2024屆重慶市七校高三下學期三診物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024學年度七校高三第三次診斷考試物理試題試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1．答題前，務必將自己的姓名、準考證號等填寫在答題卡規(guī)定的位置上。2．答選擇題時，必須使用2B鉛筆將答題卡上對應題目的〖答案〗標號涂黑。3．答非選擇題時，必須使用0.5毫米黑色簽字筆，將〖答案〗書寫在答題卡規(guī)定的位置上。4．考試結(jié)束后，將答題卷交回。第Ⅰ卷（選擇題共43分）一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.圖中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅圖涉及不同的原子物理知識，其中說法正確的是（）A.根據(jù)圖（a）所示的三種射線在磁場中的軌跡，可以判斷出“1”為射線B.如圖（b）所示，發(fā)生光電效應時，入射光光強越強，光電子的最大初動能越大C.玻爾通過圖（c）所示的粒子散射實驗，揭示了原子核還可以再分D.利用圖（d）所示的氫原子能級示意圖，可以解釋氫原子光譜為何不是連續(xù)光譜〖答案〗D〖解析〗A．圖（a）所示放射源射出的三種射線在磁場中運動軌跡不同，射線帶正電，根據(jù)左手定則判斷出射線1為射線，故A錯誤；B．如圖（b）所示，發(fā)生光電效應時，根據(jù)光電效應方程可知入射光頻率越大，光電子的最大初動能也就越大，與入射光的強度無關(guān)，故B錯誤；C．盧瑟福通過圖（c）所示在α粒子散射實驗的基礎上，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯誤；D．利用圖（d）所示的氫原子能級示意圖，玻爾將量子觀念引入原子領域，并能夠解釋氫原子的光譜特征，氫原子能級是分立的，光譜也是分立的，故D正確。故選D。2.截至日前，巴以沖突已導致雙方超1.73萬人死亡，為了避免沖突，我國進一步加強軍事演練，假設在演練時士兵駕駛坦克向東的速度大小為v1，坦克靜止時射出的炮彈速度大小為v2（v2>v1），且出膛方向沿水平面內(nèi)可調(diào)整，坦克軌跡距離目標最近為d，忽略炮彈受到的空氣阻力和炮彈豎直方向的下落，且不計炮彈發(fā)射對坦克速度的影響，下列說法正確的是（）A.炮彈軌跡在地面上的投影是一條拋物線B.要想命中目標且炮彈在空中飛行時間最短，坦克發(fā)射處離目標的距離為C.炮彈命中目標最短時間為D.若到達距離目標最近處時再開炮，不管怎樣調(diào)整炮口方向，炮彈都無法射中目標〖答案〗C〖解析〗A．炮彈向東和向北的運動均為勻速直線運動，則合運動也是勻速直線運動，軌跡在地面上的投影是一條直線，故A錯誤；BC．若要炮彈命中目標且炮彈在空中飛行時間最短，則需要炮彈在正北方向的分速度最大，因此炮彈速度向北發(fā)射時時間最短，坦克發(fā)射處在正北方向離目標的距離為d，分速度大小為，則命中目標最短時間為由運動合成的定則可知，坦克發(fā)射處離目標的距離為故B錯誤，C正確；D．由于v2>v1，若到達距離目標最近處時再開炮，應調(diào)整炮口至西北方向，并使得沿正西方向的分速度大小與相等，此時可能射中目標，故D錯誤。故選C。3.如圖甲所示為烤腸機，香腸放置在兩根水平的平行金屬桿中間，其截面圖如圖乙所示。假設香腸可視為質(zhì)量為m的均勻圓柱體，烤制過程中香腸質(zhì)量不變，半徑變大。忽略摩擦及金屬桿的熱脹冷縮，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.香腸烤熟前，金屬桿1對烤腸的支持力大小為B.香腸烤熟后，金屬桿1對烤腸的支持力與豎直方向的夾角比烤熟前變大C.香腸烤熟后，金屬桿1對烤腸的支持力比烤熟前變大D.香腸烤熟后與烤熟前相比，兩根金屬桿對烤腸的合力不變〖答案〗D〖解析〗A．對香腸受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件有解得香腸烤熟前，金屬桿1對烤腸支持力大小為故A錯誤；BC．設金屬桿之間的距離為，金屬桿的直徑為，香腸的直徑為，根據(jù)幾何關(guān)系有香腸烤熟后，半徑變大，金屬桿1對烤腸的支持力與豎直方向的夾角比烤熟前變小，金屬桿1對烤腸的支持力比烤熟前變小，故BC錯誤；D．香腸烤熟后與烤熟前相比，兩根金屬桿對烤腸的合力與烤腸的重力平衡，等大反向，故兩根金屬桿對烤腸的合力不變，故D正確。故選D。4.“鵲橋二號”中繼星重1.2噸，天線長4.2米，設計壽命為8年。我國計劃2024年3月在文昌發(fā)射場使用長征八號運載火箭將“鵲橋二號”衛(wèi)星送入地月轉(zhuǎn)移軌道，進入環(huán)月圓軌道穩(wěn)定運行后，再通過兩軌道的交點A進入環(huán)月橢圓軌道，如圖所示。下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星的發(fā)射速度應該大于第二宇宙速度B.衛(wèi)星在A點從圓軌道進入橢圓軌道需要減速C.衛(wèi)星在圓軌道經(jīng)過A點比在橢圓軌道經(jīng)過A點的向心加速度更大D.在圓軌道的周期小于在橢圓軌道的周期〖答案〗B〖解析〗A．衛(wèi)星的發(fā)射速度應該大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。故A錯誤；B．衛(wèi)星在A點從圓軌道進入橢圓軌道屬于從高軌到低軌，需要減速。故B正確；C．根據(jù)解得可知衛(wèi)星在圓軌道經(jīng)過A點和在橢圓軌道經(jīng)過A點的向心加速度一樣大。故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第三定律可知衛(wèi)星在圓軌道的周期大于在橢圓軌道的周期。故D錯誤。故選B。5.在xOy平面內(nèi)有一固定點電荷Q，處有一粒子源發(fā)射同種帶正電的粒子，粒子速度大小相同，方向均在坐標平面內(nèi)，如圖所示。通過觀測發(fā)現(xiàn)沿直線抵達點和沿曲線抵達點的粒子速度大小相等，不考慮粒子間的相互作用和粒子的重力，則下列說法中正確的是（）AM、N兩點電場強度相同B.M、N兩點電勢相等C點電荷Q帶正電D.粒子從P點抵達M點過程中電勢能增加〖答案〗B〖解析〗AB．到達MN兩點粒子速度大小相等，兩粒子的初速度大小也相等，可知兩粒子動能變化相等，電場力做功相等，可知，則M、N兩點電勢相等，由于是在點電荷電場中，可知MN兩點在以點電荷為圓心的同一圓周上，場強大小相等，但是方向不同，選項A錯誤，B正確；CD．由以上分析可知，點電荷的位移在MN連線的垂直平分線上，因到達M點的粒子做直線運動，可知點電荷也一定在x軸上，可知點電荷一定在原點O，根據(jù)帶正電的兩粒子的運動軌跡可知，點電荷一定帶負電，粒子從P點抵達M點過程中電場力做正功，電勢能減小，選項CD錯誤。故選B。6.“戰(zhàn)繩”是一種近年流行的健身器材，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動繩子使繩子振動起來（圖甲）。以手的平衡位置為坐標原點，圖乙是健身者右手在抖動繩子過程中某時刻的波形，若右手抖動的頻率是0.5Hz，下列說法正確的是（）A.該時刻P點的位移為B.再經(jīng)過0.25s，P點到達平衡位置C.該時刻Q點的振動方向沿y軸負方向D.從該時刻開始計時，質(zhì)點Q的振動方程為〖答案〗B〖解析〗ABC．由題可知，振幅，頻率，由圖可知波的波長為，波向右傳播，該時刻P點得振動方向沿y軸負方向，Q點的振動方向沿y軸正方向，故從該時刻開始計時P點的振動方程為故時P點的位移為當時P點的位移為P點到達平衡位置，AC錯誤，B正確；D．從該時刻開始計時，質(zhì)點從平衡位置向上振動，故質(zhì)點Q振動方程為D錯誤。故選B。7.如圖所示，兩端分別固定有小球A、B（均視為質(zhì)點）的輕桿豎直立在水平面上并靠在豎直墻面右側(cè)處于靜止狀態(tài)。由于輕微擾動，A球開始沿水平面向右滑動，B球隨之下降，在B球即將落地的過程中兩球始終在同一豎直平面內(nèi)。已知輕桿的長度為l，兩球的質(zhì)量均為m，重力加速度大小為g，不計一切摩擦，下列說法正確的是（）A.A球動能最大時對水平面的壓力大小等于2mgB.豎直墻面對B球的沖量大小為C.輕桿對A球先做正功后做負功D.A球的最大動能為〖答案〗C〖解析〗AD．假設小球B能一直沿著墻面向下運動，設輕桿與水平方向的夾角為θ時，兩小球的速度大小分別為、，根據(jù)關(guān)聯(lián)速度知識，兩小球沿桿方向速度相等，可得解得由根據(jù)機械能守恒，則有運用數(shù)學知識，整理可得當，取等號，說明小球A的動能先增大后減小，即桿中先存在擠壓的內(nèi)力，之后出現(xiàn)拉伸的內(nèi)力，當桿中內(nèi)力為0時，A球的動能最大，最大動能為此時對水平面的壓力大小等于mg，AD錯誤；B．當桿中存在擠壓的內(nèi)力，此時墻壁對B球有沖量，又由于在運動過程中B球水平方向速度始終為零，所以豎直墻面對B球的沖量大小等于桿對B球在水平方向的沖量大小，進一步可知豎直墻面對B球的沖量大小等于桿對A球在水平方向的沖量大小，該過程就是A球獲得最大動量過程，由動量定理，可知B錯誤；C．因為桿中先存在擠壓的內(nèi)力，之后出現(xiàn)拉伸的內(nèi)力，所以輕桿對A球先做正功后做負功，C正確。故選C。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分。8.一束光穿過介質(zhì)1、2、3時，光路如圖所示，則（）A.三種介質(zhì)的折射率B.相對于介質(zhì)1來說，介質(zhì)2是光疏介質(zhì)C.光在介質(zhì)中的速度D.當入射角由逐漸增大時，在2、3分界面上可能發(fā)生全反射〖答案〗AB〖解析〗AB．由圖可知，光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2中折射角大于入射角，則，光從介質(zhì)2射入介質(zhì)3中折射角小于入射角，則，據(jù)光的可逆性知，光從2射向1或從2射向3時，入射角相等，從折射角上可判斷，所以有，可知相對于介質(zhì)1來說，介質(zhì)2是光疏介質(zhì)，故AB正確；C．根據(jù)公式由于則有故C錯誤；D.當入射角由逐漸增大時，光從2到3是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，全反射只有光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時才能發(fā)生，所以在此界面上不會發(fā)生全反射，故D錯誤。故選AB。9.如圖所示，變壓器為理想變壓器，為定值電阻，在兩端接入電壓有效值為的正弦交流電，則下列判斷正確的是（）A.閉合，向下滑，兩端電壓變大 B.閉合，向下滑，端輸入的功率變小C.斷開，向下滑，消耗的功率增大 D.斷開，向下滑，變壓器輸入功率變小〖答案〗AC〖解析〗A．S閉合，向下滑，原線圈匝數(shù)變小，根據(jù)變壓比可知，副線圈兩端電壓增大，故A正確；B．閉合，向下滑，由于輸入的功率等于消耗的功率，兩端電壓變大，消耗的功率變大，故B錯誤；C．斷開，向下滑，設原線圈電路中的電流為，則當變小時，變大，這時消耗的功率增大，故C正確；D．斷開，向下滑，變壓器輸入功率由于與成非單調(diào)性，因此無法判斷變壓器輸入功率是變大還是變小，故D錯誤。故選AC。10.如圖所示，水平面內(nèi)有兩根間距為d的光滑平行導軌，右端接有電容為C的電容器。一質(zhì)量為m的導體棒固定于導軌上某處，輕繩一端連接導體棒，另一端繞過定滑輪下掛一質(zhì)量為M的物塊。由靜止釋放導體棒，物塊下落從而牽引著導體棒向左運動?？臻g中存在垂直導軌平面的勻強磁場，磁場磁感應強度大小為B，不計導體棒和導軌的電阻，忽略繩與定滑輪間的摩擦。若導體棒運動過程中電容器未被擊穿，導體棒始終與導軌接觸良好并保持垂直，重力加速度為g，則在物塊由靜止下落高度為h的過程中（）A.物塊做加速度逐漸減小的加速運動B.物塊與導體棒組成的系統(tǒng)減少的機械能等于導體棒克服安培力做的功C.輕繩的拉力大小為D.電容器增加的電荷量為〖答案〗BCD〖解析〗A．根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為電容器兩端電壓在時間內(nèi)的變化量為在時間內(nèi)電容器儲存的電荷量的變化量為則回路中的電流為導體棒所受安培力為根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立解得易知物塊做勻加速直線運動。故A錯誤；B．根據(jù)能量守恒可知物塊與導體棒組成的系統(tǒng)減少的機械能等于導體棒克服安培力做的功。故B正確；C．對物塊受力分析，由牛頓第二定律可知解得故C正確；D．電容器增加的電荷量為又解得故D正確。故選BCD。第Ⅱ卷（非選擇題共57分）三、實驗題：本題共2小題，11題7分，12題9分，共16分。11.圖甲為某同學在利用氣墊導軌、滑塊、數(shù)字計時器、光電門等器材驗證動量守恒定律的實驗裝置圖。該實驗用到兩個相同的光電門1和2及兩個質(zhì)量分別為和的滑塊和B，兩滑塊上分別固定有寬度相同、質(zhì)量不計的長方形遮光片，滑塊的右側(cè)和滑塊B的左側(cè)分別帶有一個彈性片。實驗過程中，將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平后，滑塊、B分別被左右兩側(cè)的彈射架水平彈射出去，在兩個光電門之間發(fā)生正碰后又分別經(jīng)過光電門1和2而返回。（1）用精度為的游標卡尺測量遮光片的寬度，示數(shù)如圖乙所示，測得本實驗中遮光片的寬度__________。（2）某次測量中，數(shù)字計時器記錄的遮光片通過光電門的遮光時間為，則滑塊的速度大小為__________（結(jié)果保留位有效數(shù)字）。（3）若某次實驗過程中，與光電門連接的數(shù)字計時器先后兩次記錄的遮光時間分別為和，與光電門2連接的數(shù)字計時器先后兩次記錄的遮光時間分別為和，則驗證動量守恒定律的表達式為__________（用題目中的物理量符號表示）〖答案〗（1）（2）（3）〖解析〗【小問1詳析】游標卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)及游標尺讀數(shù)之和，主尺讀數(shù)為，游標尺讀數(shù)為，則遮光片的寬度為【小問2詳析】數(shù)字計時器記錄的遮光片通過光電門的遮光時間為，則滑塊的速度大小為【小問3詳析】兩滑塊碰前碰后的速度大小根據(jù)求出，取水平向右為正方向，則兩滑塊碰前的總動量為：，兩滑塊碰后的總動量為：。則可得驗證動量守恒定律的表達式為12.某同學利用DIS系統(tǒng)、定值電阻R0、電阻箱R等實驗器材研究兩節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗裝置如圖甲所示。首先測量電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗時多次改變R的阻值，用電流傳感器測得對應的電流值I，在計算機上顯示出如圖乙所示的的關(guān)系圖線。（1）某次實驗電阻箱調(diào)節(jié)后如圖丙所示，則此時電阻箱的讀數(shù)為________Ω。（2）若定值電阻，令，，由圖乙中實驗圖線的擬合方程可得，電池的電動勢E=________V，內(nèi)阻r=________Ω。（3）根據(jù)實驗測得的電池的R、I數(shù)據(jù)，若令，，則由計算機擬合得出的y-x圖線如圖丁所示，則圖線最高點A的坐標值應為x=________Ω，y=________W（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）?！即鸢浮剑?）12.0（2）2.0（3）2.00.22〖解析〗【小問1詳析】由電阻箱的讀數(shù)規(guī)則可知，此時電阻箱的讀數(shù)為【小問2詳析】[1]由閉合電路歐姆定律有整理則有結(jié)合題中圖線的〖解析〗式，有解得[2]由解得【小問3詳析】[1][2]分析題圖中電路可知，外電路的用電器為電阻R和，結(jié)合題意可知，題圖的y軸為電池的輸出功率，題圖的x軸為外電路的電阻。對電池有結(jié)合題圖有由之前的分析可知題圖中A點為y最大值，由上述公式可知，當x=r時，即外電路電阻等于電池內(nèi)阻時，取得最大值，所以四、計算題：本題共3小題，13題10分，14題13分，15題18分，共41分。13.如圖甲所示，導熱性能良好的圓柱形汽缸放在水平地面上，開口向上，用橫截面積為S的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到汽缸底部的距離為h，此時環(huán)境溫度為T。(熱力學溫度)。已知大氣壓強恒為p0，活塞的質(zhì)量為m=現(xiàn)將一質(zhì)量也為m的重物輕放在活塞上，同時緩慢升高環(huán)境溫度，活塞靜止后到汽缸底部的距離為h(如圖乙所示)，該過程氣體從外界吸收的熱量為Q。重力加速度為g，不計活塞與汽缸之間的摩擦，求：(i)最終氣體的熱力學溫度T(ii)上述過程中氣體內(nèi)能的變化量ΔU〖答案〗(ⅰ)；(ⅱ)〖解析〗(i)圖甲中，汽缸內(nèi)氣體的壓強圖乙中，汽缸內(nèi)氣體的壓強由理想氣體狀態(tài)方程得聯(lián)立解得(ii)上述過程中外界對氣體做功為由熱力學第一定律知聯(lián)立解得14.如圖所示，電場強度為E的勻強電場中有一光滑水平絕緣平面，一根輕彈簧左端固定在平面上，右端拴接一個帶正電的絕緣物塊甲，平衡時物塊甲靜止在a點。某時刻在b點由靜止釋放帶有正電的絕緣物塊乙，乙與甲發(fā)生碰撞后一起向左運動但未粘連，當甲、乙一起返回到c點時，彈簧恰好恢復原長，甲、乙速度剛好為零。若在d點由靜止釋放乙，乙與甲發(fā)生碰撞后仍一起壓縮彈簧運動，返回到c點時甲、乙分離，分離后，乙剛好能夠返回到e點（未畫出）。已知物塊甲、乙可視為質(zhì)點，質(zhì)量均為m，電荷量均為q，a、b間距離為L，a、c間距離以及b、d間距離均為，忽略甲、乙間的庫侖力。求：（1）初始狀態(tài)彈簧儲存的彈性勢能；（2）e點與a點的距離。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）乙從b到a由動能定理得解得乙與甲碰撞前的速度