸内气体的状态，气体从状态A经状态B变化到状态C，再从状态C回到状态A，其体积的倒数与压强的变化关系图像如图所示，图中AB与横轴平行，BC与纵轴平行。AC的连线过坐标原点。从状态B到状态C的过程中，气体________填“吸热”“放热”或“绝热”）；从状态B到状态C的过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积上的气体分子个数________（填“增大”“减小”或“不变”）；从状态C到状态A的过程中，气体的内能________（填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】    ①. 吸热    ②. 减少    ③. 不变

【解析】

【详解】[1] 从状态B到状态C的过程中，是等压过程，根据

体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增大，根据

则气体吸收热量

[2] 从状态B到状态C的过程中，体积增大，单位时间内碰撞器壁单位面积上的气体分子个数减少

[3]根据

则

图像是直线，斜率不变，则从状态C到状态A的过程中，表示温度不变，内能不变

14. 如图，相同的两气缸A、B装有理想气体，器壁导热性能良好，两气缸用绝热的细管通过阀门D连接，A中气体温度恒为t1=27℃，B放在t2=177℃的恒温箱内，B内有一导热活塞C，阀门D关闭时，两气体的体积相等，活塞C在图示位置，此时A中气体的压强p1=2×105Pa、质量m0=2kg，B中气体的压强p2=1×105Pa。打开阀门D，活塞C向右移动，最终达到稳定。连接气缸的管道体积、活塞体积和摩擦均不计。求：

（1）平衡后气缸A内气体的压强p3；

（2）气缸A中进入气缸B中的气体的质量m。

【答案】（1）；（2）0.4kg

【解析】

【详解】（1）设气缸A、B的体积均为V，对A中的气体发生等温膨胀，根据玻意耳定律有

体积的气体在匀强p保持不变温度从变为，体积从变成，则根据盖-吕萨克定律有

其中

对B中的气体发生等温压缩，根据玻意耳定律有

活塞C平衡后，有

联立解得

（2）由（1）可得

又

解得

【物理——选修3-4】

15. 下列说法正确的是（　　）

A. 泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的

B. 增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度

C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光

D. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去

E. 根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化电场

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，故A错误；

B．增透膜利用薄膜前后两表面反射来的两列光波其路程差恰好等于半波长的奇数倍，两列波便产生相消干涉，振动减弱，是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度。故B正确；

C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，故C正确；

D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，根据

光速不变，则频率变小，由多普勒效应可知，当频率变小时，则两者间距增大，可以判断该星球正在离我们远去，故D正确；

E．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，但不一定是变化的磁场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场；同理变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的，也可能是恒定的，故E错误。

故选BCD。

16. 如图所示是底面为正方形的平底玻璃缸，底面边长为6h，玻璃缸深度为2h，缸底面几何中心处有一单色点光源S，缸中装有某种透明液体，深度为h，O点为液面的几何中心，OS垂直于水平面。用以O为圆心，半径的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线射出。

（1）求该液体的折射率n；

（2）若在上述黑纸片上，以O为圆心剪出一个半径r2=h的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，并在缸口处放一水平接收屏，则光线在接收屏上照亮的面积为多大？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）从点光源S发出的光线射到黑纸片的边缘处恰发生全反射，临界角为C，光路图如图所示：

由几何关系得

则

由全反射知识有

解得

（2）剪出一个半径为r2的圆孔后，射出光线的最大入射角为i，对应的折射角为θ，光路图如图所示：

由几何关系得

解得

根据折射定律有

解得

接收屏接收光线的圆半径为

光线在接收屏上照亮的面积为