2023-2024年四川省成都外国语教育集团高三下学期联考理科综合试题（二）-高中物理（解析版）

成实外教育集团高2021级高三联考试题（二）理科综合一、选择题1.下列说法正确的是（）A.居里夫人最早发现了天然放射现象B.卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论C.爱因斯坦最先提出了微观领域的能量量子化概念D.查德威克通过核反应发现了质子【答案】B【解析】贝克勒尔最早发现了天然放射性物质，A错误；卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论，B正确；普朗克最先提出了微观领域的能量量子化概念，C错误；卢瑟福通过核反应发现了质子，D错误。故选B。2.成都规划到年建成条地铁线路，越来越多的市民选择地铁作为出行的交通工具。如图所示，时，列车由静止开始做匀加速直线运动，第一节车厢的前端恰好与站台边感应门的一根立柱对齐。时，第一节车厢末端恰好通过这根立柱所在位置，全部车厢通过立柱所用时间。设各节车厢的长度相等，不计车厢间距离。则（）A.该列车共有节车厢B.第个内有节车厢通过这根立柱C.倒数第二节车厢通过这根立柱的时间为D.第节车厢通过这根立柱的末速度小于整列车通过立柱的平均速度【答案】A【解析】设每节车厢的长度为，列车的加速度为，列车整个通过立柱的时间为，根据匀变速直线运动某段位移的平均速度等于该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度可得在末列车的速度为，根据速度与时间的关系有，联立解得，根据位移与时间的关系可得，代入数据解得，故A正确；在前两个内，根据位移与时间的关系有，由题知，第一个内通过一节车厢，由此可知，在第个内有节车厢通过这根立柱，故B错误；第节车厢以及第节车厢通过立柱时，根据速度与位移的关系可得，，解得，，倒数第二节车厢即第节车厢通过立柱的时间为，故C错误；第四节车厢通过立柱的末速度，整个列车通过立柱的平均速度，可知，即第节车厢通过这根立柱的末速度大于整列车通过立柱的平均速度，故D错误。故选A。3.年月日时分，中国自主研发的神舟十七号载人飞船发射升空，经过对接轨道后成功与空间站天和核心舱前向端口对接，形成三舱三船组合体。空间站轨道可近似看成圆轨道，距离地面的高度约为，已知同步卫星距地球表面高度约为，下列说法正确的是（）A.神舟十七号的发射速度小于B.神舟十七号在对接轨道上的运行周期大于空间站的运行周期C.天和核心舱绕地球公转的线速度比赤道上的物体随地球自转的线速度大D.神舟十七号从对接轨道变轨到空间站轨道时，机械能减小【答案】C【解析】第一宇宙速度是最小的发射速度，则神舟十七号的发射速度大于，故A错误；对接轨道半长轴小于空间站轨道的半径，根据开普勒第三定律可知神舟十七号在对接轨道上的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误；根据万有引力提供向心力，解得，同步卫星距地球表面高度约为大于，则天和核心舱绕地球公转的线速度比同步卫星随地球自转的线速度大，根据，可知同步卫星的线速度大于赤道上的物体的线速度，所以天和核心舱绕地球公转的线速度比赤道上的物体随地球自转的线速度大，故C正确；神舟十七号从对接轨道变轨到空间站轨道时，需要点火加速，机械能增大，故D错误。故选C。4.如图所示，轻质弹性绳（长度变化忽略不计）上端固定，下端连接光滑小球（可视为质点），斜面静止在水平地面上，小球放在斜面上，开始时弹性绳与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处，小球仍静止在斜面上。下列说法正确的是（）A.b对a的弹力增加 B.弹性绳的弹力减小C.地面对b的支持力增加 D.地面对b的摩擦力减小【答案】D【解析】对小球受力分析如图所示，由图可知，对的弹力即减小，弹性绳的弹力即增大，故AB错误；对斜面受力分析如图，由平衡可得、，由于减小，地面对的支持力减小，地面对的摩擦力减小，故C错误，D正确。故选D。5.如图所示，两个电荷量都是的正、负点电荷固定在、两点，连线中点为。现将另一个电荷量为的试探电荷放在连线的中垂线上距为的点，沿某一确定方向施加外力使电荷由静止开始沿直线从点运动到点，下列说法正确的是（）A.外力的方向应当平行于方向水平向右B.电荷从点到点的运动为匀变速直线运动C.电荷从点到点的运动为加速度减少的加速直线运动D.电荷从点运动到点的过程中逐渐增大【答案】D【解析】根据等量异种电荷周围电场分布情况，可知试探电荷在运动过程中受水平向左的逐渐增大的电场力作用，要想让该电荷由静止开始沿直线从点运动到点，则该电荷所受合力的方向应沿方向，受力分析如图，，；如图分析可知，外力的方向应当斜向右下，A错误；由于电场力逐渐增大，所以逐渐增大，也逐渐增大，加速度也逐渐增大，所以电荷从C点到О点的运动为加速度增大的加速直线运动，BC均错误；根据动能定理可知，即，由于逐渐增大，所以逐渐增大，D正确。故选D。6.如图所示，竖直固定放置一半径为的光滑圆形管道，为过圆心的水平线，质量为的小球在管状轨道内做完整的圆周运动，已知小球直径略小于管道内径，重力加速度为。则（）A.小球在水平线以上管道中运动时，外侧管壁对小球一定没有作用力B.小球在水平线以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定没有作用力C.小球通过最低点时的弹力大小可能为D.若在最高点管道对小球的弹力大小为mg，则一定是外侧管壁对小球的作用力【答案】BD【解析】小球在水平线以上管道中运动时，若速度足够小时，小球挤压内侧管壁，外侧管壁对小球没有作用力，选项Ａ错误；小球在水平线以下管道中运动时，根据向心力的方向指向圆心可知，外侧管壁对小球有指向圆心的弹力，内侧管壁对小球一定没有作用力；选项Ｂ正确；小球通过最高点的最小速度为零时，根据动能定理，根据牛顿第二定律可得，解得，小球通过最低点时的最小弹力为，选项Ｃ错误；小球通过最高点的最小速度为零时，内侧管壁对小球的作用力最大为，若在最高点管道对小球的弹力大小为，则一定是外侧管壁对小球的作用力，选项Ｄ正确；故选ＢＤ。7.如图所示，矩形磁场区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，为边中点位置，为段中点位置；现同时从、处水平向右发射速度相同的、两粒子，粒子恰好可以从点飞出磁场，、两粒子的运动轨迹相交于点（图中未标出），且在点处时、速度方向垂直。已知边长为边长的两倍，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.、两粒子的比荷为 B.、两粒子的比荷为C.、两粒子不会同时到达点 D.点与边界和边界的距离相等【答案】AC【解析】根据题意，画出两个粒子的运动轨迹示意图为，由几何关系可知，解得，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，有，可得，可得出，A正确，B错误；根据可知，两个粒子的周期之比为，根据几何关系可知，，，、两粒子到达点的时间为，，，C正确；由几何关系可知，点与边界和边界的距离分别为，，，D错误。故选AC。8.如图所示，质量为的木板静止放在光滑水平面上，木板右端点处固定一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态时左端在点，点到木板左端的距离，可视为质点的小木块质量为，静止放置在木板的左端；现对木板施加水平向左的恒力，时撤去恒力，此时木块恰好到达弹簧自由端处，此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。已知木板点左侧部分与木块间的动摩擦因数为，点右侧部分光滑；取。下列说法正确的是（）A.撤去恒力后，木板先做减速后做匀速运动B.恒力对木板做功为C.整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能D.整个运动过程中，系统产生的热量【答案】CD【解析】作用的过程中，对小木块有，，可得，，对木板有，，，联立可得，，则恒力对木板做功为，此时木板的速度，小木块速度，所以弹簧被压缩，小木块继续做加速运动，木板开始做减速运动，弹簧压缩到最短时，两者共速，此时弹簧弹性势能最大，由动量守恒和能量守恒有，，可得，，之后弹簧伸长，小木块继续做加速运动，木板继续做减速运动，弹簧回复原长时，小木块速度大于木板速度，小木块接着向左运动进入粗糙面，开始做减速运动；木板受到向左的摩擦力，开始做加速运动，二者共速时，开始做匀速运动，故AB错误，C正确；弹簧回复原长时，根据动量和能量守恒，，可知，假设二者在粗糙部分最后共速，则由，可得，木板的加速度大小，木板向左运动的位移，小木块的位移，则，即小木块从木板左侧滑出，所以整个运动过程中，系统产生的热量，故D正确。故选CD。三、非选择题9.某实验小组同时测量、两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中为铁架台，为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），为光电门，为固定在上、宽度为的细遮光条（质量不计），另外，该实验小组还准备了刻度尺和一套总质量的砝码。（1）在铁架台上标记一位置，并测得该位置与光电门之间的距离为。取出质量为的砝码放在箱子中，剩余砝码全部放在箱子中，让从位置由静止开始下降，则下落到处的过程中，箱与箱中砝码的整体机械能是______（选填“增加”、“减少”或“守恒”）的。（2）测得遮光条通过光电门的时间为，根据所测数据计算得到下落过程中的加速度大小______（用、、表示）（3）改变，测得相应遮光条通过光电门的时间，算出加速度，得到多组与的数据，作出图像如图乙所示，可得A的质量______。（取重力加速度大小，计算结果甲保留两位有效数字）【答案】（1）增加；（2）；（3）【解析】（1）该实验中及砝码的总质量必须大于及其中砝码的总质量才能完成实验，从静止下落过程中做加速运动，同样做加速运动，且二者加速度大小及速度大小始终相同，对B箱与箱中砝码而言，在该过程中除了重力做功，绳子上的拉力对该整体做正功，因此可知箱与箱中砝码整体机械能增加。（2）由平均速度代替到达处的瞬时速度，可得，则对，根据速度与位移的关系有，联立解得。（3）对、及砝码组成的系统整体由牛顿第二定律有，整理得，结合图像可得，，联立解得。10.某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为，内阻约为）、电压表〈量程为，内阻为），定值电阻（）电阻箱（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。（1）为了“准确”测出电池组的电动势和内阻，已在图甲所示虚线框中设计了部分电路图，请把该电路图补充完整______。（2）采集电压表读数和电阻箱的读数，作出了如图乙所示图像，已知图像的斜率为，纵截距为，则由物理规律可知图像中______、______。（用题目中所给的字母表示）（3）进一步研讨：图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与的电阻串联接在上述电池组上（若测得电池组的电动势、内阻），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为______（结果保留位有效数字）。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】（1）电路如图；（2）由闭合电路的欧姆定律，解得，可知图像中，；（3）设每个灯泡的电流为，电压为，则，即，将次函数关系画在灯泡的图像上可知，交点为，，则功率。11.如图所示，传送带倾斜放置，倾角为，以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从端冲上传送带，煤块刚好不会从传送带顶端冲出。己知煤块和传送带之间的动摩擦因数，取，求：（1）求之间的距离；（2）煤块在传送带上留下的划痕长度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）在煤块与传送带共速前，对煤块，由牛顿第二定律有，可得煤块的加速度大小，煤块运动时间，煤块运动的位移，煤块与传送带共速后，对煤块，由牛顿第二定律有，可得煤块的加速度大小，煤块速度减为零所用的时间间，煤块运动的位移，则之间的距离；（2）在煤块与传送带共速前，传送带运动的位移，传送带上痕迹长度，煤块与传送带共速后，对煤块上滑的过程，传送带的位移大小为，产生的划痕长度为，该过程中由于传送带的速度始终大于煤块的速度，因此产生的划痕与共速前的划痕重叠，此时有的划痕在煤块之前，有的划痕在煤块之后，设煤块从传送带顶端滑到底端所用时间为，则有，解得，该过程中传送带的位移，该过程中传送带运动方向与煤块运动方向相反，煤块之后的划痕随着煤块的下滑被覆盖，因此总的划痕长度为。12.、是固定在水面内间距为的两条光滑长直导轨，导轨位于竖直向上的匀强磁场中，、是用同种材料制成的两根长为的均匀金属棒，其质量，，金属棒的电阻为，开始、经静止垂直跨放在导轨上，它们之间的距离也为，导轨电阻忽略不计。现使棒以指向棒的初速度开始运动，运动中两棒与导轨始终垂直且接触良好。（1）若棒开始运动瞬间加速度大小为，求匀强磁场的磁感应强度大小；（2）若、运动中不会发生碰撞，求当棒的速度时棒上产生的焦耳热；（3）若、棒运动中发生弹性磁撞，不考虑碰撞过程中的电磁感应，最终、两棒之间的距离仍为，求匀强磁场的磁感应强度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）设棒的电阻为，由电阻定律：，可得，由牛顿第二定律：，，，，由以上各式可解得：；（2）棒的速度为时棒的速度为，由动量守恒定律：，解得：，设系统产生的总焦耳热为，由能量守恒：，由焦耳定律：，解得；（3）设碰撞前、棒速度分别为、，运动中某时刻、的速度分别为、，在此后时间内安培力的冲量大小为，对碰前或碰后过程进行累加可得：碰前，对：，对：，设碰撞后、的速度分别为、，最终、的速度为，，，碰后，对a：，由以上几式可解得：。13.如图所示，在卡诺循环的图象中，一定质量理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态，整个过程由两个等温和两个绝热过程组成。下列说法正确的是（）A.从到，气体的温度一直升高B.从到气体吸收的热量小于d到a气体放出的热量C.从到，单位体积中的气体分子数目增大D.从到，单位时间内单位面积上气体对器壁的碰撞次数减少E.气体经历一个循环过程，所做的总功等于段曲线与横轴所围的面积【答案】ACD【解析】由图像可知，，则从到，气体的温度一直升高，选项A正确；从到气体温度不变，体积变大，对外做功，做功的大小等于曲线与坐标轴围成的面积，气体吸收热量等于对外做功的数值；从到气体温度不变，体积减小，外界对气体做功，做功的大小等于曲线与坐标轴围成的面积，气体放出的热量等于外界对气体做功，因为曲线与坐标轴围成的面积大于曲线与坐标值围成的面积，可知从到气体吸收的热量大于到气体放出的热量，选项B错误；从到，气体体积减小，则单位体积中的气体分子数目增大，选项C正确；从到，压强减小，温度降低，分子平均速率减小，气体体积变大，气体的数密度减小，则单位时间内单位面积上气体对器壁的碰撞次数减少，选项D正确；由B的分析可知，气体经历一个循环过程，所做的总功等于图线所围的面积，选项E错误。故选ACD。14.如图所示，导热性能良好、内壁光滑的汽缸开口向上放置，其上端口装有固定卡环。质量、横截面积的活塞将一