高三理科综合考试
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Ni 59 Nb 93
一、选择题：
1．如图甲所示的离子式火灾自动报警器因稳定性好、安全性高的特点而被广泛应用，其内部装有一个放射源和两个电极，如图乙所示，放射源衰变释放的射线使两个电极间的空气电离而导电，当火灾发生时，由于空气中烟雾的阻挡，导致工作电路的电流减小，当通过检流器的电流小于某值时，检流器便控制外电路的蜂鸣器报警并洒水灭火，下列说法正确的是（ ）
A．温度不影响放射源的半衰期
B．放射源释放的射线贯穿本领最强
C．放射源释放的射线不能使空气电离
D．放射源释放的射线经过极板时会发生偏转
2．如图所示，粗糙水平地面上放有横截面为圆的柱状物体A，A与墙面之间放有表面光滑的圆柱形物体B，A、B均保持静止。若将A向左移动少许，下列说法正确的是（ ）
A．B对A的作用力不变 B．墙对B的作用力不变
C．地面对A的摩擦力不变 D．地面对A的支持力不变
3．地球可看作半径为R的均质球体，已知地球同步卫星距地面的高度为h，地球表面的重力加速度大小为g（不考虑地球自转造成的影响），则地球同步卫星绕地球做圆周运动的环绕速度为（ ）
A． B． C． D．
4．如图甲所示，“回回炮”是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示的模型、将一质量、可视为质点的石块装在长的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面的夹角为30°，松开后长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上，测得石块落地点与点的水平距离为30m，以地面为零势能面，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．石块被水平抛出时的重力势能为 B．石块被水平抛出时的动能为
C．石块被水平抛出时的机械能为 D．石块着地时重力的功率为
5．如图所示，足够大的水平地面上静置一木板，两个均可视为质点的滑块A、B分别放在木板两端，现使两滑块同时以3m/s的速度相向滑动，两滑块恰好在木板的正中间相遇，相遇前木板做匀加速直线运动，相遇后木板做匀减速直线运动。已知滑块A的质量为5kg、与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块B的质量为1kg、与木板间的动摩擦因数为0.4，木板与地面间的动摩擦因数为0.05，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．木板的长度为2m B．木板的质量为2kg
C．木板运动的最大距离为2m D．整个过程中滑块B的位移大小为1.5m
6．中国古代屋脊两头，有一仰起的龙头，龙口吐出伸向天空且曲折的金属“舌头”，“舌根”连接一根直通地下的细铁丝、起到避雷的作用。当一团雷云位于房屋正上方时，屋顶的避雷针顶端聚集大量电子，图中虚线为等势面，下列说法正确的是（ ）
A．雷云带正电 B．避雷针的电势比雷云的电势高
C．电子的运动方向始终与图中等势面垂直 D．避雷针顶端不断向空气释放电子中和雷云
7．如图甲所示，理想降压变压器原、副线圈的匝数比，定值电阻，定值电阻，图中电表均为理想交流电表，已知通过定值电阻R2的电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为5V B．电流表的示数为0.1A
C．原线圈两端的电压为25V D．原线圈的输入功率为20W
8．芯片制作工艺是人类科技的结晶，而制造芯片的光刻机，是通过许多国家的顶级公司通力合作制造的精密的大型设备。如图所示，芯片制作工艺中有一种粒子分析器，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，加速电场的电压为U，静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。氕、氘、氚核以不同的速度进入加速电场，能沿静电分析器中心线运动的粒子会从小孔P进入磁分析器，最终打到胶片Q上。已知氕、氘、氚核所带的电荷量均为e，质量分别为m、2m、3m，不计粒子间的相互作用及粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A．能进入磁分析器的粒子的初动能相等
B．氕、氘核打到胶片Q上的间距为
C．氘、氚核打到胶片Q上的间距为
D．氕、氚核打到胶片Q上的间距为
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
二、非选择题：
9．某同学利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。
（1）由静止释放重物后得到如图乙所示的纸带，O点为计时起点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则打B点时重物的速度大小为 m/s。
（2）若该过程中重物的机械能守恒，根据图乙中的数据可知，当地的重力加速度大小为 m/s2，O、B两点间的距离为 m。（结果均保留两位小数）
10．某同学欲测量量程为10mA的毫安表内阻（内阻大约为几欧），可供选择的器材有：
A．滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω）；
B．滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω）；
C．电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）；
D．电源E（电动势为6V，内阻不计）；
E．开关、导线若干。
利用如图所示的电路图进行实验，实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调为最大，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值位置，闭合开关S1；
②调节滑动变阻器，使毫安表满偏；
③闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱，使毫安表半偏，电阻箱的阻值为7.9Ω。
回答下列问题：
（1）图中滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）；
（2）考虑到干路电流的增加，该毫安表的内阻约为 Ω（保留两位有效数字）；
（3）该同学拆开此毫安表，发现该毫安表是由一个微安表头和一个阻值为8.04Ω的定值电阻并联构成的，利用（2）中结果可知，该微安表头的满偏电压为 mV、内阻为 Ω。
11．如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域上、下边界水平，高度L=0.10m，磁感应强度大小B=2T。把边长L=0.10m、质量m=0.02kg的匀质刚性金属框abcd从距磁场上边界高H=0.8m处由静止释放，金属框运动过程中始终在竖直平面内（无旋转）并恰好匀速通过磁场区域，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，求：
（1）金属框的电阻R；
（2）金属框通过磁场的过程中产生的热量Q。
12．如图所示，质量为m的小球A与质量为7m的小球B通过长为L的轻质柔软细绳连接，现用手提着小球A，使小球B距地面的高度也为L。松手后两球由静止开始自由下落，小球B与地面碰后速度大小不变、方向相反，两小球的碰撞为弹性正碰。细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，碰撞时间均极短，重力加速度大小为g。求：
（1）从松手到两小球第一次碰撞的时间t；
（2）细绳绷直后小球A距地面的最大距离d。
13．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动不是液体或者气体分子的无规则运动
B．分子势能随着分子间的距离增大可能先增大后减小
C．分子间相互作用的引力和斥力均随分子间的距离增大而减小
D．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
E．热量既能从高温物体传递到低温物体，也能从低温物体传递到高温物体
14．某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度，活塞与容器顶部的距离，在活塞下方处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为，取重力加速度大小，求：
（1）封闭气体开始的压强p；
（2）触发报警装置的热力学温度T。
15．一列沿x轴正方向传播的简谐波在t0时刻的波形如图中实线所示，t0+0.2s时刻的波形如图中虚线所示。由此可知（ ）
A．该简谐波的波长为2m
B．该简谐波的最大周期为
C．该简谐波的最小频率为18.75Hz
D．该简谐波传播的最小速度为17.5m/s
E．该简谐波传播的速度可能为27.5m/s
16．某种透明材料制成的“n”形光学元件截面，内部半圆柱槽的半径为R，其他尺寸如图所示。一束激光（纸面内）从P点由空气中射入光学元件，入射角度，光束经折射后恰好与内圆柱面相切于Q点。已知P点在直径的延长线上，真空中的光速为c。
（1）求此材料对该激光的折射率n和该激光从P到Q经历的时间t；
（2）若仅改变入射光的入射角，使折射光线恰好在内圆柱面上发生全反射，求对应的入射角。
试卷第4页，共7页
1．A
【详解】A．放射性元素衰变的快慢由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。A正确；
B．放射源释放的射线电离能力最强，贯穿本领最弱。B错误；
C．放射源释放的射线贯穿本领较强，电离能力较强，能使空气电离。C错误；
D．放射源释放的射线为光子，带电荷量为0，经过极板时不会发生偏转。D错误；
故选A。
2．D
【详解】B．对物体B受力分析，受到重力mg、A对B的支持力和墙壁对B的支持力N，如图
当A向左移动后，A对B的支持力的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道A对B的支持力和墙壁对B的支持力N都在不断减小。由牛顿第三定律可知B对A的作用力在不断减小。故AB错误；
CD．对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力FN，地面的摩擦力f和墙壁的弹力N，如图
根据平衡条件，有
f=N，FN=G
故地面的支持力不变，地面的摩擦力f随着墙壁对B的支持力N的不断减小而不断减小。故C错误；D正确。
故选D。
3．C
【详解】在地球表面，根据
可得
同步卫星绕地球做匀速圆周运动，有万有引力提供向心力可得
可得地球同步卫星绕地球做圆周运动的环绕速度为
故选C。
4．C
【详解】A．石块被水平抛出时的高度为
重力势能为
故A错误；
B．石块被水平抛出后做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
联立解得
石块被水平抛出时的动能为
故B错误；
C．石块被水平抛出时的机械能为
故C正确；
D．根据，可得石块着地时竖直分速度为
石块着地时重力的功率为
故D错误。
故选C。
5．B
【详解】B．对两滑块受力分析，根据牛顿第二定律可得
，
联立可得
，
依题意，相遇前木板匀加速，由牛顿第二定律，有
相遇后木板匀减速，有
解得
可知相遇时三者共速，取向右为正方向，设三者经t时间共速，由速度与时间关系可得
联立，解得
故B正确；
ACD．根据B选项分析，三者一起匀减速过程，有
解得
做出它们运动的v-t图像如图由图
可知，木板的长度为
木板运动的最大距离为
分析滑块B，减速时间设为，则有
解得
整个过程中滑块B的位移为
故ACD错误。
故选B。
6．AD
【详解】A．屋顶的避雷针顶端聚集大量电子，可知雷云带正电，故A正确；
B．雷云带正电，所以避雷针的电势比雷云的电势低，故B错误；
CD．根据电荷间的相互作用可知，避雷针顶端不断向空气释放电子中和雷云，电子的运动方向未知，所以电子的运动方向不会始终与图中等势面垂直，故C错误，D正确。
故选AD。
7．AB
【详解】A．由图可知通过定值电阻R2的电流为
A
则电压表的示数为
V
故A正确；
B．根据电压表原、副线圈电流之比与线圈匝数之比的关系有
解得
A
故B正确；
C．副线圈的电压为
V
根据电压表原、副线圈电压之比与线圈匝数之比的关系有
解得
V
故C错误；
D．原线圈的输入功率为
W
故D错误；
故选AB。
8．AD
【详解】A．在加速电场中，根据动能定理有
可知，能进入磁分析器的粒子的初动能相等，故A正确；
BCD．在静电分析器和中，对氕、氘、氚核，由电场力提供向心力，则有
，，
在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，对氕、氘、氚核有
，，
解得
，，
则氕、氘核打到胶片Q上的间距为
氘、氚核打到胶片Q上的间距为
氕、氚核打到胶片Q上的间距为
故BC错误，D正确。
故选AD。
9． 3.60 9.75 0.66
【详解】（1）[1]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知
m/s=3.60m/s
（2）[2]根据逐差法可知
m/s2= 9.75m/s2
[3]根据机械能守恒定律有
解得
m
10． R2 8.0 80 1608
【详解】（1）[1]在该实验中闭合开关S2时，认为电路总电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，而电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，所以为减小实验误差，滑动变阻器应选择阻值较大的R2；
（2）[2]考虑到干路电流的增加，未闭合S2时,根据闭合电路欧姆定律有
闭合S2时,根据闭合电路欧姆定律有
联立求得
（3）[3]该微安表头的满偏电压为
[4]设该微安表内阻为，则有
求得
11．（1）0.8Ω；（2）0.04J
【详解】（1）设金属框进入磁场时的速度大小为，回路中产生的电动势为，有
根据平衡条件有
解得
（2）金属框通过磁场的过程中产生的热量等于克服安培力做的功，有
解得
12．（1）；（2）
【详解】（1）B球落地所需时间为
此时AB两球的速度为
设还需时间相遇，则有
解得
从松手到两小球第一次碰撞的时间为
此时距离地面的高度为
（2）根据速度—时间公式可知两球碰前的速度分别为
，
两小球的碰撞为弹性正碰，规定向下为正方向，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
解得
，（舍去）
，
设经绳子绷直，则有
此时A、B两球的速度分别为
细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，根据动量守恒定律有
AB小球一起上升过程中，根据运动学规律有
解得
则细绳绷直后小球A距地面的最大距离为
13．ACE
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体或气体分子的无规则运动，故A正确；
B．若分子间距小于平衡距离，则随着分子间的距离增大，分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大。若分子间距大于平衡距离，则随着分子间的距离增大，分子力一直做负功，故分子势能一直增大，故B错误；
C．分子间相互作用的引力和斥力均随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C正确；
D．由于气体分子的间距远大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故D错误；
E．热量既能从高温物体传递到低温物体，也能从低温物体传递到高温物体，故E正确。
故选ACE。
14．（1）；（2）720K
【详解】（1）设气体的初始压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有
得
（2）设报警时的压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有
得
由理想气体状态方程得
得
15．ABE
【详解】A．由图可知，该简谐波的波长为λ=2m，选项A正确；
BC．因为
（n=0、1、2、3……）
当n=0时可得该简谐波的最大周期为
最小频率为
选项B正确，C错误；
DE．该简谐波传播的速度为
（n=0、1、2、3……）
则最小速度为
vmin=7.5m/s
当n=2时
v=27.5m/s
选项D错误，E正确。
故选ABE。
16．（1），；（2）
【详解】（1）光束经折射后恰好与内圆柱面相切于Q点，由题意可知，折射角为
根据
由几何关系可得
根据
从P到Q经历的时间
（2）如图所示
光束以入射角 由P点进入光学元件内折射到内圆面的C点，如果在C点发生全反射，则光束在球面上的入射角∠PCB等于临界角C
由正弦定理有
即
解得
根据
解得
答案第12页，共12页
答案第11页，共11页
