2024届四川省成都市成华区某校高三下学期“三诊”理综试题-高中物理【含答案解析】

高三三诊模拟考试理科综合二、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14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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，有选错或不答的得0分。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AB.电流表A2的示数为AC.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=0.75B.煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0C.煤块从最高点下滑到A端所用的时间为2sD.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2mgB.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）钩码质量/g01020304050弹簧总长度/cm5.005.506.006.507.00750弹力大小/N00.10.20.30.40.5(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/m10.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e B.b接d C.b接c D.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）①2.4×103②.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⑦L1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⑭34.[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