四川省广安市2023届高三下学期第二次诊断性考试理综物理试题
一、单选题
1．（2023·四川·统考二模）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料—作为发电能源为火星车供电。中的元素是，它发生衰变的半衰期是87.7年，下列说法中正确的是（ ）
A．经一次衰变会有1个中子转变为1个质子
B．发生衰变的核反应方程为
C．原子核经过87.7年其质量变为原来的
D．升高温度可以加快的衰变
2．（2023·四川·统考二模）在真空中的固定点电荷Q形成的电场中，将检验电荷分别放在A、B两点，测得检验电荷所受电场力的大小F与其电荷量q的函数关系图像如图中a、b图线所示，则A、B两点与点电荷Q的距离之比为（ ）
A．1:2 B．2:1 C．1:4 D．4:1
3．（2023·四川·统考二模）如图所示，甲、乙两个材料和粗糙程度均相同的斜面固定在水平面上，甲、乙两斜面的高度与长度的比值分别为、。一小木块分别沿甲、乙两斜面下滑的加速度大小之比为1∶2，该小木块与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A．0.2 B．0.3 C．0.4 D．0.5
4．（2023·四川·统考二模）如图甲所示，水平面上放有一白色长木板，木板上放有一可视为质点的小煤块。木板在水平外力F的作用下先做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，最终停止，图像如图乙中的折线a所示。小煤块在木板上滑动的图像如乙中的折线b所示。小煤块最终在长木板上留下的痕迹长度为（ ）
A．1m B．2m C．3m D．5m
5．（2023·四川·统考二模）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，导轨上静止放置两根完全相同粗细均匀的导体棒ab、cd，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。现给ab棒一个平行于导轨的初速度并开始计时，不计电磁辐射及金属导轨的电阻，导体棒ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，下列关于棒ab、cd中产生的感应电动势、、回路中的感应电流i、导轨间的电压u与时间t的函数关系图像中，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
6．（2023·四川·统考二模）滑沙运动是继滑冰、滑水、滑雪和滑草之后又一新兴运动，它使户外运动爱好者在运动的同时又能领略到沙漠的绮丽风光。如图所示，质量为50的人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线匀加速下滑，经过10s到达坡底，速度大小为20。已知沙坡斜面的倾角为30°，重力加速度g取10，下列关于此过程的说法中正确的是（ ）
A．人的重力势能减少
B．人的动能增加
C．人的机械能减少
D．人克服阻力做功
7．（2023·四川·统考二模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈回路中串联一个阻值为4R的定值电阻，a、b端与一正弦交流电源连接，副线圈与多个阻值均为R的定值电阻通过开关S接入电路。电流表A和电压表V均为理想电表，电源电压保持不变，下列说法中正确的是（ ）
A．开关S闭合越多，电流表A示数越大
B．开关S闭合越多，电压表V示数越大
C．开关S闭合越多，变压器的输出功率越大
D．只闭合一个开关S时，变压器的输出功率最大
8．（2023·四川·统考二模）如图所示，直角三角形位于纸面内，，边长为。垂直于纸面向外的匀强磁场被限定在直角三角形区域内。质量为m、电荷量为的粒子从A点以速度v沿纸面射入磁场区域，刚好从C点离开磁场。粒子重力不计，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场磁感应强度的最大值为
B．粒子通过磁场的最长时间为
C．粒子在磁场做匀速圆周运动的最小周期为
D．粒子在磁场做匀速圆周运动的最大角速度为
9．（2023·四川·统考二模）关于一定质量的理想气体，下列过程可能发生的有（ ）
A．对外做功、温度升高、吸收热量
B．压强增大、体积增大、内能减小
C．体积减小、温度升高、对外做功
D．放出热量、内能增加、体积减小
E．压强减小、对外做功、温度降低
10．（2023·四川·统考二模）如图所示，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。图中虚线是两个以O点为圆心的同心圆弧。时，距O点0.75m的P点开始向上振动；时，距O点1.20m的Q点也开始振动，此时P点恰好第三次到达波峰。关于该简谐横波，下列说法中正确的是（ ）
A．周期为0.15s
B．波长为0.20m
C．当P点在波谷时，Q点在平衡位置且向下振动
D．P、Q间连线上始终有5个以上的点处于最大位移
E．质点P起振后，在任意一个时间内，路程都不会超过一个振幅
三、实验题
11．（2023·四川·统考二模）某课外学习小组在做“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”实验时，测量出不同弹力F下弹簧的长度l，作出的图像如图甲所示。由此可知，弹簧的劲度系数是___________。学习小组用这根弹簧制作了一个简易的弹簧秤如图乙所示，图乙中虚线指针所对应处的刻度是___________N，该弹簧秤的量程是___________N。
12．（2023·四川·统考二模）某课外活动小组的同学为了将一个满偏电流、内阻的电流表G改装为“×10”和“×100”两个倍率的简易欧姆表，设计了如图甲所示的电路图。已知电源电动势，内电阻不计。请回答下列问题：
（1）开关S断开时欧姆表的倍率为___________（选填“×10”和“×100”）。
（2）图甲中定值电阻的阻值为___________Ω。
（3）下列可供选择的滑动变阻器中，你认为最适合图甲中R的是___________。
A．（最大电阻50Ω，额定电流1A）
B．（最大电阻200Ω，额定电流0.5A）
C．（最大电阻，额定电流0.2A）
（4）电流表G的表盘如图乙所示，改装后的欧姆表表盘与电流表G的表盘对应关系为：
电流表刻度（） 对应欧姆表刻度
0 ①
1 ②
③ 1
①____________；②____________；③____________。
四、解答题
13．（2023·四川·统考二模）一乘客在一次乘坐飞机的过程中，利用一款手机软件“飞常准”的空中飞行模式记录了飞机的起飞过程，该软件能适时记录飞机的速度大小、海拔高度、经纬度。下表为该乘客记录的飞机起飞过程的部分数据。
序号 飞行时间 海拔高度 飞行速度
0 0 450 0
1 30 450 270
2 100 1720 396
3 250 3150 540
该乘客对软件中记录的数据进行进一步的分析得知，飞机在30s时离地，100s时飞机速度与水平方向的夹角。已知该乘客的质量，0~250s内飞机在同一竖直面内飞行，物体在某方向受的力只会在这个方向上产生加速度并与其它方向的受力无关。重力加速度g取，取、，求：
（1）0~250s内飞机对该乘客的作用力做的功W；
（2）飞机离地后的前70s内飞机对该乘客沿水平、竖直方向的平均作用力的大小、。
14．（2023·四川·统考二模）水平地面上方足够大区域内有沿水平方向、相互垂直的匀强电场和匀强磁场。如图所示，纸面为该区域内的某一竖直平面，磁场垂直纸面向里，电场强度大小为E，方向水平向左。绝缘细线一端固定在该竖直平面内的O点，另一端悬挂一质量为m的带正电小球Q，静止时小球Q位于A点，细线与竖直方向的夹角。现让另一质量为3m的不带电小球P从该竖直平面内的某点C（图中未画出）以初速度水平抛出，正好与处于A点的小球Q发生弹性正碰，碰撞瞬间剪断细线，同时将电场强度大小变为3E，碰后小球Q恰好沿直线运动。已知C、A两点距地面的高度之比为7∶3，两球碰撞过程中各自电荷量均保持不变，碰撞时间极短，重力加速度为g，小球大小不计，求：
（1）小球Q的电荷量q；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）两小球在水平地面上的落地点间的距离。
15．（2023·四川·统考二模）如图所示，一上端开口、下端封闭粗细均匀的长直细玻璃管竖直静止放置，内有一段水银柱将管内理想气体分为长度之比的上、下两部分。现封闭上端管口后让其自由下落，管中水银柱位置稳定后，管内上、下气柱长度之比。已知外界大气压，环境温度保持不变，求管内水银柱的长度h及自由下落过程中管内下端封闭气体的压强p。
16．（2023·四川·统考二模）某柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的一圆，左侧是等腰直角三角形。某单色光垂直面射入该光学器件，恰好不能从面射出，已知光在真空中的光速为c，除全反射以外的反射光线不计，求：
（1）该光学器件介质对该单色光的折射率n；
（2）从A、P间（不含A、P）垂直面射入的该单色光在该光学器件中传播时间的最大值。
参考答案：
1．B
【详解】A．衰变过程放出一个原子核，无中子与质子间的转变，故A错误；
B．发生衰变的核反应方程为
故B正确；
C．半衰期是统计学意义上的规律，针对的是大量粒子，并不严格遵守一半规律，故C错误；
D．放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态及其他因素无关，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】图线的斜率表示电场强度，由图像可知，A、B两点的电场强度之比
根据点电荷场强公式
可得
故选A。
3．C
【详解】设动摩擦因数为，甲、乙两斜面的倾角分别为、，木块沿斜面下滑加速度大小分别为、，由牛顿第二定律可知
由题意有
，，，
解得
故选C。
4．C
【详解】内木板速度大于煤块速度，煤块相对木块向左运动，由图像得位移差为
内木板速度小于煤块速度，煤块相对木块向右运动，由图像位移差为
由于
煤块仍在初位置左侧，痕迹长度为
故选C。
5．D
【详解】A．设磁感应强度为B，两导体棒的质量均为m、接入电路的长度均为d、电阻均为R，导体棒的初速度为。某时刻t导体棒、的速度分别为、，回路的感应电流为i。由法拉第电磁感应定律有
两导体棒受到的安培力大小
与棒的运动方向相反，与棒的运动方向相同，所以棒减速、棒加速，当两棒速度相同时，回路中没有感应电流，两棒做匀速直线运动，由动量守恒定律
解得最终两棒的速度为
由于减小、增大，所以减小，电流i减小，减小，棒运动的加速度减小，即棒做初速度为、加速度逐渐减小的减速运动，所以减小得越来越慢，最终趋于，故A错误；
B．棒做初速度为零、加速度逐渐减小的加速运动，所以由零开始增加得越来越慢，最终趋于，故B错误；
C．由于、i越来越小，最终、i趋为零，故C错误。
D．两导轨间的电压
对两棒由动量守恒有
联立得
故u恒定，D正确。
故选D。
6．BC
【详解】A．人沿沙坡下滑的距离
重力势能减少
故A错误；
B．动能增量
故B正确；
C．机械能减少量
故C正确；
D．人克服阻力做功
故D错误。
故选BC。
7．AD
【详解】AB．设a、b两端电压为，变压器原、副线圈两端电压分别为、。原、副线圈中电流分别为、I，副线圈多个电阻并联后阻值为。由变压器规律可知
由串联电路知识及欧姆定律可得
解得
由此可知，开关S闭合越多，越小，电流表示数越大，电压表示数越小，选项A正确，B错误；
CD．变压器输出功率为
所以当
时，即时，输出功率最大，所以C错误，D正确。
故选AD。
8．BD
【详解】根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的特点可知，粒子从C点沿方向射出磁场时，粒子做匀速圆周运动的半径最小、磁场磁感应强度最大、通过磁场的时间最长、周期最小、角速度最大。当粒子从C点沿方向射出磁场时，粒子的运动轨迹如图
设粒子的轨道半径为r，由几何知识可知
由
可得最大磁感应强度为、通过磁场的最长时间为、最小周期为、最大角速度。
故选BD。
9．ADE
【详解】A．根据热力学第一定律
若对外做功，温度升高，吸收热量，等式有可能成立，A正确；
B．由理想气体状态方程
可得气体压强增大、体积增大，则气体温度升高，内能增大，故B错误；
C．气体体积减小，则外界对气体做功，故C错误；
D．根据热力学第一定律
若放出热量，内能增加，体积减小，外界对气体做功，等式有可能成立，D正确；
E．由理想气体状态方程
压强减小，对外做功即气体体积增大，温度降低，等式可能成立，故E正确。
故选ADE。
10．BCE
【详解】AB．波从P到Q用时0.45s，所以波速为
时P点恰好第三次到波峰，所以周期
所以波长为
故A错误，B正确；
C．时，P在波峰，Q在平衡位置且向上运动，半周期以后，P在波谷，Q在平衡位置且向下运动，故C正确；
D．P、Q间沿波的传播方向上的距离为0.45m，为2.25个波长，所以P、Q间可能只有4个位移最大点，故D错误；
E．因为
由振动图像可知这一时间内的路程都不会超过一个振幅，故E正确。
故选BCE。
11． 200 3.8 0~8
【详解】[1]由图甲可知，弹簧的原长
由胡克定律可知
[2]由图乙可知，虚线处的刻度值为
由胡克定律可知
[3] 由图乙可知，弹簧秤的最大刻度对应的长度为
由胡克定律可知
12． ×100 40 B ∞ 10 2.5
【详解】（1）[1]欧姆表调零时满足
测量时满足
电流表量程越小，对应电阻越大，开关断开，电流表量程小，对应欧姆表倍率应为“×100”。
（2）[2]开关断开、闭合两种状态，欧姆表对应“×100”“×10”，有
联立解得
（3）[3]由（1）的解析有
解得
由
解得
滑动变阻器电阻调节范围14Ω~140Ω。
故选B。
（4）由
结合欧姆表倍率“×100”可得
①[4]电流表刻度为0时对应欧姆表刻度为∞；
②[5]电流表刻度为1mA时对应欧姆表刻度为10Ω；
③[6]欧姆表刻度为1Ω时对应电流表刻度为2.5mA。
13．（1）；（2），
【详解】（1）0~250s内飞机上升的高度
对乘客分析，由动能定理有可得
代入数据得
（2）设人沿水平、竖直方向的平均加速度为、，由牛顿第二定律有
由加速度定义式有
解以上各式并代入数据得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球Q静止时，受力如图，由平衡条件可知，细线对小球Q的拉力T、电场力的合力与小球Q受的重力大小相等，方向相反，可得
代入数据得
（2）要两球碰后小球Q能沿直线运动，电场力F、重力沿两球运动方向的分力应大小相等、方向相反，合力为零。洛伦兹力与电场力、重力沿垂直速度方向的分力之和平衡。
设两球碰撞前后速度与竖直方向的夹角为，有
设P、Q两球碰前P的速度为v，碰后P、Q的速度分别为、，两球碰撞过程，由动量守恒、能量守恒有
由速度分解可知
由洛伦兹力公式有
联立解得
（3）设C点与A点的高度差为ho，小球P与Q碰前沿竖直方向的分速度大小为，由速度分解及平抛运动规律有：
设A点距地面的高度为，两球碰后P球运动到地面的时间为t，P、Q两球运动到地面的过程中沿水平方向发生的位移分别为
由题意有
联立解得
15．；
【详解】玻璃管自由下落过程中，管内水银处于完全失重状态，上、下气体的压强均为p。设玻璃管的横截面积为S，对管内上端气体，由玻意耳定律有
对下端气体，初态压强
由玻意耳定律有
设上、下两部分气体的总长度为l，由几何关系可知
由题意有
联立以上各式得
16．（1）；（2）
【详解】（1）垂直面射入的光，在该光学器件中的光路如图。由题意可知，该单色光在界面上的入射角刚好为全反射的临界角，设为C，由几何知识可知
由全反射的临界角与折射率的关系式有
联立以上各式解得
（2）从面上某点G垂直面射入的光，经面上的S点全反射后，射到面的T点，由几何知识可知，光在面的入射角
该光从面射出，该光在光学器件中传播的时间为从G到T的时间。设G、S间的距离为，S、T间的距离为，与间的夹角为，由几何知识可知
该光在光学器件中的传播速度为
联立以上各式解得
时间最大值为
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
