2024届四川省广安市等九市联考高三下学期第二次诊断性考试理综试题-高中物理（解析版）

广安市高2021级第二次诊断性考试理科综合本试卷满分300分，考试时间150分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，同铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干亭后，再远涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：H-1C-12O-16第Ⅰ卷（共计126分）一、选择题：1.图（a）所示的送餐机器人从过道上甲处静止出发做直线运动到乙处停下，其位移x与时间t的关系曲线如图（b）。若将机器人视为质点，则从甲到乙机器人的运动依次是（）A.匀加速运动，匀速运动，匀减速运动B.加速度减小的加速运动，匀速运动，加速度增大的减速运动C.加速度增大的加速运动，匀速运动，加速度减小的减速运动D.加速度增大的加速运动，匀加速运动，加速度减小的减速运动【答案】A【解析】【详解】根据匀变速直线运动位移与时间关系可得，若图线为抛物线，则物体做匀变速直线运动，且x-t图线切线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，物体的速度先增大，后不变，再减小，则物体应先做匀加速运动，后做匀速运动，再做匀减速运动。故选A。2.科学史上，有一项发现的核反应方程是。如图，让核和X核从S点沿图示垂直于磁场的方向进入有界匀强磁场区域，若仅考虑磁场对核的洛伦兹力，则在磁场中（）A.核和X核的径迹均在Ⅰ区B.核的径迹在Ⅱ区，X核的径迹在Ⅰ区C.核和X核运动的半径之比一定为17:8D.核和X核运动的周期之比一定为17:8【答案】D【解析】【详解】AB．核反应前后质量数和电荷数守恒，所以X为质子，根据左手定则可知，在S点两粒子均受到竖直向下的洛伦兹力，其径迹均在Ⅱ区，故AB错误；C．根据洛伦兹力提供向心力有所以由于两粒子的速度大小未知，所以不能确定半径大小关系，故C错误；D．粒子运动的周期为所以运动的周期之比一定为17:8，故D正确。故选D3.如图，甲、乙、丙是地球赤道平面内绕地心运动的三颗人造卫星，甲、丙的轨道为圆，乙的轨道为椭圆。则三颗卫星（）A.在轨道上运行的周期关系是：B.在轨道上1、2、3位置的加速度大小关系是：C.在轨道上1、2、3位置的速率关系一定是：D.在轨道上1、2、3位置所受的万有引力大小关系一定是：【答案】B【解析】详解】A．根据开普勒第三定律可得卫星在1、2、3轨道运行时轨道半径或者半长轴增大，所以周期增大，即故A错误；B．根据牛顿第二定律有所以卫星在1、2、3处与地球球心间的距离增大，则加速度减小，即故B正确；C．根据万有引力提供向心力有所以所以但无法确定v2与v3的大小关系，故C错误；D．由于不知道三颗卫星的质量关系，所以不能确定在轨道上1、2、3位置所受的万有引力大小关系，故D错误。故选B。4.钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，再经出发区、滑行区和减速区的一系列直道、弯道后到达终点、用时少者获胜。图（a）是比赛中一运动员在滑行区某弯道的图片，假设可视为质点的人和车的总质量m=90kg，其在弯道上P处做水平面内圆周运动的模型如图（b），车在P处既无侧移也无切向加速度，速率v=30m/s，弯道表面与水平面成θ=53°，不计摩擦力和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。则在P处（）A.车对弯道的压力大小为900NB.人对车的压力大小为1500NC.人和车做圆周运动的半径为67.5mD.人和车的加速度大小为7.5m/s2【答案】C【解析】【详解】A．对人和车受力分析，如图所示根据几何关系有根据牛顿第三定律可得，车对弯道的压力大小为1500N，故A错误；B．由于不知道人的质量，所以无法确定人对车的压力，故B错误；CD．根据牛顿第二定律可得解得，故C正确，D错误。故选C。5.如图，质量为M、半径为R的圆环状光滑绝缘细杆用三根交于O点的等长细线悬挂于水平面内，每根细线与竖直方向均成30°角；杆上套有三个可视为质点的带正电小球，每个小球的质量均为m、电荷量均为q；小球间的间距相等，球和杆均静止。重力加速度大小为g、静电力常量为k。则（）A.每根细线对杆的拉力大小为 B.每根细线对杆的拉力大小为C.每个小球受到的库仑力大小为 D.每个小球对杆的弹力大小为【答案】D【解析】【详解】AB．对杆和小球整体，竖直方向有解得细线对杆的拉力大小为故AB错误；C．根据题意可得，两个小球间的距离为所以每个小球受到的库仑力大小为故C错误；D．每个小球对杆的弹力大小为故D正确。故选D。6.一变压器在纸面内的剖面如图，原线圈连接足够长且电阻不计的平行双导轨，导轨处于垂直纸面向里的匀强磁场中、金属棒MN与导轨接触良好且垂直于导轨，副线圈连接灯泡L和电容器C，A为理想交流电流表。则（）A.当MN匀速向左运动时，灯泡可能发光，A表有示数B.当MN加速向左运动时，a点电势低于b点电势C.当MN沿导轨简谐运动（不接触线圈）时，灯泡一定不发光D.当MN沿导轨简谐运动（不接触线圈）时，A表有示数【答案】BD【解析】【详解】A．当MN匀速向左运动时，左侧回路中电流恒定，所以左侧线圈产生恒定的磁场，穿过右侧线圈的磁通量不变，右侧线圈将不产生感应电流，所以灯泡不发光，电流表无示数，故A错误；B．当MN加速向左运动时，穿过右侧线圈的磁通量不断增大，且磁场方向向上，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，根据右手螺旋定则可知，回路中电流方向为逆时针方向，所以a点电势低于b点电势，故B正确；CD．当MN沿导轨简谐运动（不接触线圈）时，左侧回路中产生正弦交变电流，右侧回路也为交变电流，所以灯泡发光，电容器将进行充放电，电流表有示数，故C错误，D正确。故选BD。7.图（a）所示的后排进攻是排球比赛中一种重要进攻手段。假设某次后排进攻可简化为图（b）所示模型，甲运动员以极短的时间∆t=0.01s完成击球，将初速度为零的排球从O点以水平速度击出，球恰好打到拦网队员乙的手指P后飞出。已知排球质量m=0.26kg，O、P的水平距离L=3m，O、P的高度差h=7.2cm。球视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则可知（）A.球被甲击出时的速率约为72km/h B.球被甲击出时的速率约为90km/hC.甲对球的平均作用力大小约为650N D.甲对球的平均作用力大小约为520N【答案】BC【解析】【详解】AB．球被甲击出后做平抛运动，设球被甲击出时的速率为v0，运动时间为t，则有联立解得v0=25m/s=90km/h故A错误，B正确；CD．甲运动员完成击球的时间∆t=0.01s，设甲对球的平均作用力大小为F，由动量定理得将已知量代入上式可解得F=650N故C正确，D错误。故选BC。8.某工厂用水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜圈。为了检测出个别未闭合的不合格铜圈，让图示传送带以速度v匀速通过一方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场区域，进入磁场前，铜圈与传送带相对静止且等距离排列，根据穿过磁场后铜圈间的距离，就能检测出不合格铜圈。已知铜圈质量为m，边长为L，每条边的电阻为R，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（）A.由图可知，3号铜圈不合格B.合格铜圈进入磁场的过程中，通过该铜圈的电荷量为C.要利用该系统识别不合格铜圈，铜圈与传送带之间的动摩擦因数必须小于D.如果该系统能识别边长为L的不合格铜圈，那么该系统也一定能识别同种材料制成的边长为2L的不合格铜圈【答案】AD【解析】【详解】A．若铜圈不合格，则铜圈未闭合，铜圈穿过磁场过程中没有感应电流产生，铜圈不受安培力，铜圈相对传送带没有相对位移，由图可知，铜圈3相对传送带没有相对位移，是不合格的铜圈，A正确；B．合格铜圈进入磁场的过程中，通过该铜圈的的电荷量为B错误；C．要利用该系统识别不合格铜圈，对铜圈铜圈所受安培力解得铜圈与传送带之间的动摩擦因素为C错误；D．若该系统能识别同种材料制成的边长为的不合格铜圈，则同规格合格铜圈安培力满足假设成立，D正确。故选AD。第Ⅱ卷（共计174分）二、非选择题：9.为研究小灯泡的伏安特性，实验室提供了下列器材：A.电源E（电动势4.5V，内阻很小）；B.小灯泡L（额定电压4V，额定电流0.7A）；C.电压表V（量程6V，内阻约6kΩ）；D.电流表A（量程0.6A，内阻0.25Ω）；E.定值电阻（阻值1Ω）；F.滑动变阻器R（最大阻值5Ω）；G.开关一个；H.导线若干。（1）甲设计的电路如图（a）。某次测量中，V表和A表的指针稳定在图（b）所示位置，则V表的示数为______V（不需估读），测得此时灯泡的功率约为______W（保留2位有效数字）。（2）乙设计的电路如图（c）。两种设计比较，______（选填“甲”或“乙”）的测量精度更高。（3）该小灯泡的伏安特性曲线最有可能是（）A. B. C. D.【答案】（1）①.3.2②.2.08（2）乙（3）C【解析】小问1详解】[1]电压表如图b所示，分度值为0.2V，示数为3.2V。[2]电流表如图b所示，分度值为0.02A，示数为0.52A，电流表两端电压为定值电阻中电流为灯泡功率为【小问2详解】电流表内阻已知，若用伏安法测量，乙图实验原理无误差，图乙的测量精度更高。【小问3详解】I−U图像上点与原点连线的斜率倒数等于灯丝电阻，而灯丝电阻随温度升高而增大，即灯丝电阻随灯泡电压与电流的增大而增大，故I−U图像上点与原点连线的斜率应逐渐减小，故选C。10.某兴趣小组设计了一个测量动摩擦因数的实验，①如图（a），将倾斜段和水平段连接构成的铝板固定在水平桌面上；②让小铁块从倾斜段上A点静止释放，铁块最终停在水平段上B点；③利用铅垂线找到A点在桌面的投影点A′，测出A到A′的高度h和A′到B的水平距离s；④改变释放位置重复多次实验，得到多组h和s的数值。（1）实验得到多组h和s的数值如下表，请在图（b）中作出s-h关系图线________。h/cm10.0015.0020.0025.0030.00s/cm19.9032.7048.1057.606980（2）根据图线求得动摩擦因数μ=________。（保留1位有效数字）（3）重复实验发现，s-h图线总是在横轴上有一固定截距，该截距的物理意义是________。（4）实验中铁块通过倾斜段与水平段转接点处有机械能损失，损失量与通过时的动能成正比，这会导致动摩擦因数的测量值________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。（5）为了消除铁块在转接点处的机械能损失，兴趣小组中某位同学建议将倾斜段做成图（c）所示圆弧面，其末端与水平段相切，仍然通过测量h和s求得动摩擦因数。该方案是否可行？________（选填“可行”或“不可行”）。【答案】（1）见详解（2）0.4（3）铝板厚度（4）大于（5）不可行【解析】【小问1详解】【小问2详解】设斜面的倾角为θ，在斜面上铁块位移大小为x1，在水平面上铁块位移大小为x2，铝板的厚度为d，对整个过程，根据动能定理得而铁块水平位移大小s为联立以上两式解得式中即s-h图线的斜率，由图线可求得故得μ=0.4【小问3详解】根据上述结果可知，s-h图线总是在横轴上有一固定截距，该截距的物理意义是铝板的厚度；【小问4详解】如果实验中铁块通过倾斜段与水平段转接点处有机械能损失，损失量与通过时的动能成正比，则铁块在水平段的初动能减小，水平位移x2就会减小，s的测量值偏小，由可知，这会导致动摩擦因数的测量值大于其真实值。【小问5详解】因为物体做圆周运动时有向心力，导致支持力大于重力垂直于切面的分力，从而摩擦力偏大，故该方案不可行。11.某同学研究碰撞中动能损失的装置如图所示，竖直面内，光滑弧形轨道AB和光滑圆弧轨道CD分别与水平粗糙轨道BC相切于B和C点，圆弧半径R=0.4m，BC长L=2m。某次实验中，将质量m=0.4kg的滑块从弧形轨道上高h=1.4m处静止释放，滑块第一次通过圆弧轨道最高点Q时对轨道的压力大小F=4N，此后，滑块与水平轨道发生时间极短的碰撞后速度方向竖直向上，进入轨道后滑块刚好能够通过Q点。滑块可视为质点，重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ：（2）碰撞过程中动能的损失率η（动能损失量与碰前动能的百分比）。【答案】（1）0.1；（2）16.7%【解析】【详解】（1）滑块第一次通过Q时，由牛顿第三定律知，滑块所受轨道的弹力大小为由牛顿第二定律有代入数据得从释放到Q，由动能定理有代入数据解得（2）滑块在D点正下方与水平轨道碰撞，设滑块碰前与碰后的动能分别为Ek1和Ek2，从Q到碰前，由机械能守恒定律有滑块第二次通过Q时，所受轨道的弹力为零，由牛顿第二定律有代入数据得从碰后到Q，由机械能守恒定律有所以12.如图，在y>a区域有方向沿y轴负方向的匀强电场，y<a区域有方向垂直xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。t=0时刻，质量为m的甲粒子从（，）点静止释放，另一质量为2m的乙粒子，刚好以沿x轴负方向的速度通过x轴上Q点，当甲第一次经过原点O时，甲、乙恰好相遇并发生时间极短的对心碰撞，且碰后甲、乙还能再次碰撞。假设甲的电荷量始终为q（q>0）、乙始终不带电，碰撞过程中无能量损失，不计粒子重力。求：（1）电场强度的大小；（2）甲粒子第一次到达原点O的时刻；（3）Q点的横坐标。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）如图所示甲在电场中做匀加速直线运动，设场强为E，甲进入磁场时的速率为；由动能定理有甲在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，有因甲、乙第一次相碰于原点O，则有联立解得，（2）甲在电场中的运动时间为，由运动学规律有解得设碰撞前在磁场中的运动时间为，甲做圆周运动的周期为故有故甲第一次到达原点O的时刻为（3）根据题意，甲、乙第一次碰撞后速度必然沿水平方向，甲做轨迹与x轴相切的匀速圆周运动，乙做水平方向的匀速直线运动。甲、乙要想再次碰撞，只有一种可能，即第一次碰后乙的速度恰好为0。设乙碰撞前的速率为，由于其不带电，因此做匀速直线运动。设甲第一次碰撞后的速度为，以向右为正方向，碰撞过程中，甲、乙组成的系统动量守恒、机械能守恒由动量守恒定律有机械能守恒定律有解得，即因时刻，乙刚好通过Q点，故乙由Q到O的时间即甲第一次碰撞前的运动时间，故乙在第一次碰撞前运动的距离为解得Q点的横坐标为13.下列说法正确的是（）A.水和酒精混合后体积会变小，是因为水分子和酒精分子间存在引力B.完全失重的空间实验室中，悬浮液体将呈绝对球形C.烧水过程中，随水温的升高，每个水分子热运动的速率都将增大D.大块岩盐是晶体，粉碎后的岩盐小颗粒仍然是晶体E.夏天空调制冷时，热量能够从温度较低的室内传递到温度较高的室外，这一现象不违背热力学第二定律【答案】BDE【解析】【详解】A．水和酒精混合后体积会变小，是因为水分子和酒精分子间存在间隙，A错误；B．完全失重的空间实验室中，重力对液体没有了影响，在表面张力作用下，悬浮液体将呈绝对球形，B正确；C．烧水过程中，随水温的升高，分子的平均速率变大，并非每个气体分子运动的速率都增加，C错误；D．大块岩盐是晶体，由于岩盐颗粒内部的结构没有变化，粉碎后的岩盐小颗粒仍然是晶体，D正确；E．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，要消耗电能，产生了其它影响，所以制冷机的工作仍遵守热力学第二定律，E正确。故选BDE。14.为测量小车加速度，某同学设计了图示装置，圆柱形气缸固定在车厢底面，水平轻弹簧分别连接活塞与车厢右壁，活塞可在气缸内无摩擦滑动，缸内密闭着气体，当温度时，弹簧无形变，活塞与缸底间的气柱长L=9cm。已知活塞质量m=1kg、横截面积，外界大气压强，弹簧形变始终在弹性限度内。（1）小车静止，缓慢加热缸内气体，使其温度由升至，活塞静止时，弹簧压缩量为。试求弹簧的劲度系数；（2）小车某次运动过程中，保持温度不变，活塞相对气缸静止时，弹簧伸长量为。试求小车的加速度（保留3位有效数字）。【答案】（1）800N/m；（2）5.85m/s2，水平向右【解析】【详解】对缸内气体，状态1（弹簧无形变）、、状态2（弹簧处于压缩状态）、从状态1到状态2，由理想气体状态方程有可得代入数据解得状态2，对活塞由力的平衡条件得代入数据解得状态3（弹簧处于伸长状态）从状态1到状态3，温度不变，由玻意耳定律有代入数据得状态3，规定向右为正方向，对活塞由牛顿第二定律有代入数据解得