2023届重庆市普通高中高三下学期第二次联合诊断测试物理试题（答案）

2023年重庆市普通高中学业水平选择性考试
高三第二次联合诊断检测物理
物理测试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．下列说法正确的是（ ）
A．原子核反应过程中，电荷数和质量都守恒
B．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论可解释各种原子光谱的实验规律
C．弱相互作用是引起原子核衰变的原因
D．在研究光电效应现象实验中，用频率为的紫外线照射某金属（其截止频率），从该金属表面逸出的光电子的初动能一定为
2．2022年中国空间站已经全面建成，目前已经转入应用与发展阶段。如题2图所示，若该空间站仅在地球引力作用下绕地球沿椭圆轨道运动，则运动过程中不变的物理量是（ ）
A．动量 B．加速度 C．动能 D．机械能
3．足球比赛开始前，裁判将一质量为的足球静置于球员入场通道口的桌面支架上，如题3图（侧视图）所示。该支架由三个相同立柱组成，三个立柱成正三角形固定在水平桌面上，每个立柱和足球的接触点与足球球心的连线与竖直方向的夹角均为。不计足球与立柱间的摩擦，重力加速度为，则（ ）
A．单个立柱对足球的作用力竖直向上
B．单个立柱对足球的作用力大小为
C．只增大夹角，三个立柱对足球的合力变大
D．只增大夹角，单个立柱对足球的作用力变大
4．如题4图所示，一圆心为、半径为的半圆形匀质玻璃砖置于真空中，一细束复色光线从点右侧距离点的点以入射角射入该玻璃砖，在玻璃砖内分成a、b两单色光，光从点正上方的点出射，光从点右上方的点出射。下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃砖对a光的折射率为1.5
B．光在该玻璃砖中的传播速度大于光在该玻璃砖中的传播速度
C．若a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻暗条纹间距较小
D．a光在点恰好发生全反射
5．人体神经受到刺激时，就会从神经细胞膜一侧快速移动到另一侧，导致细胞膜两侧电势差发生变化。若将神经细胞膜视为电容为的电容器，受到刺激时该细胞膜两侧电势差从变为，则该过程中通过该细胞膜的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
6．如题6图所示，某均匀介质中一列沿轴正方向传播的简谐横波（图中末画出），波速为，两质点、位于轴上。以该波传到质点为计时起点，质点的振动方程为，经过时间该波传到质点时，质点位于轴上方距其平衡位置处且向上振动。由此可知（ ）
A．该波的波长为 B．质点开始振动的方向是向上
C．质点P、Q平衡位置的间距可能为 D．
7．如题7图所示，一带电粒子以速度从点沿两极板中线射入平行板电容器，若电容器极板间只有图示磁感应强度为的匀强磁场时，该粒子从上极板右端点射出，若电容器极板间只有图示电场强度为的匀强电场时，该粒子从下极板右端点射出，若电容器极板间同时有图示磁感应强度为的匀强磁场和电场强度为的匀强电场时，该粒子将（不计粒子重力）（ ）
A．从间射出 B．从间射出 C．从点射出 D．无法直接射出
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，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．小朋友在玩丢沙包游戏时，在同一竖直线上不同高度处水平抛出A、B两沙包，两沙包击中水平地面上同一位置，如题8图所示．若A、B两沙包质量之比为1：3，A、B两沙包的抛出点距水平地面高度之比为，两沙包均可视为质点，忽略一切阻力，则两沙包（ ）
A．在空中运动时间之比为
B．水平抛出时速度大小之比为
C．从抛出到落地过程中，重力做功之比为
D．从抛出到落地过程中，动量变化量之比为
9．题9图是两个带电小球与某匀强电场叠加后的电场，实线表示电场线，虚线表示等势面。一电子在外力作用下沿电场线匀速率由图中点运动到点，不计电子重力，则该电子（ ）
A．在点的电势能小于在点的电势能
B．在两点所受电场力相同
C．从点运动到点过程中，外力做正功
D．从点运动到点过程中，外力的功率不变
10．如题10图1所示，将长为的轻绳一端固定在点的拉力传感器上，另一端与一质量为且可视为质点的小球相连，拉直轻绳使其与竖直方向夹角为。现让小球在同角下由静止开始在竖直面内做圆周运动，记录每个角下小球运动过程中传感器上的最大拉力与最小拉力，并作出它们之间的部分关系图像如题10图2所示。忽略一切阻力及轻绳长度变化，重力加速度为，则图2中（ ）
A．图线的斜率与小球质量无关 B．的大小与绳长有关
C．的大小可能为 D．当时对应的
三、非选择题：本题共5小题，共57分．
11．（7分）
某同学制作了一个“加速度测量仪”，用来测量垂直电梯竖直上、下运行时的加速度，其构造如题11图1所示：将一根轻弹簧的上端固定在竖直放置且带刻度的“「”形光滑小木板上端，当弹簧下端悬挂重物并 止时，指针指向位置：当弹簧下端悬挂重物并静止时，指针指向位置。实际测量时，该同学在该弹簧下端固定重物．重力加速度取，所有计算结果保留两位有效数字。
（1）该弹簧的劲度系数______；
（2）实际测量时，当指针指到位置时，垂直电梯运行的加速度大小为______；
（3）如题11图2所示，将该加速度测量仪水平使用时，若指针仍指到位置，则水平加速度大小为______。
12．（9分）
某同学设计“测量某粗细均匀的导电金属丝的电阻与其拉伸后的长度之间的关系”实验，方案如下：
（1）导电金属丝拉伸装置如题12图1所示，按题12图2连接电路，将该导电金属丝的A、B两端分别与电路中的C、D两端连接；
（2）在端悬挂重物，重物静止时，用刻度尺测量出A、B间的距离；
（3）保持开关断开，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，记录电压表和电流表的示数和；
（4）闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数仍为，记录电流表的示数，则此时该导电金属丝的电阻______（用、和表示），电压表内阻对该导电金属丝电阻的测量值______（选填“有”“无”）影响；
（5）断开开关，增加端悬挂的重物重量，重复步骤（2）（3）（4），得到多组和数据并作出函数关系图像。理论上，若拉伸过程中该导电金属丝的电阻率及体积均不变，则以为纵坐标，以______（选填“”、“”、“”）为横坐标，可得到线性关系；
（6）若上述理论成立，可将导电金属丝作为传感器中的敏感元件来监测构件间的微小拉伸变化。按题12图3所示电路将该导电金属丝连接在两构件之间，实验中保持电压表读数不变，两构件电阻及电流表内阻可不计，若将电流表刻度改为构件间的距离，则越向左相邻刻度间的数据差值______（选填“越大”“越小”“不变”）。
13．（10分）
重庆夏天常出现较高气温，使汽车行驶时轮胎胎压过高，容易造成安全隐患。某型号汽车轮胎在温度时，轮胎内气体压强（即胎压）；某一天某时段内，室外地面环境温度达到并保持不变，设轮胎容积不变，且轮胎导热性能良好，取为．这一天该时段内，该汽车停在室外地面上时：
（1）求该汽车轮胎的胎压；
（2）为使该汽车轮胎胎压不超过，需要将轮胎内气体放出一部分，求至少需要放出的气体质量与放气前原轮胎内气体质量的比值。
14．（13分）
近年来，户外休闲娱乐活动颇受人们喜爱，“极限滑草”的速度与激情更是受到青少年追捧。题14图为某“极限滑草”滑道的简化示意图，小李同学为了测量其倾斜滑道的高度，做了一次探究：他乘坐滑草车从倾斜滑道顶部处由静止开始沿滑道下滑，经时间从倾斜滑道底部处进入水平滑道（两滑道连接处无速度大小损失），再经时间停在处，测得滑草车在水平滑道上的运动距离。若滑草车与整个滑道间动摩擦因数处处相同，重力加速度取，不计空气阻力，人与滑草车整体可视为质点，求：
（1）滑草车刚进入水平滑道时的速度大小；
（2）该倾斜滑道的高度。
15．（18分）
如题15图所示，等间距的两光滑金属导轨由足够长的水平直轨和倾斜直轨在处平滑连接组成。与导轨垂直，导轨间距为，水平直轨在同一水平面内，处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中。水平直轨左侧有直流电源、电容为的电容器和定值电阻，长度为质量为、电阻为的金属棒静置在水平直轨上，金属棒距电阻足够远，质量为的绝缘棒被控制静置于倾斜直轨上，绝缘棒距水平轨道高度为，不计金属导轨电阻。开始时，开关断开，将单刀双掷开关接“1”，使电容器完全充电，然后接“2”，金属棒从静止开始加速运动至稳定速度后，当金属棒到的距离为时，立即与“2”断开、同时闭合，金属棒运动至处时，恰好与从倾斜直轨上由静止开始自由下滑的绝缘棒在处发生弹性碰撞，碰撞时间极短可不计，随后绝缘棒能在倾斜直轨上到达的最大高度为．已知以后绝缘棒与金属棒每次再发生碰撞时金属棒均已停止运动，所有碰撞均为弹性碰撞，整个运动过程中，M、N始终与导轨垂直并接触良好，两棒粗细不计，重力加速度为。求：
（1）发生第1次碰撞后瞬时，绝缘棒与金属棒各自速度大小；
（2）直流电源电动势；
（3）发生第1次碰撞后到最终两棒都停止运动的全过程中，金属棒的位移大小。
2023年重庆市普通高中学业水平选择性考试
高三第二次联合诊断检测物理参考答案
CDDBACB 8BC 9AC 10AD
解析：
1．C。原子核反应过程中，电荷数和质量数守恒，但质量不守恒，选项A错误；玻尔原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不能解译稍微复杂一点的原子（如氦原子）的光谱现象，选项B错误；弱相互作用是引起原子核衰变的原因，选项C正确；由爱因斯坦光电效应方程知，是光电子的最大初动能，选项D错误。
2．D。空间站绕地球做椭圆运动过程中，速度大小和方向不断改变，故动量时刻改变，选项A错误，动能时刻改变，选项C错误；空间站到地心的距离不断改变，由知，加速度时刻改变，选项B错误；空间站仅在地球引力作用下运动，故机械能守恒，选项D正确。
3．D。单个立柱对足球的弹力方向沿立柱和足球的接触点与球心的连线并指向球心，选项A错误；由受力分析知，可得单个立柱对足球的作用力大小，选项B错误；足球静止，三个立柱对足球的合力始终等于足球的重力，选项C错误；增大夹角，力变大，选项D正确。
4．B。光在处的折射角满足，可得，故该玻璃砖对光的折射率，选项A错误；光在处的折射角大于光在处的折射角，故折射率，由知，a、b光在该玻璃砖中的传播速度，选项B正确：由知，又由可得，即a、b光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻暗条纹间距较大，选项C错误；光在点的入射角为30°，，光的全反射临界角满足，光在点不会发生全反射，选项D错误。
5．A。由得，选项A正确。
6．C。由题知，该波的周期，波长，选项A错误；由振动方程知，质点的起振方向向下，选项B错误；由分析知，质点P、Q平衡位置的间距，其中，当时，选项C正确：由题知，选项D错误。
7．B。只有磁场时，粒子从点射出，粒子圆周运动轨迹如答图1所示，设电容器板长为，间距为，由几何关系有，得半径，由洛伦兹力提供向心力，得；只有电场时，粒子从点射出，粒子做类平抛运动，有、，其中，得电场力，由知，电场力大于洛伦兹力，由分析知，若电容器极板间同时有图示磁感应强度为的匀强磁场和电场强度为的匀强电场时，粒子将从间射出，选项B正确。
8．BC。竖直方向上，由得，可知A、B两沙包在空中运动时间之比，选项A错误；水平方向上，由知，A、B两沙包水平抛出时速度大小之比，选项B正确；从抛出到落地过程中，重力做功，故，选项C正确：从抛出到落地过程中，动量变化量，故，选项D错误。
9．AC。电子沿电场线从到过程中，电场力做负功，电势能增大，故该电子在点的电势能小于在点的电势能，选项A正确；a、b两点电场强度方向不同，该电子在a、b两点所受电场力方向不同，选项B错误；从点运动到点过程中，电场力做负功，电子速率不变，故外力做正功，选项C正确：从点运动到点过程中，电场力大小是变化的，故外力也是变化的，外力的功率也是变化的，选项D错误。
10．AD。由题知，小球由静止开始在竖直面内做圆周运动，故。小球在最高点时，轻绳上拉力最小，得；在最低点时，轻绳上拉力最大，得，由机械能守恒定律有，联立解得：。可知：图2中图线的斜率恒为－2，与小球质量无关，选项A正确；当时，a的大小与绳长无关，选项B错误；由知，当时，最大值为，可知，选项C错误；由知，当时，，又因为，故对应的，选项D正确。
11．（7分）
（1）10（2分）
（2）1.0（3分）
（3）9.0（2分）
解析：
（1）由胡克定律可得，代入解得；
（2）重物质量，当指针指到位置时，竖直方向由牛顿第二定律有，代入解得；
（3）若水平使用，指针仍指到位置，水平方向有，代入解得。
12．（9分）
（4）（3分）无（2分）
（5）（2分）
（6）越大（2分）
解析：
（4）为接入导电金属丝前的干路电流，为接入导电金属丝后的干路电流，两次测量中电压表的示数不变，故流过导电金属丝的电流，由欧姆定律可知；因的差值与电压表内阻无关，故电压表内阻对导电金属丝电阻的测量值无影响；
（5）由可知，要得到线性关系，应以为横坐标；
（6）由题知，当一定时，作出的大致关系图像如答图2所示，可知电流越小时，相同对应的越大，故越向左相邻刻度间答图2数据差值越大．
13．（10分）
解：（1）初态：，
末态：，
轮胎内气体发生等容变化，由查理定律有：（3分）
解得：（2分）
（2）假设轮胎胎压变为，轮胎内气体体积由原来的为
该过程中，轮胎内气体发生等温变化，由玻意耳定律有：（3分）
此时放出的气体体积
联立解得：（2分）
故至少需要放出的气体质量与放气前原轮胎内气体质量的比值为
14．（13分）
解：（1）设滑草车刚进入水平滑道时速度大小为
水平滑道上有：（2分），解得：（2分）
（2）设倾斜滑道长度为，高度为，倾角为；滑草车与人的总质量为，滑草车与整个滑道间动摩擦因数为
水平滑道上，由动能定理有：（2分）
倾斜滑道上，有：（2分），（2分）
又因为（2分）
联立解得：（1分）
15．（18分）
解：（1）以水平向左为正方向，设绝缘棒第1次到达处时速度大小为，与金属棒碰撞后瞬时速度大小为；金属棒到达处时速度大小为，与绝缘棒碰撞后瞬时速度为对绝缘棒有：
，解得：（1分）
，解得：（1分）方向水平向右
由于发生弹性碰撞，对绝缘棒和金属棒系统有：
，
联立解得：（1分）；（1分）方向水平向左
（2）电容器完全充电，然后接“2”，金属棒从静止开始加速运动至稳定速度大小为根据动量定理得：，即（1分）
又（1分），得：（1分）
之后，金属棒从到距离为处运动到处的过程中：
根据动量定理得：（1分），
即（1分）
联立解得：（1分）
（3）发生第1次碰撞后，金属棒向左位移大小为
根据动量定理得：（1分）
，解得：（1分）
由题知，绝缘棒第2次与金属棒碰撞前瞬时速度大小为，方向水平向左，与金属棒碰撞后瞬时速度为；金属棒与绝缘棒碰撞后瞬时速度为
由于发生弹性碰撞，对绝缘棒和金属棒系统有：
，
联立解得：（1分），方向水平向右；（1分）
发生第2次碰撞后到金属棒停止运动过程中，金属棒向左位移大小为
根据动量定理得：，
可得：（1分）
同理可知：
金属棒与绝缘棒第3次碰撞后瞬时速度为，
发生第3次碰撞后到金属棒停止运动过程中，金属棒向左位移大小：
可得：（1分）
以此类推……
金属棒与绝缘棒第次碰撞后瞬时速度为，
发生第次碰撞后到金属棒停止运动过程中，金属棒向左位移大小：
可得：（1分）
因此，发生第1次碰撞后到最终两棒都停止运动的全过程中，金属棒的位移大小
当取无穷大时，（1分）

2023届重庆市普通高中高三下学期第二次联合诊断测试物理试题（答案）