四川省绵阳市2024届高中高三下学期第三次诊断性考试理科综合试卷-高中物理

试卷更新日期：2024-04-23 类型：高考模拟

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一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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，有选错的得0分。

1. 一小球在竖直平面内做匀速圆周运动。则该小球从最高点运动到最低点的过程中（）

A、动量不变 B、合外力做正功 C、在最高点机械能最大 D、在最低点向心力最大

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2. 热核材料有氘 ${}_{1}^{2}H$ 、氚 ${}_{1}^{3}H$ 和氦 ${}_{2}^{3}H e$ ，氘可以从普通液态氢的精馏过程进行分离获得，后两种材料制备的核反应方程分别为： $_{3}^{6} Li+X \to_{1}^{3} {H+}_{2}^{4} He$ ， $_{1}^{3} H \to_{2}^{3} He+Y$ ，则X和Y分别代表（　　）

A、中子，电子 B、电子，中子 C、质子，中子 D、质子，电子

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3. 天文学家分析观察数据，发现了目前最大的超大质量双黑洞，总质量相当于280亿倍太阳质量，黑洞之间相距24光年，若两者围绕其连线上某点做匀速圆周运动，已知太阳质量和引力常量，则可以计算出（）

A、任意一个黑洞的密度 B、黑洞各自做匀速圆周运动的半径 C、黑洞做匀速圆周运动的向心加速度 D、黑洞做匀速圆周运动的线速度大小之和

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4. 如图所示，将厚度为d，宽为b的长方体金属导体，水平放在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，当导体中通有向里的恒定电流I时，该导体左右两侧会产生稳定的电势差 $U_{H}$ ，这种现象叫做霍尔效应，电势差满足 $U_{H} = k I B$ ，其中k称为霍尔元件的灵敏度， $R_{H} = \frac{U_{H}}{I}$ 定义为霍尔电阻。若已知导体中单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷带电量大小为q，定向移动速度为v。则该霍尔元件的（　　）

A、k等于 $\frac{1}{n q b}$ B、k等于 $\frac{1}{n q d}$ C、 $R_{H}$ 随磁场减弱而变大 D、 $R_{H}$ 与导体的长度有关

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5. 我国特高压输电技术达到世界领先水平。在输电电线、输电效率相同时，采用超高压输电，输电电压为U，输电功率为P，输电距离s₁；采用特高压输电，输电电压2U，输电功率1.5P，输电距离为s₂。则两次输电距离s₁与s₂的比值为（　　）

A、5：8 B、3：4 C、3：5 D、3：8

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6. 篮球运动是深受学生热爱的一项体育运动。某同学练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示。若不计空气阻力，下列关于篮球在空中运动时的速度大小v，加速度大小a，动能 $E_{k}$ 和机械能E随运动时间t的变化关系中，可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，竖直平面内，半径为R半圆形光滑圆弧轨道中，有两个质量均为m，带等量异种电荷，电荷量大小均为 $R \sqrt{\frac{m g}{k}}$ 的a、b小球，在水平向右，场强为大小为 $\frac{3 \sqrt{m g k}}{2 R}$ 的匀强电场作用下，恰好能够静止在同一水平线上，且两者距离为 $\sqrt{2} R$ 。已知k为静电力常量，g为重力加速度，小球可视为质点，则（）

A、a带负电荷、b带正电荷 B、a带正电荷、b带负电荷 C、若两球的电荷量大小均变为原来的一半，两球仍能在原位置平衡 D、若两球的电荷量大小均变为原来的2倍，两球仍能在原位置平衡

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8. 如图所示，光滑轨道 $A B$ 与粗糙水平桌面 $B C$ 平滑相连，桌面 $B C$ 距地高度为H。现将质量为m的小球，从轨道上距离B点高h处的A点由静止释放，小球沿轨道运动并最终落在与C点水平距离为s的D点。小球在水平桌面 $B C$ 运动过程中，受到的阻力大小 $f = k v$ ，其中k是已知的常量，忽略空气阻力，重力加速度为g。若现将小球从距离B点高 $0.5 h$ 处由静止释放，小球通过 $B C$ 后仍然落在地面上，则（）

A、小球先后两次经过 $B C$ 段，速度变化量相同 B、小球先后两次经过 $B C$ 段，动能变化量相同 C、小球先后两次的落地点间距为 $(2 - \sqrt{2}) \sqrt{H h}$ D、小球先后两次的落地点间距为 $(2 - \sqrt{2}) \sqrt{s h}$

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二、非选择题：

9. 某同学设计如图所示的装置测量弹性轻杆（满足胡克定律）的劲度系数。图中A是待测弹性轻杆，竖直固定；B是一长度为L的轻质刚性杆，一端通过铰链与A连接，另一端与轻质平面镜M的中心O^'垂直固定相连，M在水平实验台上且可以绕连接点转动；C是装满细砂、总重为G的小桶；PQ是半径为r、带有弧长刻度的透明圆弧，O是PQ的中心。开始时，A下端不挂小桶C，B水平，圆弧PQ的圆心在M的中心O^'处，一束细光经PQ的O点水平射到平面镜O^'点后原路返回；测量时，A下端挂装满细砂的小桶C，可以认为同一束入射光仍射到M的O^'点，静止时，该同学读得反射光在透明圆弧上移动的弧长为s。
回答下列问题：

(1)、本实验采用了（选填“放大”或“控制变量”）法；

(2)、弹性轻杆A下端挂装满细砂小桶C，该同学测得A的形变量x=（用L、r、s表示）；

(3)、弹性轻杆A的劲度系数k=（用L、r、s、G表示）。

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10. 用如图a所示的电路图测量毫安表G的内阻，并改装成量程更大的电流表。已知G量程是 $3 mA$ ，内阻约为 $100 Ω$ 。电阻箱 $R_{0}$ 最大阻值为 $9999.9 Ω$ ，电源E电动势约为 $6 V$ ，内阻忽略不计。供选用的滑动变阻器有：甲，最大阻值为 $1 kΩ$ ；乙，最大阻值为 $3 kΩ$ 。
完成以下实验，并回答问题：

(1)、为完成实验，滑动变阻器 $R_{1}$ 应该选用；（选填“甲”或“乙”）

(2)、测量毫安表G的内阻。正确连接电路后，进行如下操作：
①断开 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ ，将 $R_{1}$ 接入电路的电阻调到最大值；
②闭合 $S_{1}$ ，调节（选填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{0}$ ”）使G满偏；
③闭合 $S_{2}$ ，调节（选填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{0}$ ”）使G半偏，记录其此时接入电路的阻值为 $R_{测}$ ；
④根据测量原理，可认为毫安表G的内阻 $R_{g}$ 等于 $R_{测}$ 。 $R_{测}$ 与灵敏电流计内阻真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。

(3)、将毫安表G改装成量程为 $30 mA$ 的电流表。根据测得的毫安表G的内阻 $R_{测}$ ，计算与毫安表G并联的定值电阻R的阻值。完成改装后，按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为 $16.0 mA$ 时，毫安表G指针位置如图c所示，说明改装电表量程不是 $30 mA$ ，这是由于毫安表G的内阻测量不准确造成的。要让改装电表量程为 $30 mA$ ，不必重新测量G的内阻，只需要将定值电阻R换成一个阻值为 $k R$ 的电阻，其中 $k =$ 。

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11. 如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑导轨，间距L=0.2m，上端接有定值电阻R（阻值未知），轨道平面与水平面的夹角θ=30°；间距d=0.1m的虚线EF、GH与导轨所围的区域有磁感应强度B=5T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场；正方形导体框abcd，边长为L=0.2m，每边电阻均为r=1.5Ω。导体框从ab与EF间距离为x=0.1m处由静止释放，ab边刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动，且ab两端的电压U_ab=0.25V。重力加速度g取10m/s²。求：
（1）正方形导体框总质量m；
（2）导体框ab边通过磁场区域的过程中，通过ab边的电荷量q及电阻R上产生的焦耳热Q。

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12. 如图所示，在 $x O y$ 平面内的匀强磁场垂直于平面向外， $x < 0$ 区域磁感应强度大小为B， $x \geq 0$ 区域磁感应强度大小为 $2 B$ 。一质量为 $2 m$ 、电荷量为 $+ 2 q$ 的粒子， $t = 0$ 时刻经过坐标原点O，分裂为质量、电荷量均为m、 $+ q$ 的粒子a和b，分裂后a速度方向沿x轴正方向，大小是 $2 v_{0}$ ， b速度方向沿x轴负方向，大小是 $v_{0}$ ；粒子a、b运动轨迹在y轴上的第一个交点是M点（图中未画出），不在y轴上的第一个交点是P点（图中未画出）。磁场在真空中，粒子重力和a与b间的库仑力均不计。

(1)、求带电粒子分裂后，粒子系统增加的动能 $Δ E_{k}$ ；

(2)、在下表中填写粒子a、b分别在 $x < 0$ 、 $x \geq 0$ 区域做匀速圆周运动半径R和周期T。不需要写出推算过程：
粒子
$x < 0$ 区域
（磁感应强度大小为B）
$x \geq 0$ 区域
（磁感应强度大小为 $2 B$ ）
半径
周期
半径
周期
a
$R_{a 1} =$
$T_{a 1} =$
$R_{a 2} =$
$T_{a 2} =$
b
$R_{b 1} =$
$T_{b 1} =$
$R_{b 2} =$
$T_{b 2} =$

(3)、求粒子a、b第一次通过M点的时间差 $Δ t$ ；

(4)、求P点的纵坐标 $y_{P}$ 。

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三、【物理选修3—3】

13. 如图所示，绝热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸内壁光滑。现在用外力F作用于活塞，使活塞缓慢向上移动，则此过程中理想气体（）

A、温度不变 B、单位时间内撞到器壁单位面积上的分子数增多 C、分子平均动能减小 D、内能减小 E、分子作用在气缸内壁单位面积的平均作用力减小

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14. 如图所示，是两位同学在参与游乐场中的“充气碰碰球”游戏的场景，用完全封闭的 $PVC$ 薄膜充气膨胀成型，人钻入中空的洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为 $0.75 m^{3}$ ，压强为 $1.4 \times 10^{5} Pa$ ，碰撞时气体最大压缩量为 $0.05 m^{3}$ ，已知球内气体压强不能超过 $2.0 \times 10^{5} Pa$ ，外界大气压 $1.0 \times 10^{5} Pa$ ，忽略碰撞时球内气体温度变化，球内气体可视为理想气体，求：
（1）压缩量最大时，球内气体的压强；
（2）为保障游戏安全，在早晨 $7 ℃$ 环境下充完气的碰碰球（球内压强 $1.4 \times 10^{5} Pa$ ），是否可以安全地在中午 $27 ℃$ 的环境下游戏碰撞，请通过计算判断。

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四、【物理选修3—4】

15. 如图所示，实线是一列简谱波在 $t_{1} = 0 s$ 时的波的图像，此时 $x = 1.5 m$ 的质点a正沿y轴负方向运动；虚线是 $t_{2} = 0 ． 25 s$ 时的波的图像，已知 $T < t_{2} - t_{1} < 2 T$ 。则这列波的传播方向沿x轴（选填“正”或“负”）方向，传播速度为 $m/s$ ，质点a从 $t_{1}$ 至 $t_{2}$ 在时间内通过的路程为 $cm$ 。

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16. 有一等腰直角三棱镜的截面 $A B C$ 如图所示， $A B = A C = L$ 。一束单色光从距A点 $\frac{\sqrt{3}}{6} L$ 的D点以 $θ$ 等于 $60 °$ 的角入射，折射后恰好照射到 $A C$ 的中点。光在真空中传播速度为c，求：
（1）三棱镜的折射率；
（2）单色光从D点入射，首次照射到 $B C$ 面的传播时间。

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粒子	$x < 0$ 区域（磁感应强度大小为B）		$x \geq 0$ 区域（磁感应强度大小为 $2 B$ ）
粒子	半径	周期	半径	周期
a	$R_{a 1} =$	$T_{a 1} =$	$R_{a 2} =$	$T_{a 2} =$
b	$R_{b 1} =$	$T_{b 1} =$	$R_{b 2} =$	$T_{b 2} =$