2023届重庆市万州区高三下学期第二次诊断测
物理试题
（满分：100分：考试时间：75分钟）
单项选择题：本大题共6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（ ）
A．图甲中验电器指针带正电
B．图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C．图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D．图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
2．物块A和斜面B的质量分别为m和3m，水平直角边长分别为L和3L，不计一切摩擦，A从斜面顶端由静止开始运动，相对于斜面刚好滑到底端这一过程中，正确的是（ ）
A．物块A的机械能守恒 B．A与B组成的系统动量守恒
C．斜面B的位移大小为0.5L D．物块A的位移大小为1.5L
3．如图所示是原子核发生衰变的能级图，经衰变直接变至基态，或者衰变至一个激发态，然后通过释放一个光子衰变至基态。若发生衰变前是静止的，则（ ）
A．衰变过程中系统动量不守恒 B．粒子的动能小于原子核的动能
C．的质量大于与粒子质量之和 D．激发态释放光子至基态的衰变是衰变
4．某行星质量为M，半径为R，若在距离该行星中心10R处有一物体正沿着以它和行星连线夹角θ=30°的方向运动，如图所示，为了避免该物体落在行星上与行星发生碰撞，此物体速度v至少要（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是
A．A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg
B．竖直墙面对B球的冲量大小为
C．A球的最大动能为
D．B球的最大动能为
6．春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆的象征。如图所示，是由六根等长的轻质细绳悬挂起五个质量相等的灯笼1、2、3、4、5，中间的两根细绳BC和CD的夹角，下列选项中正确的是
A．MA的延长线能平分1灯与绳AB之间的夹角
B．AB的延长线不能平分2灯与绳BC之间的夹角
C．绳AB与绳BC的弹力大小之比为
D．绳MA与绳AB的弹力大小之比为
7．质量为2kg的小球b静止在光滑的水平地面上，左端连接一水平轻质弹簧，质量为2kg的另一小球a以4m/s的速度向b运动，从小球a接触弹簧到压缩到最短所经历的时间为，已知此弹簧的压缩量x与弹性势能的关系为，则小球a、b在这段时间内的位移大小分别为（ ）
A．m， B．m，m
C．m，m D．m，m
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器与降压变压器都是理想变压器。已知发电机输出电压，两个变压器的匝数比，，输电线电阻为，发电机输出功率为，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损失的电压为400V B．输电线上损失的功率为32kW
C．用户得到的电压为220V D．深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
9．如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为，重力加速度，系统处于静止状态。现在对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（ ）
A．若，当时，木板相对斜劈向右运动
B．若，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C．若，当时，小球对斜劈的压力为0
D．若，当时，细绳与水平方向的夹角α满足：
10．如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L和2L的光滑同心圆环c、d水平固定，圆心均在O点，a与c、b与d分别通过导线连接，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1水平放置在光滑的圆环轨道c、d上，在拉力作用下绕O点做匀速圆周运动，导体棒2与倾斜轨道a、b垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是
A．流过导体棒2的电流大小为
B．导体棒1绕O点做匀速圆周运动的角速度为
C．导体棒1受到的安培力大小为
D．导体棒1受到的拉力的功率为
三、实验题：本大题2小题，共15分。
11．某实验小组用图（a）所示装置来验证机械能守恒定律。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图（b）所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为0.10kg，取。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量______J，重物的动能增加量______J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的______误差（选填“偶然”或“系统”）。由此可见，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是______（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图（c）所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（4）丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了以下4条纸带A、B、C、D，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为______（取）。
A．6.07cm，6.12cm，6.08cm B．4.12cm，4.51cm，5.30cm
C．4.98cm，5.37cm，5.76cm D．6.10cm，6.58cm，7.06cm
12．实验室有一个灵敏电流计G，内阻Rg=500Ω，表头的满偏电流Ig=0.5mA，现因实验需要进行如下改装。
（1）要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻R= ___________Ω；
（2）按照上图改成多用电表，已知电动势E1=E2=1.5V，内阻均为r=5Ω ，当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻，其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”，测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”，将选择开关置于a测量某电阻R'时，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则所测电阻阻值为R'=___________Ω；
（3）多用电表使用时间久了，电池的电动势会变小为，内阻变大为r'=20Ω，某次开关接d时测得一电阻的读数为200Ω，则该电阻实际的阻值为 ___________Ω；
四、计算题：本题共3个小题，共41分，请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13．某医用氧气瓶容积为40L，瓶内贮有压强为的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后袋内压强为。分装过程不漏气，环境温度不变。
（1）最多可分装多少个氧气袋；
（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5L的若干个便携式钢瓶内，每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。
14．如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求:
（1）电池电动势E的大小；
（2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小；
（3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q；
（4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。
15．如图甲所示，三维坐标系中存在平行z轴方向周期性变化的磁场和沿y轴正方向竖直向下的匀强电场E。电场强度为，磁场随时间变化如图乙所示，其中，，规定z轴正向为磁场正方向。在时刻，一个质量为、电荷量为C的带负电液滴，从O点在xoy平面内以速度，方向与x轴正向成45°角斜向下入射，已知重力加速度为。
（1）求液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间；
（2）在时刻撤去电场E和，同时在整个空间区域加上竖直向上（与y轴正方向平行）的匀强磁场，磁感强度T，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
答案第6页，共7页2023届重庆市万州区高三下学期第二次诊断测
物理试题 参考答案
1．A A．图甲中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发生光电效应，锌板失去电子而带正电，故A正确；B．图乙中电磁波在真空中的传播速度与可见光相同，故B错误；C．图丙中镉棒的作用是吸收中子，控制链式反应速度，调节反应速度的快慢，故C错误；D．图丁肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，是光的干涉现象，故D错误。
2．C A．根据题意可知，斜面B对物块A的支持力对物块A做功，则物块A的机械能不守恒，故A错误；B．根据题意可知，初始时刻系统竖直方向动量为零，运动过程中，物块A有竖直方向的分速度，则竖直方向上系统的动量不守恒，故A与B组成的系统动量不守恒，故B错误；CD．由题意可知，系统在水平方向上动量守恒，设物块A的水平位移为，斜面B的水平位移为，由动量守恒定律有
又有解得，由于物块A的竖直位移不可求，则物块A的位移大小不可求，斜面B的竖直位移为零，则斜面B的位移大小为，故D错误C正确。
3．C A．衰变过程中系统不受外力，动量守恒，故A错误；B．设的反冲速度大小为v，粒子的速度是，由动量守恒定律，得：则有根据动能的表达式由于的质量大粒子的质量，则衰变后的动能小于粒子的动能。故B错误；
C．由于发生衰变时要伴随释放一定的能量，由质能方程可知，的质量大于与粒子质量之和，故C正确；D．激发态释放光子至基态不是衰变，故D错误。
4．A 绕行星做椭圆轨道运动，由开普勒第一定律知，行星在椭圆轨道的一个焦点上，要使物体与行星刚好不相撞，应满足物体过近地点时与行星表面相切。设在近地点时物体速度为，由机械能守恒可知又由开普勒第二定律得联立解得因此物体的速度至少为时才能避免该物体落在行星上与行星碰撞。
5．D AC．假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为θ时，两小球的速度大小分别为、，根据关联速度知识，两小球沿杆方向速度相等，可得即
由根据机械能守恒，有当取等号，说明小球A的动能先增大后减小，即杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，A球的动能最大，最大动能为
此时对水平面的压力大小等于mg，故AC错误；B．当杆中存在挤压的内力，此时墙壁对B球有冲量，又由于在运动过程中B球水平方向速度始终为零，所以竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对B球在水平方向的冲量大小，进一步可知竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对A球在水平方向冲量大小，该过程就是A球获得最大动量过程，由动量定理，可知故B错误；
D．分析可知B球着地时的动能最大，由于杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，B球与竖直墙面分离，分离后两球在水平方向动量守恒，设B球着地时A球的速度大小为，则有
解得整个过程根据能量守恒，可得B球的最大动能为
6．D BC．对灯笼3受力分析可知 解得设AB绳与竖直方向成夹角为，对灯笼2受力分析可知解得由数学知识可知AB的延长线能平分2灯与绳BC之间的夹角，且有故BC错误；
AD．设MA绳与竖直方向成夹角为，对灯笼1受力分析可知解得由数学知识可知MA的延长线不能平分1灯与绳AB之间的夹角，且有故A错误，D正确。
7．A 小球、与弹簧组成的系统动量守恒，弹簧被压缩至最短时，小球、达到共速，设共速时的速度为，小球的初速度为，则由动量守恒定律有碰撞过程中机械能守恒，有
解得由弹簧的压缩量x与弹性势能的关系可得
设小球a、b在这段时间内的位移大小分别为、，任取极短的时间，两小球在任意时刻动量均守恒，任意时刻的速度分别设为、则有即有固有而两小球的对地位移之间的关系为联立解得
8．BC A．升压变压器的输入电流为升压压器的输出电流为输电线上损失的电压为故A错误；
B．输电线上损失的功率为故B正确；C．升压变压器的输出电压为
降压变压器的输入电压为用户得到的电压为故C正确；D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入减小，输电线上损失的功率减小，故D错误。
9．BC A．若，当时，假设板、斜劈、球三者相对静止，则对板、斜劈、球构成的系统，有可得对斜劈和球构成的系统，若斜劈与板之间的摩擦力达到最大静摩擦力，有得可知此时木板相对于斜劈静止，故A错误；B．若，假设斜劈与球保持相对静止，则对斜劈与球构成的系统，最大加速度为当球刚好要离开斜劈时，受到重力和绳子拉力作用，有得
可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，故B正确；C．若，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速的为此时对板、球和斜劈构成的系统，有当时，板、球和斜劈相对静止，有又由B选项可知此时球刚好要离开斜劈，故C正确；D．若，则由C选项可知此时恰好达到三者保持相对静止的临界状态，因此加速度大小为8m/s2，则对小球而言解得
10．BCD A．导体棒2在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零，则由力的平衡可得
可得回路中的电流为故A错误；
B．导体棒1在匀速转动的过程中切割磁感线，产生的感应电动势为
由闭合电路的欧姆定律有
联立可得故B正确；
C．导体棒1受到的安培力大小为故C正确；
D．由于导体棒1做匀速圆周运动，速率不变，即动能不变，则由能量守恒可知拉力所做的功完全转化成了导体棒２所产生的热量，因此可得拉力的功率为故D正确。
11． 0.182J 0.171J 系统 ＞ 先释放重物，后接通打点计时器 ＝ C
（2）[3]该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于不可避免的本实验的系统误差；
[4] 由于有各种不可避免的阻力作用，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是
ΔEp＞ΔEk
（3）[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源；
[6]根据题意，物体初速度不为零，由机械能守恒知
约去质量，可得
结合图像，可得斜率k＝g
（4）[7]纸带中打出的点符合相临相等的条件，则可知相临两位移间应保证位移之差等于Δx＝gt2＝9.80×（0.02）2m≈3.9mmA中的位移之差分别为5mm、-4mm，A错误；B中的位移之差分别为3.9mm、7.9mm，B错误；C中的位移之差分别为3.9mm、3.9mm，C正确；D中的位移之差分别为4.8mm、4.8mm，D错误。
12． 5500 50 180
（2）[2]由图可以看出，当选择开关S接a、b、c、d时分别表示测电阻、测电流、测电流、测电阻，且电流计并联电阻越小，改装电流表量程越大，故b、c挡位分别为“20mA”和“5mA”；且电流表量程越大，欧姆表内阻越小，则倍率越小，即a、d倍率分别为“×1”和“×10”。 所以将选择开关置于a测量某电阻R'时，电流表量程为“20mA”，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则此时干路电流为，所以电路总电阻为又因为欧姆表内阻为
则所测电阻阻值为
（3）[3]因为当电动势和内阻都发生变化，测量电阻时电路中电流I是不变的，根据闭合电路欧姆定律知
其中所以解得
同理电池的电动势内阻变化后，满足 解得
13．（1）选取钢瓶内氧气整体作为研究对象，初状态氧气压强，设充满n个氧气袋后，氧气瓶内的氧气压强也为时，无法再给氧气袋充气，分装过程是等温变化，根据玻意耳定律得
代入V0=40L，V1=5L，解得
（2）根据玻意耳定律，分装一次有
分装二次分装三次…
依次类推，第n次分装后
可得代入数据解得
14．（1）当感应电动势大小等于电池电动势大小时，金属棒匀速运动，电池电动势E=
（2）根据动量守恒得碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小
（3）根据得两棒结合体首次回到OP时的速度
对结合体由动量定理可得又联立解得
解得接触过程流过的电荷量为
（4）对金属棒丙，其产生瞬间速度由动量定理可得解得
金属棒丙到达绝缘段前，由能量守恒
分配至金属棒丙
金属棒丙滑过绝缘段之后，最终静止，由能量关系得
分配至金属棒丙则总的热量为、
15．（1）液滴进入xoy平面的右侧，由于
所以液滴在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，当磁感应强度大小为2B0时，有
解得由周期公式有
同理 磁感应强度为B0时，有解得
由周期公式有
则液滴第一次从O点经过x轴到第四次经过x轴的运动轨迹如图
由图可知液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间
（2）在时刻液滴的位置如图所示液滴在xoy平面内与-x方向夹角为45°，此后液式上升，在y方向上，液滴以沿y轴正向做竖直上抛，上升到最高点的时间为
上升的高度为
在x方向上，液滴以
在平行于xoz平面内（水平面）做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得由周期公式得
所以在因此上升到最高点时水平方向上完成了1.5个周期的圆周运动。分析可知时油滴x轴坐标与最高点时x轴坐标相同，有图可知x轴坐标为
在时由图可知油滴y轴坐标为所以最高点时y轴坐标为
因为负电油滴在时z轴坐标为0，而此时洛伦兹力沿z轴正方向，所以在1.5个周期时z轴坐标为因此液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标为（，，）
答案第2页，共15页
