四川省成都市成华区某校2024届高三下学期三诊物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省成都市成华区某校2024届高三下学期三诊物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 2023年12月8日，百亿级中核核能产业园签约落地成都，助力打造国家级核能产业集聚战略高地。核能是通过核反应从原子核释放的能量，如氦3与氘核的核反应方程是，方程中为释放的核能．已知氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该反应为核裂变反应，生成的新核x是
B. 氦4核中有4个质子2个中子，氦4核与氦3核不是互为同位素
C. 该反应中氦3的比结合能为
D. 该反应生成物的质量数将小于反应物的质量数
【答案】C
【解析】
【详解】A．该反应为核聚变反应，根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
可知生成的新核是，A错误；
B．氦4核中有2个质子2个中子，质子数相同的称为同位素，氦4核与氦3核是互为同位素，B错误；
C．根据
可得氦3的比结合能为
C正确；
D．核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，D错误。
故选C。
2. 手机自动计步器的原理如图，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。下列对传感器描述正确的是（ ）

A. 匀速运动时，电阻R以恒定功率发热
B. 由向前匀速突然减速时，电容器的电容减少
C. 保持向前匀减速运动时，MN之间的电场强度持续增大
D. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
【答案】D
【解析】
【详解】A．匀速运动时，N极板位置保持不变，电容器电荷量不变，定值电阻中没有电流，电阻没有发热功率，故A错误；
B．由向前匀速突然减速时，N极板向前运动，极板距离减小，根据
可知电容器的电容增大，故B错误；
C．保持向前匀减速运动时，N极板受力保持不变，N极板位置保持不变，极板电压不变，极板距离不变，则MN之间的电场强度保持不变，故C错误；
D．由静止突然向前加速时，N极板向后运动，极板距离增大，根据
，
可知电容器的电容减小，可知电容器所带电荷量减小，电容器放电，由于N极板带负电，可知电流由b向a流过电流表，故D正确。
故选D。
3. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，若梦天实验舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为地球半径的倍。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（ ）
A. 漂浮在实验舱中的宇航员不受地球引力
B. 实验舱绕地球运动的线速度大小约为
C. 实验舱绕地球运动的向心加速度大小约为
D. 地球的密度约为
【答案】B
【解析】
【详解】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，所受引力提供做匀速圆周运动的向心力，故A错误；
BC．设空间站质量为m，其所受万有引力提供向心力，有
，
解得
，
故B正确、C错误；
D．地球的平均密度约为
故D错误。
故选B。
4. 如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x。当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生磁场的磁感应强度的说法中，错误的是（ ）
A. 方向向上
B. 大小为
C. 要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移
D. 若使b下移，a将不能保持静止
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．通电导体a处于通电导体b的磁场中，由安培定则可得通电导体a 处于竖直向上的磁场中，故A正确，不符合题意；
B．当导体a处于磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为45°，则大小
故B错误，符合题意；
C．由题意可知，重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小b在a处的磁感应强度，则磁场力减小，要使仍平衡，根据受力平衡条件，则可使b上移，即b对a的磁场力斜向上，故C正确，不符合题意；
D．当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受力的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，故D正确，不符合题意。
故选B。
5. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2，原线圈接电压随时间变化规律为的交流电源，A1、A2、A3是三个理想电流表，D为理想二极管，R1是滑动变阻器，定值电阻R2=R3=220Ω，下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表A3的示数为A
B. 电流表A2的示数为A
C. 滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，电流表A1的示数将变大
D. 滑动变阻器R1的滑片向下滑动时，电流表A3的示数将变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．原线圈接入的电压的有效值为
可得副线圈两端电压为
可得电流表A3的示数为
A错误；
B．定值电阻R2和一个二极管串联，所以只有一半的时间有电流通过，设其电压有效值为，有
解得
得电流表A2的示数为
B正确；
C．当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时接入电路的阻值增大，流过R1的电流变小，所以副线圈中的总电流减小，可得原线圈中电流也减小，C错误；
D．滑动变阻器R1的滑片向下滑动时，由于副线圈中电压不变即R3两端电压不变，所以通过R3的电流不变，D错误。
故选B。
6. 如图，圆心为O、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一带电粒子从磁场边界上的P点沿纸面射入磁场，射入速度大小为v、方向与PO连线的夹角θ=60°，粒子运动过程中恰能经过O点，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子带正电
B. 该粒子的荷质比为
C. 该粒子可能从P点离开磁场
D. 若仅增大射入速度，粒子在磁场中运动的时间将变短
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，粒子向下偏转，根据左手定则可知该粒子带负电，故A错误；
BC．粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得粒子做匀速圆周运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
由图可知该粒子不可能从Р点离开磁场，故B正确，C错误；
D．根据可得粒子运动的半径
若仅增大射入速度，粒子做圆周运动的半径增大，根据几何关系可知粒子在磁场运动的圆心角变小，粒子在磁场中运动的时间
可知粒子在磁场中运动的时间变短，故D正确。
故选BD。
7. 如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率顺时针转动，一煤块以初速度从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法不正确的是（ ）
A. 倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tanθ=0.75
B. 煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0
C. 煤块从最高点下滑到A端所用的时间为2s
D. 煤块在传送带上留下的痕迹长为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．内煤炭的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
后煤炭的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
倾斜传送带与水平方向夹角的正切值为
故A正确，不满足题意要求；B错误，满足题意要求；
C．煤炭的位移为
煤炭的位移为
煤炭下滑的过程中，根据动力学公式有
解得煤块从最高点下滑到A端所用的时间为
故C错误，满足题意要求；
D．煤炭相对传送带向上的位移为
煤炭相对传送带向下的位移为
煤炭相对传送带向下的位移为
由于
煤块在传送带上留下的痕迹长为
故D正确，不满足题意要求。
故选BC。
8. 如图所示，挡板P固定在倾角为30°的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接，其圆心О在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，∠MON=60°。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板Р处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的劲度系数为2mg
B. 小球A到达N点时的速度大小为
C. 小球A到达N点时的速度大小为
D. 小球A由M运动到N的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设弹簧的劲度系数为k，初始时刻弹簧的压缩长度为，则B沿斜面方向受力平衡，则
小球A沿圆弧运动到最低点N时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，则C沿斜面方向受力平衡，则
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点N时，B沿斜面运动的位移为
所以
解得
，
故A错误；
BC．设小球A到达N点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且A在M和N处，弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知
解得
故B正确，C错误；
D．小球A由M运动到N的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。
故选BD。
三、非选择题：共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如图（a）所示的实验装置。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，待静止时，测出弹簧相应的总长度，每只钩码的质量都是10g。实验数据见下表。（弹力始终未超过弹性限度，g取10N/kg）
(1)试根据这些实验数据，在给定的如图（b）所示的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的函数关系图像__________。
(2)图像跟坐标轴交点的物理意义是__________。该弹簧的劲度系数k是____N/m。
【答案】 ①. ②. 弹簧的自由长度；
③. 20。
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和l间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧；
(2)[2]该图线跟横轴交点的横坐标表示弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的自由长度；
[3]根据图象求出弹簧劲度系数为
k=20N/m
10. 有一根细长而均匀金属管线，横截面积如图a所示，外截面为正方形，因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为，现设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积S0.步骤如下：
（1）按照图b电路图，将图c实物图连接完成需要完成下列哪些选项的步骤___________。
A. a接eB. b接dC. b接cD. a接f
（2）实验中，用游标卡尺测出金属管线的长度为L；如图d，用螺旋测微器测出金属管线外截面的边长为a=___________mm。
（3）根据所测数据，在坐标纸上描出了该金属管线的伏安关系图线，如图e所示。由此图得出该金属管线的阻值为R=___________Ω（保留2位有效数字），此结果比真实值___________。（填“偏大”或“偏小”）
（4）用上述测量的物理量的符号，将金属管线内部空间横截面积表示为S0=___________。
【答案】（1）AB （2）6.683##6.682##6.684
（3） ① 2.4×103 ②. 偏大
（4）
【解析】
【小问1详解】
由于滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器需要“两下一上”连接，故接线柱a接e；由图可知，测量电路采用电流表的内接法，故接线柱b接d。
故选AB。
【小问2详解】
螺旋测微器的读数即金属管线外截面的边长为
a=65mm+18.3×0.01mm=6.683mm
【小问3详解】
[1][2]根据欧姆定律可得
将图线中的点（1.0mA，2.4V）代入可得该金属管线的阻值为
由于测量电路采用电流表的内接法，电流表的测量值等于流过电阻电流的真实值，而由于电流表的分压作用，电压表的测量值大于电阻两端电压的真实值，根据欧姆定律，知电阻的测量值大于真实值。
【小问4详解】
根据电阻定律
可得该金属管线的有效面积为
故金属管线内部空间横截面积为
11. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为R=1m，小球可看做质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2.则
（1）小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是多少？
（2）求小球经过管道的A点时，对管道的作用力。
【答案】（1）0.9m；（2）59N，方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）小球从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰，则在C点的竖直分速度为
3m/s
因小球恰好垂直撞在斜面上，则平抛运动水平初速度为
=3m/s
小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离为
（2）对小球从A到B的过程应用动能定理
得
=7m/s
由
得
=59N
由牛顿第三定律，小球经过管道的A点时，对管道的作用力为59N，方向竖直向下。
12. 如图，在光滑的水平桌面上固定两根平行光滑金属导轨，导轨间距L=1m，导轨左侧足够长，右端虚线MN与两导轨所围区域内有垂直桌面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。在导轨间ab处放置质量加m1=0.3kg、阻值R1=2Ω的金属棒L1，cd处放置质量m2=0.1kg、阻值R2=3Ω的金属棒L2，两棒均与导轨垂直且良好接触，长度均为1m。在abNM区域还存在方向与金属棒平行的匀强电场。一半径R=0.8m加的竖直光滑圆轨道末端恰好在MN的中点处，轨道末端恰好与桌面相切。现将一质量m=0.1kg的带电小球从圆轨道的最高点释放，小球在abNM电场、磁场区域沿直线运动，以水平速度v0垂直碰撞金属棒L1中点处。设小球与金属棒L1发生弹性碰撞，整个过程小球的电荷量不变且碰后从MN间飞出。导轨电阻不计，已知在运动过程中L1、L2不会相碰，取g=10m/s2。
（1）求匀强电场的电场强度大小E。
（2）求小球与金属棒L1碰撞后瞬间，L1两端的电压U
（3）整个过程中，金属棒L1与金属棒L2之间的距离减少了多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球进入abNM时的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有
①
解得
②
小球在abNM中沿直线运动时，所受电场力与洛伦兹力平衡，即
③
解得
④
（2）设小球与金属棒L1碰撞后瞬间L1的速度为v1，规定水平向左为正方向，根据动量守恒定律有
⑤
根据机械能守恒定律有
⑥
联立②⑤⑥并代入数据解得
⑦
L1产生的感应电动势大小为
⑧
根据闭合电路欧姆定律可得
⑨
（3）最终L1和L2将达到公共速度v，根据动量守恒定律有
⑩
解得
⑪
对L2根据动量定理有
⑫
设整个过程中，金属棒L1与金属棒L2之间的距离减少了，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有
⑬
联立⑪⑫⑬并代入数据解得
⑭
34.[物理选修3-4]
13. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源。如图所示，是波源开始振动后0.1s时的波形图，则下列判断正确的是（ ）
A. 这列波的周期为0.4s，振幅为20cm
B. 这列波的波速为40m/s，波长为8m
C. 再经过0.15s时，x=6m处质点的位置坐标为（x=6m，y=0cm）
D. 再经过0.55s时，x=24m处的质点第一次到达波峰
E. 当x=20m处的质点第一次到达波峰时，x=4处的质点通过的路程为18cm
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由图可知，质点振动半个周期用时，则周期为；振幅为偏离平衡位置的最大距离，为 ，故错误；
B．波速
坡长
故B正确；
C．在接下来的0.15s内，经过前面0.05s，波刚好转播到x=6m处质点，剩下的0.1s恰好为半个周期，说明x=6m处质点刚好起振半个周期回到平衡位置，故C正确；
D．在接下来的0.55s内，经过前面0.5s，波刚好转播到x=24m处质点，剩下的0.05s恰好为周期，说明x=24m处质点刚好起振周期达到波峰位置，故D正确；
E．波从当前位置传播到x=20m处用时为0.4s，再过0.05s到达波峰，此时x=4处的质点振动经历时间为0.45s，历时2.25个周期，路程为九个振幅，即等于90cm，故E错误。
故选BCD。
14. 坦克是一种封闭的军用战备车辆，坦克内部人员需要通过观察孔侦察外部情况.观察孔如图所示，其宽度L=10cm，厚度，将折射率为的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内，求：
（1）该玻璃在空气中的全反射临界角C；
（2）嵌入玻璃砖后，坦克内部人员通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角θ。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由全反射临界角公式可得
解得全反射临界角为
（2）如图所示

由几何关系可得
可得
根据折射定律可得
可得
解得
则视野的最大张角为
钩码质量/g
0
10
20
30
40
50
弹簧总长度/cm
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
750
弹力大小/N
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5