四川省成都市第七中学2022-2023学年高三物理下学期三诊模拟试题（Word版附解析）

四川省成都市第七中学2023届高三下学期三诊模拟物理试题

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．随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是（　　）

A．贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构

B．卢瑟福粒子散射实验说明质子是原子核的组成部分

C．康普顿效应证实了光具有波动性

D．衰变中释放电子与化学反应中失去电子都是使原子核外电子减少

【答案】A

【详解】A．贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A正确；

B．卢瑟福通过α粒子散射实验证实原子具有核式结构，故B错误；

C．光具有波粒二象性，而康普顿效应说明光具有粒子性，故C错误；

D．β衰变的本质是原子核内的一个中子转变为一个质子与一个电子，即β衰变中释放的电子来源于原子核内部，不是原子核外的电子，故D错误。

故选A。

2．滑雪运动是2022年北京冬季奥运会主要的比赛项目。如图所示，水平滑道上运动员A、B间距。运动员A以速度向前匀速运动。同时运动员B以初速度向前匀减速运动，加速度的大小，运动员A在运动员B继续运动后追上运动员B，则的大小为（　　）

A．4 m B．10 m C．16 m D．20 m

【答案】C

【详解】运动员B做匀减速直线运动，速度减为零的时间为

此时运动员A的位移为

运动员B的位移为

因为

即运动员B速度减少为零时，运动员A还未追上运动员B，则运动员A在运动员B停下来的位置追上运动员B，即

故C正确，ABD错误。

故选C。

3．质量为m的物体放置在倾角的粗糙固定斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数，现用拉力F（与斜面的夹角为β）拉动物体沿斜面向上匀速运动，下列说法正确的是（　　）

A．拉力最小时，物体受三个力作用

B．时，即拉力沿斜面向上时，拉力F最小

C．斜面对物块作用力的方向随拉力F的变化而变化

D．拉力F的最小值为

【答案】D

【详解】C．斜面对物体的作用力，指的是摩擦力和支持力的合力，则有

不变，则不变，即斜面对物块作用力的方向不随拉力F变化，故C错误；

ABD．对物块受力分析如图所示

联立①②③解得

当时，拉力F最小，最小值为，此时物体受4个力作用，故D正确，AB错误。

故选D。

4．中国科学院紫金山天文台近地天体望远镜发现了一颗近地小行星，这颗近地小行星直径约为43 m。已知地球半径约为6400 km，若该小行星与地球的第一宇宙速度之比约为，则该行星和地球质量之比的数量级为（　　）

A． B． C． D．

【答案】C

【详解】根据万有引力提供向心力有

解得第一宇宙速度

所以

行星与地球的半径之比为

它们的第一宇宙速度之比为

代入数据计算可得行星和地球的质量之比约为

故选C。

5．如图所示，两个半径不等的均匀带电圆环带电荷量相等，P环的半径大于Q环的，P带正电，Q带负电。两圆环圆心均在O点，固定在空间直角坐标系中的平面上。在x轴上，到O点的距离相等，c在y轴上，到O点的距离小于Q环的半径。取无限远处电势为零，则（　　）

A．O点场强为零，电势也为零

B．两点场强相同，电势相等

C．电子在c处的电势能大于在a处的

D．电子沿x轴从a到b，电场力先做正功后做负功

【答案】C

【详解】A．由对称性可知，圆环在O处产生的电场强度均为零，所以O处的合场强为零，带等量异种电荷，电场线从P指向Q，电场线分布具有轴对称性，平面上的电场线分布示意图如图新示，可知x轴正方向有沿x轴负方向指向O的电场分量，x轴负方向有沿x轴正方向指向O的电场分量，由沿电场线方向电势降低可知O处电势小于0，A错误；

B．由对称性可知两点场强太小相同，方向均指向Q点，即方向相反，两点电势相等，B错误；

C．从O到c电场有沿y轴正方向的分量，把电子从a处移到O处，再从O处移到c处，电场力一直做负功，电势能增加，所以电子在c处具有的电势能大于在a处的，C正确；

D．电子沿x轴从a移动到b，电场力先做负功后做正功，D错误。

故选C。

6．如图，匝数为N的矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，当线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，理想电流表的示数为I，不计线圈的电阻，外电路电阻为R。下列说法正确的是（　　）

A．当线圈转至图示位置时，线圈中感应电流最大

B．线圈转动过程中，穿过线圈的磁通量最大值为

C．若线圈的转轴与ad边重合，则电流表的示数变为2I

D．若线圈转动的角速度变为，则电流表的示数变为2I

【答案】AD

【详解】A．当线圈转到图示位置时，线圈中磁通量为零，但是磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故A正确；

B．由于电流表的示数为I，根据闭合电路欧姆定律有

线圈转动产生的感应电动势最大值为

有效值

联立解得

故B错误；

C．线圈转动产生的感应电动势最大值为

最大值、有效值与转轴位置无关，电流表示数仍为I，故C错误；

D．转动角速度变为时，最大值、有效值变为原来的2倍，电流表的示数变为2I，故D正确。

故选AD。

7．如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，为轨道的圆心，水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮、分别连接圆环P与另一质量也为m的小球Q，为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．小球Q的机械能先增加后减少

B．细圆环P的机械能先减少后增加

C．小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为

D．细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为

【答案】CD

【详解】A．在细圆环P下滑至B点的过程中，小球Q先向下运动，后向上运动，细绳拉力对Q先做负功后做正功，因此小球Q的机械能先减少后增加，A错误；

B．细绳拉力对细圆环P先做正功后做负功，因此细圆环P的机械能先增加后减少，B错误；

C．根据速度的合成与分解可知，细圆环P的速度沿细绳方向的分量大小等于Q的速度大小，当小球Q的速度为零时，细圆环P的速度方向与细绳垂直，根据几何关系可知，此时细绳与水平方向的夹角为45°，根据机械能守恒定律有

解得

C正确；

D．细圆环P运动到B点时，P、Q的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律可得

在B点，对细圆环P有

解得圆弧轨道对圆环P的弹力大小

D正确。

故选CD。

8．如图所示，纸面内O为圆心、半径为R的圆形区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场，AB为一条直径，半径AO与PO的夹角为30°。质量为m、带电荷量为＋q的粒子1从P点沿平行于AO方向以大小为的速度射入磁场，其离开磁场时，速度方向恰好改变了180°；质量为2m、带电荷量为＋q的粒子2从B点沿平行于OP方向以大小为的速度射入磁场。不计粒子的重力和两粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（    ）

A．磁场的磁感应强度大小为

B．粒子2在磁场中运动的时间为

C．将粒子2在B点的速度逆时针旋转60°后，粒子将经过O点

D．将粒子2在B点的速度逆时针旋转90°后，粒子将从A点射出

【答案】BC

【详解】A．粒子1离开磁场时，速度方向恰好改变了180°，表明粒子在磁场中转动了半周，其运动轨迹如下图所示

由几何关系可得

根据牛顿第二定律可得

解得

故A错误；

B．粒子2进入磁场，根据牛顿第二定律可得

解得

运动轨迹如A选项中图所示，根据几何知识可知，将粒子2的入射点B、出射点Q、轨迹圆心与磁场圆心O连接后构成的四边形是菱形，粒子2射出磁场的速度方向垂直于AB，粒子2在磁场中的偏转角度为60°，故粒子2在磁场中运动的时间为

故B正确；

C．将粒子2在B点的速度逆时针旋转60°后，运动轨迹如A选项中图所示，根据几何知识可知，粒子将经过O点后沿垂直于AB的方向射出，故C正确；

D．将粒子2在B点的速度逆时针旋转90°，运动轨迹如A选项中图所示，根据几何知识可知，粒子将从P点沿垂直于AB的方向射出，故D错误。

故选BC。

二、非选择题：

9．（6分）某兴趣小组的同学为了验证“两个互成角度的力的合成规律”，设计了一个实验方案，在圆形桌子桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮（滑轮上侧所在平面与桌面平行），滑轮固定，滑轮可沿桌边移动，如图所示。可供选择的实验器材有：刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一根橡皮筋、三根细线、质量相同的钩码若干。

部分实验操作步骤如下：

①将橡皮筋中央处和两端点分别与三根细线相连；

②将连在橡皮筋中央的细线跨过固定滑轮，连接橡皮筋两端点的细线跨过可动滑轮；

②在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码，使连在橡皮筋中央的细线与橡皮筋的结点O静止。

（1）为完成本实验，下列物理量必须测量或记录的是___________。（填选项前字母）

A．橡皮筋的原长    B．两端橡皮筋伸长后的长度

C．钩码的质量    D．三根细线所挂钩码的个数

（2）在完成本实验的过程中，下列操作或描述正确的是___________。（填选项前字母）

A．连接橡皮筋两端点的细线长度必须相同

B．细线必须在与夹角的角平分线上

C．记录图中O点的莅置和、、的方问

D．不改变所挂钩码的个数和的方向，改变与的夹角重复实验，O点不用在桌面上同一位置

（3）实验中，若桌面不水平___________（填“会”或“不会”）影响实验的结论。

【答案】     D     CD/DC     不会

【详解】（1）[1]橡皮筋伸长后的拉力大小等于所挂钩码的重力，所以钩码的个数必须测量，又钩码质量相同，则不用测量钩码的质量，橡皮筋的原长和伸长后的长度不用测量。

故选D。

（2）[2]A．连接橡皮筋两端点的细线长度不影响橡皮筋的拉力大小，故长度不用相同，A错误；

B．细线上力的方向与细线上两力的合力方向相反，由于上两力的合力方向是任意的，故不需要在角平分线上，B错误；

C．实验中，需要测量和上力的大小和方向，故必须记录图中点的位置和的方向以及结点O静止时三根细线所挂钩码的个数，C正确；

D．不改变所挂钩码的个数和方向，改变与的夹角重复实验，上的力大小保持不变，另两个力的合力只要跟它等大反向即可保持O点平衡，故O点的位置可以改变，D正确。

故选CD。

（3）[3]若桌面不水平，三根线上的拉力大小也为各自所挂钩码重力大小，不会影响实验结论。

10．（9分）小岩同学将废弃不用的玩具电源拆开，发现内部有一个变压器，她想在不拆变压器绕线的前提下测量其初级线圈的直流电阻，先用多用电表欧姆挡测得阻值约400Ω，然后再用伏安法精确测量其直流电阻。现有器材如下：

电流表A1（量程20mA，内阻r1约为3Ω，读数记为I1）；

电流表A2（量程5mA，内阻r2=20Ω，读数记为I2）；

电压表V（量程15V，内阻R约为15KΩ，读数记为U）；

定值电阻R1=580Ω；

定值电阻R2=1180Ω；

滑动变阻器R（0~1000Ω）；

蓄电池E（电动势6V，内阻很小）、开关、导线若干。

（1）小岩利用以上的部分器材设计了如图1所示的电路图，请指出此电路设计不妥当的地方：___________。

（2）请利用提供的器材在图2的方框中画出改进后的电路图，并标出各器材的代号_________。

（3）测量初级线圈的电阻表达式为R=___________（本结果均用题中所给的字母表示）。

（4）关于实验操作下列说法正确的是___________。

A．如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最左端

B．调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数

C．实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K1

【答案】     电压表量程过大（电压表没有改装）               C

【详解】（1）[1]此电路设计不妥当的地方是电压表的量程过大；

（2）[2]因给定的电压表量程过大，则可以用已知内阻的电流表A2与定值电阻R2串联，这样相当于一个量程为

的电压表，则电路如图

（3）[3]根据电路的结构可得，测量初级线圈的电阻表达式为

（4）[4]A.如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最右端，A错误；

B.调整滑动变阻器电阻后，应该等电路稳定后读出电表读数，B错误；

C.实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K1，以防止在线圈中产生的自感电动势损坏电表，C正确。

故选C。

11．（12分）如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧，轨道半径，下端恰好与光滑水平面平滑连接，质量为的铁球（可视为质点）由圆弧轨道顶端无初速度释放，后从点冲上倾角为的光滑斜面且无机械能损失，铁球在斜面上运动后在B点冲出斜面。（，，重力加速度取）求：

（1）铁球运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小；

（2）斜面的长度；

（3）在点左侧处放置一足够高的竖直挡板，铁球与挡板碰撞时的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据题意，设铁球运动到圆弧轨道底端时速度的大小为，铁球从圆弧轨道顶端滑到轨道底端，根据机械能守恒定律得

解得

小球在最低点由牛顿第二定律有

解得

根据牛顿第三定律可知，铁球运动到圆弧轨道底端对圆弧轨道的压力大小为。

（2）设铁球在斜面上的加速度大小为，由牛顿第二定律得

解得

铁球在斜面上运动时间

由运动学规律得铁球运动到点的速度

斜面的长度

（3）将铁球在点的速度沿着水平和竖直方向分解有

上升时间

这段时间内，铁球在水平方向的位移

则铁球与挡板碰撞时恰好运动到最高点，竖直方向的速度为零，则铁球与挡板碰撞时的速度大小

12．（20分）如图，两根足够长的平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，两平行倾斜绝缘轨道固定在斜面上，水平导轨与倾斜轨道在倾斜轨道的底部bc处平滑连接，轨道间距为L=1m，倾斜轨道的倾角为。在水平导轨的右侧abcd区域内存在方向向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场。现有多根长度也为L=1m的相同金属棒先后依次从倾斜轨道上高为的MN处由静止释放（释放前不与导轨接触），前一根金属棒刚好离开磁场时释放后一根金属棒，发现第1根金属棒穿越磁场区域的时间为t=1s。已知每根金属棒的质量为m=2kg，电阻为R=2Ω，且与轨道垂直，不计水平导轨的电阻，金属棒与水平导轨接触良好，金属棒与倾斜轨道的动摩擦因数为，重力加速度g取，。求：

（1）磁场区域的长度；

（2）第2根金属棒刚进入磁场时的加速度大小；

（3）第6根金属棒刚出磁场时，第4、5两根金属棒的速度大小之比；

（4）第n根金属棒在磁场中运动的过程，第1根金属棒上产生的热量。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【详解】（1）第一根金属棒在倾斜轨道上运动，到达bc时的速度为，根据动能定理有

解得

第一根金属棒在磁场中做匀速直线运动，磁场区域的长度

（2）由题意可知每根金属棒进入磁场时的速度均为，当第2根金属棒刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律有

此时回路中电流

第2根金属棒受到的安培力

此时第2根金属棒的加速度

联立解得

（3）金属棒出磁场后做匀速直线运动，第n根金属棒在磁场中运动时，根据动量定理有

联立解得

故可得第6根金属棒刚出磁场时，第4、5两根金属棒的速度大小之比为

（4）第n根金属棒在磁场中运动的过程，根据能量守恒定律有

设第一根金属棒中电流为I，则第n根金属棒中电流为，总的焦耳热

解得第1根金属棒上产生的热量为

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选修3-4

1.（5分）如图所示，把一个有孔的小球装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在水平光滑杆上，以为平衡位置振动。另一小球B在竖直平面内以为圆心、为角速度沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动（与在同一竖直线上）。用竖直向下的平行光照射小球B，可以观察到，小球B在水平杆上的“影子”和小球在任何瞬间都重合。取水平向右为正方向，点为坐标原点，小球B经最高点时为计时零点，那么小球 A 的振动周期为          ，小球 A 的位移与时间得关系为            ，

小球 A 的最大速度大小为          。（填对一个得 2 分，填对两个得 4 分，全部填对得 5 分）

答案：          

【详解】小球的振动周期与小球B的转动周期相同，即；

小球B经最高点时为计时零点，A按正弦规律振动，小球的位移与时间的函数关系为；

小球的最大速度与小球B的最大水平分速度相等，当小球B运动至最高点（最低点）时水平速度最大，即。

2．（10分）如图所示，为折射率的透明物体的截面，是半径为R的圆弧，O为圆弧的圆心。一束光与边成角射入，出射后恰好通过O点。光在真空中的传播速度为c，求该束光在透明物体中的传播时间，并画出光路图。

【答案】，光路图见解析

【详解】光的光路图如下所示

根据光的折射定律

代入数据结合三角形的边角关系可得

则

又因为

解得

所以该束光在透明物体中的传播时间为