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2023成都高三下学期第三次诊断考试理综物理含解析
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这是一份2023成都高三下学期第三次诊断考试理综物理含解析，文件包含2023届四川省成都市高三下学期第三次诊断性检测理综物理试题含解析docx、2023届四川省成都市高三下学期第三次诊断性检测理综物理试题无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
一、选择题：
1. 我们在地球上获取和消耗的能量，绝大部分来自太阳内部核聚变释放的核能。下列核反应方程中，属于核聚变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．，是衰变方程，Ａ错误；
B．，是聚变方程，是太阳内部核聚变的反应方程，Ｂ正确；
C．，是人工核转变，C错误；
D．，是裂变方程，D错误。
故选B。
2. 如图为显像管原理俯视图（纸面内）。若电子枪发射的高速电子束经磁偏转线圈的磁场偏转后打在荧光屏上a点，则（ ）
A. 磁场的方向垂直纸面向里
B. 磁场越强，电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心O点
C. 要让电子束从a逐渐移向b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强磁场
D. 要让电子束从a逐渐移向b，应逐渐增强磁场使电子束过O点，再将磁场反向且逐渐减弱磁场
【答案】C
【解析】
【详解】A．电子向上偏转，据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，A错误；
B．由洛伦兹力作为向心力可得
解得
磁场越强，偏转半径越小，电子束打在屏上的位置越远离屏的中心O点，B错误；
CD．磁场越弱，偏转半径越大，电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心O点，要让电子束从a逐渐移向b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强磁场，C正确，D错误。
故选C。
3. 2023年的春晚舞蹈《锦绣》，艺术地再现了古代戍边将士与西域各民族化干戈为玉帛并建立深厚友谊的动人故事。图（a）是一个优美且难度极大的后仰动作，人后仰平衡时，可粗略认为头受到重力、肌肉拉力和颈椎支持力。如图（b），若弯曲后的头颈与水平方向成角，与水平方向成角，则可估算出的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由力的平衡条件可得
，
解得
故选A。
4. 如图，圆心为O1的光滑半圆环固定于竖直面，轻弹簧上端固定在O1正上方的O2点，c是O1O2和圆环的交点；将系于弹簧下端且套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动。若小球在a点时弹簧被拉长，在c点时弹簧被压缩， 。则下列判断正确的是（ ）
A. 小球在b点受到的合力为零
B. 弹簧在a点的伸长量可能小于弹簧在c点的压缩量
C. 弹簧处于原长时，小球的速度最大
D. 在a、b之间，小球机械能最大的位置有两处
【答案】D
【解析】
【详解】A．套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动，表明小球在a点的合力不等于零，合力的方向沿着a点的切线向上；因为系统的机械能守恒，a点和b点关于O1O2对称，所以小球在b点受到的合力不等于零，合力的方向b点的切线向上，A错误；
B．小球从a点到c点运动的过程中，小球在a点时动能最小等于零，小球在a点时位置最低，小球在a点时的重力势能最小，那么，小球在a点时的机械能最小；又因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球在a点时，弹簧的弹性势能最大，那么，小球在a点时弹簧的形变量最大，所以弹簧在a点的伸长量一定大于弹簧在c点的压缩量，B错误；
C．小球受到重力、弹簧的拉力、圆环的支持力，这三个力的合力为零时，小球的速度最大，此时弹簧处于伸长状态，C错误；
D．因为系统的机械能守恒，所以弹簧处于原长时，小球的机械能最大；在a、b之间，弹簧处于原长的位置有两处，一处位于a、c之间，另一处位于c、b之间，这两点关于O1O2对称，D正确。
故选D。
5. 电影《流浪地球2》中的太空电梯令人震撼。太空电梯的结构设计如右图所示，地球半径约，太空电梯空间站位于离地面约的地球同步轨道上，其上方约高度有平衡锤，空间站上、下方均用缆绳分别连接地面和平衡锤，运载仓与缆绳间的作用力可忽略。下列说法正确的是（ ）
A. 运载仓由地面上升至空间站的过程中始终处于失重状态
B. 连接空间站的上、下两根缆绳对空间站的拉力大小相等
C. 平衡锤、空间站的加速度与地球表面重力加速度的大小关系为
D. 若平衡锤下方的缆绳突然断裂，则平衡锤将做近心运动跌落至地球表面
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据“太空电梯”结构可知
运载仓由地面上升至空间站的过程中，角速度不变，线速度逐渐增大，运载仓不是始终处于失重状态，故A错误；
B．由于太空电梯空间站处于地球同步轨道上，可知地球对它的万有引力刚好提供其绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，则连接空间站的上、下两根缆绳对空间站的拉力大小相等，方向相反，故B正确；
C．对于太空电梯空间站，地球对它的万有引力刚好提供向心力，则有
又
可得
根据
，
可得
联立可知平衡锤、空间站的加速度与地球表面重力加速度的大小关系为
故C错误；
D．根据题意可知，若平衡锤下方的缆绳突然断裂，平衡锤与地球之间的万有引力将不足以提供平衡锤做圆周运动所需的向心力，因此平衡锤将做离心运动，故D错误。
故选B。
6. 如图，凹形槽车静止在水平直轨道上，位于光滑槽底的水平轻弹簧一端连接右侧槽壁，另一端连接质量的物体，物体静止时，弹簧对物体的压力。现使槽车与物体一起以的加速度沿轨道运动，用表示弹簧的弹力大小，用表示物体对左侧槽壁的压力大小，下列判断正确的是（ ）
A. 若的方向向左，则B. 若的方向向左，则
C. 若的方向向右，则D. 若的方向向右，则
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．若加速度向左，物体的加速度也就是向左，设左侧槽壁对物体恰好没有作用力，根据牛顿第二定律，有
即槽车和物体一起向左以加速度大小为运动时，弹簧弹力为2N，但是槽壁对物体没有支持力，A正确，B错误；
CD．同理，若方向向右，设左侧槽壁对物体的作用力大小为，弹簧长度不变，所以弹簧的弹力为2N，根据牛顿第二定律，有
所以弹簧弹力为2N，槽壁对物体的弹力为4N，C正确，D错误。
故选AC。
7. 图（a）和图（b）分别是手动式手电筒内“振动式发电机”的截面图和俯视图，圆形线圈半径为、匝数为100，所在位置的磁感应强度，方向平行于截面指向轴心；线圈两端接原、副线圈匝数比的理想变压器，给两个额定电流均为的灯泡供电。现用外力使线圈沿轴线往复运动，线圈两端电动势随时间按图（c）所示的正弦规律变化，两灯泡恰好正常发光。不计线圈及导线电阻，外力发电效率为。下列判断正确的是（ ）
A. 时刻，线圈往复运动的速度为零
B. 线圈电动势的表达式为
C. 外力做功功率为
D. 线圈往复运动中的最大速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图(c)可知时刻，电动势为最大值，根据
可知线圈往复运动的速度最大，故A错误；
B．由图(c)可知电动势的最大值为，周期为，角速度为
则线圈电动势的表达式为
故B正确；
C．设原线圈两端的电压有效值为，则有
设副线圈两端的电压有效值为，根据理想变压器电压与匝数关系有
解得
两灯泡的总功率为
外力做功功率为
故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律有
解得
故D正确。
故选BD。
8. 如图，间距为的固定平行双导轨由足够长的水平光滑段和倾角为的粗䊁段构成，所在空间有方向垂直于倾斜导轨所在平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，质量均为、电阻均为的金属棒和分别垂直于导轨放在水平和倾斜导轨上且与导轨接触良好。时刻，棒恰好静止，棒在水平外力作用下从静止开始水平向右做匀加速直线运动；时刻，棒恰好开始滑动。不计导轨电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。则（ ）
A. 时刻，棒对轨道的压力大小为
B. 时刻，棒的速率为
C. 时刻，棒的热功率为
D. 时间内，通过棒的电荷量为
【答案】BC
【解析】
【详解】导体棒ab运动的过程根据右手定则得出ab棒中的感应电流为a到b，cd棒中的电流从d到c，此时cd受到的安培力沿斜面向上，时ab棒做匀加速直线运动，cd开始沿斜面向上运动，f向下。
A．t0=0时对ab棒受力分析得
对cd棒受力分析的
则
综上可得
A错误；
B．由
得
对ab棒
根据闭合电路欧姆定律得出
则得出
B正确；
C．ab棒做匀变速直线运动，时
此时的感应电动势为
感应电流为
则热功率为
C正确；
D．对ab棒，根据匀变速直线运动的规律得
则通过棒的电荷量为
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共计174分）
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13~16题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题（共129分）
9. 图示的四个高中力学实验，在原理、方法、器材、操作、测量、数据分析等方面有不少相同处和相异处。①需要用天平测量物体质量的是_________；②不需要平衡摩擦力的是_________和_________；③物体在开始一段时间内加速度大小不断变化的是_________。（均填实验前的序号字母）
【答案】 ①. B ②. A ③. D ④. C
【解析】
【详解】A．探究小车的速度随时间变化的规律，不需要测量质量，也不需要平衡摩擦力，在钩码的拉动下，小车做匀加速直线运动，加速度不变；
B．探究加速度与力和质量的关系，需要测量小车质量，为了方便测量小车受到的合力，需要平衡摩擦力，小车做匀加速直线运动，加速度不变；
C．探究功与速度变化关系，只要实验过程中小车质量保持不变即可，不需要测量小车质量，为了使橡皮筋拉力做的功等于合力做的功，需平衡摩擦力，由于橡皮筋对小车拉力的合力是变力，故小车加速过程的加速度会发生变化；
D．验证机械能守恒定律，不需要平衡摩擦力，不需要测量重物的质量，重物做匀加速直线运动。
①[1]需要用天平测量物体质量的是B；
②[2]不需要平衡摩擦力的是A和D；
③[3]物体在开始一段时间内加速度大小不断变化的是C。
10. 在有光照时，太阳能电池利用半导体“结”受光照射时的光伏效应发电，将光能转化为电能，可以视为一个电源。
某实验小组想用伏安法测量光照一定的情况下（电动势不变）某太阳能电池的电动势（约）和内阻，所提供的器材有：
A．电压表：量程，内阻约
B．电压表：量程，内阻约
C．电流表：量程，内阻约
D．电流表：量程，内阻约
E．滑动变阻器：最大阻值为
F．开关和导线若干
（1）为使测量结果尽量准确，能采集多组实验数据且便于实验操作，电流表应选_________，电压表应选_________。（均填器材前的序号字母）
（2）请在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_________。
（3）实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据，并在坐标纸上描绘出光照一定情况下（电动势不变），电池的路端电压与输出电流的关系如图（b），他们发现当输出电流时，与成线性关系。则该电池的电动势_________V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻_________。（均保留2位有效数字）
（4）在实验设定的光照下，在满足与成线性关系的条件下，该电池的最大输出功率为_________W（保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 2.9 ⑤. 7.3 ⑥. 0.27
【解析】
【详解】（1）[1][2]电动势E约为3V，即电压最大测量值约为3V，此时干路电流
解得干路电流约为，由以上分析可知，电压表应选择A，电流表应选择C。
（2）[3]因内阻r较小，电流表的分压作用大于电压表的分流作用，故应用电压表测量路端电压，实验电路图如下图
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
故图像的纵轴截距表示电源电动势，读数可知
图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小
（4）[6]当干路电流与路端电压呈线性关系时，内外电阻相等时，电源的输出功率最大，在图像上画出外电路电阻的伏安特性图线，如下图
此时交点处电流约为195mA，超出线性范围，若电阻R的图线在150mA处与电源的伏安特性图线相交，可以求得此时电阻R的阻值为
此时外电路电阻大于内阻，若交点处电流继续减小，电阻R的阻值将增大，电源的输出功率减小，即外电路电阻时，电源的输出功率最大，如下图
此时，电路中干路电流
路端电压
电源的输出功率为
11. 某同学用图（a）所示装置探究竖直面内的圆周运动。固定在同一竖直面的轨道由三部分构成，直轨道与圆轨道在端相切，最低点处有压力传感器，圆轨道的端与等高且两端的切线均竖直，，两圆轨道的半径相同、圆心等高。将一小球从轨道上不同位置静止释放，测出各次压力传感器的示数，得到与释放点到点的高度的关系图像如图（b）。小球可视为质点且恰好能自由通过D、E端口，不计摩擦力和空气阻力，重力加速度。
（1）求小球的质量和两圆轨道的半径；
（2）要让小球沿圆轨道通过点，求释放点的高度满足的条件。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）从释放到C点，由机械能守恒定律有
在C点，由牛顿第三定律知，支持力大小等于压力大小，由牛顿第二定律有
两式联立得
结合题图（b）的图像可知
解得
（2）从释放到G点，由机械能守恒定律有
恰好到达点的条件是球对轨道的压力恰为零，由牛顿第二定律有
代入数据解得
故满足的条件是：。
12. 如图（a），“L”型绝缘不带电木板静止在水平地面上，电荷量的滑块静止在木板上左端，电荷量的滑块静止在木板上距木板右端处；左侧（含B所在位置）的木板面粗糙，右侧的木板面光滑；和粗糙木板面间的动摩擦因数，木板和地面间的动摩擦因数。时刻，在空间加一水平向右的电场，场强大小随时间变化的图像如图（b），时刻，撤去电场。已知木板、的质量均为可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，可能的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，不计间的库仑力，重力加速度。
（1）试通过计算判断：时刻，滑块和木板是否处于静止状态；
（2）求时刻，滑块B的速度大小；
（3）求滑块B再次返回木板上初始位置的时刻。
【答案】（1）A、B和木板均处于静止状态；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题图（b）图像可知：时刻，
受到的电场力大小为
（向左），（向右）
和所受的最大静摩擦力为
因为
故和均不会相对木板滑动，地面对木板的最大静摩擦力为
对木板、和组成的系统，因
故木板不会相对地面滑动，所以滑块A、B和木板均处于静止状态；
（2）①随增大，设在时刻相对木板滑动并从滑板左侧滑落，此时的临界关系为
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为
②随继续增大，假设木板和相对静止且在时刻开始向右运动，此时的临界关系为
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为，因为
所以假设成立
再随继续增大，将在时刻相对木板向右滑动，此时的临界关系为
对B分析
对系统分析
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为
综上，在时间内，电场力的冲量为
对系统，由动量定理有
代入数据解得时刻和木板共同速度为
（3）至，电场强度恒为，B进入木板上光滑部分
由牛顿第二定律可得
对B
对木板
代入数据得
（向右），（向左）
设木板经时间发生位移停止运动，由运动学规律有
代入数据得
设B在内发生位移，由运动学规律有
代入数据得
因为
故恰好在时刻，B以速度与静止的木板相碰
因B和木板的质量相等，碰撞过程中系统能量、动量均守恒，故碰撞后两者速度互换，即碰后木板和的速度分别为
（向右），
设再经过再次返回木板上初始位置，此过程中，B始终静止，木板的加速度仍为
由运动学规律有
代入数据解得
综上，B再次返回木板上的初始位置的时刻为
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
[物理选修3-3]（15分）
13. 下列说法正确的是（ ）
A. 当液体温度一定时，液体中悬浮的固体小颗粒越大，布朗运动越明显
B. 当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大
C. 随着科技的进步，我们可以将气体的温度降到绝对零度
D. 物体的温度越低，分子热运动的平均动能越小
E. 一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度升高，内能一定增加，气体可能对外做功
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．当液体温度一定时，液体中悬浮的固体小颗粒越小，布朗运动越明显，选项A错误；
B．当分子间表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，分子势能增加，即分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项B正确；
C．绝度零度是低温的极限，即使随着科技的进步，也永远不可能达到，选项C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越低，分子热运动的平均动能越小，选项D正确；
E．一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度升高，内能一定增加，气体体积可能增加，即可能对外做功，选项E正确。
故选BDE。
14. 如图，底部水平的固定圆柱形气缸内，用质量为、横截面积为S的圆盘形活塞封闭着一定质量的理想气体，当封闭气体温度为T且活塞平衡时，封闭气体的体积为V。现保持封闭气体的温度不变，对活塞施加一个方向竖直向上、大小恒为F的拉力，活塞再次平衡时，封闭气体的体积为；再保持不变，加热封闭气体使其缓慢升温至，活塞第三次达到平衡。不计气缸与活塞间的摩擦，重力加速度大小为。求：
（ⅰ）活塞第三次达到平衡时的体积；
（ⅱ）外界大气压强值。
【答案】（ⅰ）；（ⅱ）
【解析】
【详解】（ⅰ）设外界气体压强为，封闭气体在状态1、2（活塞再次平衡）的压强分别为，从状态2到状态3（活塞第三次达到平衡），封闭气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有
将代入解得
（ⅱ）从状态1到状态2，气体发生等温变化，由玻意耳定律有
将代入得
状态1，由力的平衡条件有
状态2，由力的平衡条件有
代入数据解得
[物理选修3-4]（15分）
15. 某同学在家中就地取材组装了几套“用单摆测定重力加速度”的实验装置，其中最合理的是图（a）中的_________。（填装置的序号字母）；该同学在固定摆线的过程中，将摆线在铁架台的水平杆上缠绕若干圈后用铁夹夹住，其剖面如图（b）；接着用游标卡尺测小球直径、用毫米刻度尺测铁夹下端到小球上端的摆线长度、用秒表测单摆次全振动的时间。若单摆摆动过程中，摆角小于，忽略空气阻力，则测得的重力加速度大小_________ （用等表示），该测量中，重力加速度的测量值_________ （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 ①. D ②. ③. 小于
【解析】
【详解】[1]单摆要求悬挂点固定，摆长长度不变，同时为了减小空气阻力产生的影响，应用密度较大的铁球，故D正确。
故选D。
[2]根据题意可得，单摆周期和摆长分别为
由单摆周期公式可得
解得重力加速度为
[3]由于测量的是铁夹下端到小球上端的摆线长度，所以摆长测量值偏小，由重力加速度公式可知，重力加速度测量值偏小。
16. 如图为放置在水平面上的某矩形容器的剖面图，右侧壁为镀银镜面，左侧壁为屏幕，容器底部处发射一束与夹角为的激光束，光束经反射后打到上的点。已知，。
（ⅰ）求的距离；
（ⅱ）向容器内缓慢注入某溶液至上的光点位置下降至点，已知的距离，溶液对该光束的折射率，求液面的深度。
【答案】（ⅰ）；（ⅱ）
【解析】
【详解】（ⅰ）光束经右侧壁反射的光路如图1
由反射定律知：反射角为，由数学关系有
将
代入解得
（ⅱ）光束经液面折射，再经右侧壁反射的光路如图2
其中O点、点分别为折射点、反射点。设液面深度为，过O点的法线与的交点为。光束在O点的入射角为
由折射定律有
代入数据解得折射角为
故光束在点的入射角也等于。由数学关系有
又
代入数据解得液面深度为
A．探究小车的速度随时间变化的规律
B．探究加速度与力和质量的关系
C．探究功与速度变化的关系
D．验证机械能守恒定律
一、选择题：
1. 我们在地球上获取和消耗的能量，绝大部分来自太阳内部核聚变释放的核能。下列核反应方程中，属于核聚变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．，是衰变方程，Ａ错误；
B．，是聚变方程，是太阳内部核聚变的反应方程，Ｂ正确；
C．，是人工核转变，C错误；
D．，是裂变方程，D错误。
故选B。
2. 如图为显像管原理俯视图（纸面内）。若电子枪发射的高速电子束经磁偏转线圈的磁场偏转后打在荧光屏上a点，则（ ）
A. 磁场的方向垂直纸面向里
B. 磁场越强，电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心O点
C. 要让电子束从a逐渐移向b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强磁场
D. 要让电子束从a逐渐移向b，应逐渐增强磁场使电子束过O点，再将磁场反向且逐渐减弱磁场
【答案】C
【解析】
【详解】A．电子向上偏转，据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，A错误；
B．由洛伦兹力作为向心力可得
解得
磁场越强，偏转半径越小，电子束打在屏上的位置越远离屏的中心O点，B错误；
CD．磁场越弱，偏转半径越大，电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心O点，要让电子束从a逐渐移向b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强磁场，C正确，D错误。
故选C。
3. 2023年的春晚舞蹈《锦绣》，艺术地再现了古代戍边将士与西域各民族化干戈为玉帛并建立深厚友谊的动人故事。图（a）是一个优美且难度极大的后仰动作，人后仰平衡时，可粗略认为头受到重力、肌肉拉力和颈椎支持力。如图（b），若弯曲后的头颈与水平方向成角，与水平方向成角，则可估算出的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由力的平衡条件可得
，
解得
故选A。
4. 如图，圆心为O1的光滑半圆环固定于竖直面，轻弹簧上端固定在O1正上方的O2点，c是O1O2和圆环的交点；将系于弹簧下端且套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动。若小球在a点时弹簧被拉长，在c点时弹簧被压缩， 。则下列判断正确的是（ ）
A. 小球在b点受到的合力为零
B. 弹簧在a点的伸长量可能小于弹簧在c点的压缩量
C. 弹簧处于原长时，小球的速度最大
D. 在a、b之间，小球机械能最大的位置有两处
【答案】D
【解析】
【详解】A．套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动，表明小球在a点的合力不等于零，合力的方向沿着a点的切线向上；因为系统的机械能守恒，a点和b点关于O1O2对称，所以小球在b点受到的合力不等于零，合力的方向b点的切线向上，A错误；
B．小球从a点到c点运动的过程中，小球在a点时动能最小等于零，小球在a点时位置最低，小球在a点时的重力势能最小，那么，小球在a点时的机械能最小；又因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球在a点时，弹簧的弹性势能最大，那么，小球在a点时弹簧的形变量最大，所以弹簧在a点的伸长量一定大于弹簧在c点的压缩量，B错误；
C．小球受到重力、弹簧的拉力、圆环的支持力，这三个力的合力为零时，小球的速度最大，此时弹簧处于伸长状态，C错误；
D．因为系统的机械能守恒，所以弹簧处于原长时，小球的机械能最大；在a、b之间，弹簧处于原长的位置有两处，一处位于a、c之间，另一处位于c、b之间，这两点关于O1O2对称，D正确。
故选D。
5. 电影《流浪地球2》中的太空电梯令人震撼。太空电梯的结构设计如右图所示，地球半径约，太空电梯空间站位于离地面约的地球同步轨道上，其上方约高度有平衡锤，空间站上、下方均用缆绳分别连接地面和平衡锤，运载仓与缆绳间的作用力可忽略。下列说法正确的是（ ）
A. 运载仓由地面上升至空间站的过程中始终处于失重状态
B. 连接空间站的上、下两根缆绳对空间站的拉力大小相等
C. 平衡锤、空间站的加速度与地球表面重力加速度的大小关系为
D. 若平衡锤下方的缆绳突然断裂，则平衡锤将做近心运动跌落至地球表面
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据“太空电梯”结构可知
运载仓由地面上升至空间站的过程中，角速度不变，线速度逐渐增大，运载仓不是始终处于失重状态，故A错误；
B．由于太空电梯空间站处于地球同步轨道上，可知地球对它的万有引力刚好提供其绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，则连接空间站的上、下两根缆绳对空间站的拉力大小相等，方向相反，故B正确；
C．对于太空电梯空间站，地球对它的万有引力刚好提供向心力，则有
又
可得
根据
，
可得
联立可知平衡锤、空间站的加速度与地球表面重力加速度的大小关系为
故C错误；
D．根据题意可知，若平衡锤下方的缆绳突然断裂，平衡锤与地球之间的万有引力将不足以提供平衡锤做圆周运动所需的向心力，因此平衡锤将做离心运动，故D错误。
故选B。
6. 如图，凹形槽车静止在水平直轨道上，位于光滑槽底的水平轻弹簧一端连接右侧槽壁，另一端连接质量的物体，物体静止时，弹簧对物体的压力。现使槽车与物体一起以的加速度沿轨道运动，用表示弹簧的弹力大小，用表示物体对左侧槽壁的压力大小，下列判断正确的是（ ）
A. 若的方向向左，则B. 若的方向向左，则
C. 若的方向向右，则D. 若的方向向右，则
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．若加速度向左，物体的加速度也就是向左，设左侧槽壁对物体恰好没有作用力，根据牛顿第二定律，有
即槽车和物体一起向左以加速度大小为运动时，弹簧弹力为2N，但是槽壁对物体没有支持力，A正确，B错误；
CD．同理，若方向向右，设左侧槽壁对物体的作用力大小为，弹簧长度不变，所以弹簧的弹力为2N，根据牛顿第二定律，有
所以弹簧弹力为2N，槽壁对物体的弹力为4N，C正确，D错误。
故选AC。
7. 图（a）和图（b）分别是手动式手电筒内“振动式发电机”的截面图和俯视图，圆形线圈半径为、匝数为100，所在位置的磁感应强度，方向平行于截面指向轴心；线圈两端接原、副线圈匝数比的理想变压器，给两个额定电流均为的灯泡供电。现用外力使线圈沿轴线往复运动，线圈两端电动势随时间按图（c）所示的正弦规律变化，两灯泡恰好正常发光。不计线圈及导线电阻，外力发电效率为。下列判断正确的是（ ）
A. 时刻，线圈往复运动的速度为零
B. 线圈电动势的表达式为
C. 外力做功功率为
D. 线圈往复运动中的最大速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图(c)可知时刻，电动势为最大值，根据
可知线圈往复运动的速度最大，故A错误；
B．由图(c)可知电动势的最大值为，周期为，角速度为
则线圈电动势的表达式为
故B正确；
C．设原线圈两端的电压有效值为，则有
设副线圈两端的电压有效值为，根据理想变压器电压与匝数关系有
解得
两灯泡的总功率为
外力做功功率为
故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律有
解得
故D正确。
故选BD。
8. 如图，间距为的固定平行双导轨由足够长的水平光滑段和倾角为的粗䊁段构成，所在空间有方向垂直于倾斜导轨所在平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，质量均为、电阻均为的金属棒和分别垂直于导轨放在水平和倾斜导轨上且与导轨接触良好。时刻，棒恰好静止，棒在水平外力作用下从静止开始水平向右做匀加速直线运动；时刻，棒恰好开始滑动。不计导轨电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。则（ ）
A. 时刻，棒对轨道的压力大小为
B. 时刻，棒的速率为
C. 时刻，棒的热功率为
D. 时间内，通过棒的电荷量为
【答案】BC
【解析】
【详解】导体棒ab运动的过程根据右手定则得出ab棒中的感应电流为a到b，cd棒中的电流从d到c，此时cd受到的安培力沿斜面向上，时ab棒做匀加速直线运动，cd开始沿斜面向上运动，f向下。
A．t0=0时对ab棒受力分析得
对cd棒受力分析的
则
综上可得
A错误；
B．由
得
对ab棒
根据闭合电路欧姆定律得出
则得出
B正确；
C．ab棒做匀变速直线运动，时
此时的感应电动势为
感应电流为
则热功率为
C正确；
D．对ab棒，根据匀变速直线运动的规律得
则通过棒的电荷量为
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共计174分）
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13~16题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题（共129分）
9. 图示的四个高中力学实验，在原理、方法、器材、操作、测量、数据分析等方面有不少相同处和相异处。①需要用天平测量物体质量的是_________；②不需要平衡摩擦力的是_________和_________；③物体在开始一段时间内加速度大小不断变化的是_________。（均填实验前的序号字母）
【答案】 ①. B ②. A ③. D ④. C
【解析】
【详解】A．探究小车的速度随时间变化的规律，不需要测量质量，也不需要平衡摩擦力，在钩码的拉动下，小车做匀加速直线运动，加速度不变；
B．探究加速度与力和质量的关系，需要测量小车质量，为了方便测量小车受到的合力，需要平衡摩擦力，小车做匀加速直线运动，加速度不变；
C．探究功与速度变化关系，只要实验过程中小车质量保持不变即可，不需要测量小车质量，为了使橡皮筋拉力做的功等于合力做的功，需平衡摩擦力，由于橡皮筋对小车拉力的合力是变力，故小车加速过程的加速度会发生变化；
D．验证机械能守恒定律，不需要平衡摩擦力，不需要测量重物的质量，重物做匀加速直线运动。
①[1]需要用天平测量物体质量的是B；
②[2]不需要平衡摩擦力的是A和D；
③[3]物体在开始一段时间内加速度大小不断变化的是C。
10. 在有光照时，太阳能电池利用半导体“结”受光照射时的光伏效应发电，将光能转化为电能，可以视为一个电源。
某实验小组想用伏安法测量光照一定的情况下（电动势不变）某太阳能电池的电动势（约）和内阻，所提供的器材有：
A．电压表：量程，内阻约
B．电压表：量程，内阻约
C．电流表：量程，内阻约
D．电流表：量程，内阻约
E．滑动变阻器：最大阻值为
F．开关和导线若干
（1）为使测量结果尽量准确，能采集多组实验数据且便于实验操作，电流表应选_________，电压表应选_________。（均填器材前的序号字母）
（2）请在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_________。
（3）实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据，并在坐标纸上描绘出光照一定情况下（电动势不变），电池的路端电压与输出电流的关系如图（b），他们发现当输出电流时，与成线性关系。则该电池的电动势_________V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻_________。（均保留2位有效数字）
（4）在实验设定的光照下，在满足与成线性关系的条件下，该电池的最大输出功率为_________W（保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 2.9 ⑤. 7.3 ⑥. 0.27
【解析】
【详解】（1）[1][2]电动势E约为3V，即电压最大测量值约为3V，此时干路电流
解得干路电流约为，由以上分析可知，电压表应选择A，电流表应选择C。
（2）[3]因内阻r较小，电流表的分压作用大于电压表的分流作用，故应用电压表测量路端电压，实验电路图如下图
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
故图像的纵轴截距表示电源电动势，读数可知
图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小
（4）[6]当干路电流与路端电压呈线性关系时，内外电阻相等时，电源的输出功率最大，在图像上画出外电路电阻的伏安特性图线，如下图
此时交点处电流约为195mA，超出线性范围，若电阻R的图线在150mA处与电源的伏安特性图线相交，可以求得此时电阻R的阻值为
此时外电路电阻大于内阻，若交点处电流继续减小，电阻R的阻值将增大，电源的输出功率减小，即外电路电阻时，电源的输出功率最大，如下图
此时，电路中干路电流
路端电压
电源的输出功率为
11. 某同学用图（a）所示装置探究竖直面内的圆周运动。固定在同一竖直面的轨道由三部分构成，直轨道与圆轨道在端相切，最低点处有压力传感器，圆轨道的端与等高且两端的切线均竖直，，两圆轨道的半径相同、圆心等高。将一小球从轨道上不同位置静止释放，测出各次压力传感器的示数，得到与释放点到点的高度的关系图像如图（b）。小球可视为质点且恰好能自由通过D、E端口，不计摩擦力和空气阻力，重力加速度。
（1）求小球的质量和两圆轨道的半径；
（2）要让小球沿圆轨道通过点，求释放点的高度满足的条件。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）从释放到C点，由机械能守恒定律有
在C点，由牛顿第三定律知，支持力大小等于压力大小，由牛顿第二定律有
两式联立得
结合题图（b）的图像可知
解得
（2）从释放到G点，由机械能守恒定律有
恰好到达点的条件是球对轨道的压力恰为零，由牛顿第二定律有
代入数据解得
故满足的条件是：。
12. 如图（a），“L”型绝缘不带电木板静止在水平地面上，电荷量的滑块静止在木板上左端，电荷量的滑块静止在木板上距木板右端处；左侧（含B所在位置）的木板面粗糙，右侧的木板面光滑；和粗糙木板面间的动摩擦因数，木板和地面间的动摩擦因数。时刻，在空间加一水平向右的电场，场强大小随时间变化的图像如图（b），时刻，撤去电场。已知木板、的质量均为可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，可能的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，不计间的库仑力，重力加速度。
（1）试通过计算判断：时刻，滑块和木板是否处于静止状态；
（2）求时刻，滑块B的速度大小；
（3）求滑块B再次返回木板上初始位置的时刻。
【答案】（1）A、B和木板均处于静止状态；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题图（b）图像可知：时刻，
受到的电场力大小为
（向左），（向右）
和所受的最大静摩擦力为
因为
故和均不会相对木板滑动，地面对木板的最大静摩擦力为
对木板、和组成的系统，因
故木板不会相对地面滑动，所以滑块A、B和木板均处于静止状态；
（2）①随增大，设在时刻相对木板滑动并从滑板左侧滑落，此时的临界关系为
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为
②随继续增大，假设木板和相对静止且在时刻开始向右运动，此时的临界关系为
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为，因为
所以假设成立
再随继续增大，将在时刻相对木板向右滑动，此时的临界关系为
对B分析
对系统分析
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为
综上，在时间内，电场力的冲量为
对系统，由动量定理有
代入数据解得时刻和木板共同速度为
（3）至，电场强度恒为，B进入木板上光滑部分
由牛顿第二定律可得
对B
对木板
代入数据得
（向右），（向左）
设木板经时间发生位移停止运动，由运动学规律有
代入数据得
设B在内发生位移，由运动学规律有
代入数据得
因为
故恰好在时刻，B以速度与静止的木板相碰
因B和木板的质量相等，碰撞过程中系统能量、动量均守恒，故碰撞后两者速度互换，即碰后木板和的速度分别为
（向右），
设再经过再次返回木板上初始位置，此过程中，B始终静止，木板的加速度仍为
由运动学规律有
代入数据解得
综上，B再次返回木板上的初始位置的时刻为
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
[物理选修3-3]（15分）
13. 下列说法正确的是（ ）
A. 当液体温度一定时，液体中悬浮的固体小颗粒越大，布朗运动越明显
B. 当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大
C. 随着科技的进步，我们可以将气体的温度降到绝对零度
D. 物体的温度越低，分子热运动的平均动能越小
E. 一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度升高，内能一定增加，气体可能对外做功
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．当液体温度一定时，液体中悬浮的固体小颗粒越小，布朗运动越明显，选项A错误；
B．当分子间表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，分子势能增加，即分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项B正确；
C．绝度零度是低温的极限，即使随着科技的进步，也永远不可能达到，选项C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越低，分子热运动的平均动能越小，选项D正确；
E．一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度升高，内能一定增加，气体体积可能增加，即可能对外做功，选项E正确。
故选BDE。
14. 如图，底部水平的固定圆柱形气缸内，用质量为、横截面积为S的圆盘形活塞封闭着一定质量的理想气体，当封闭气体温度为T且活塞平衡时，封闭气体的体积为V。现保持封闭气体的温度不变，对活塞施加一个方向竖直向上、大小恒为F的拉力，活塞再次平衡时，封闭气体的体积为；再保持不变，加热封闭气体使其缓慢升温至，活塞第三次达到平衡。不计气缸与活塞间的摩擦，重力加速度大小为。求：
（ⅰ）活塞第三次达到平衡时的体积；
（ⅱ）外界大气压强值。
【答案】（ⅰ）；（ⅱ）
【解析】
【详解】（ⅰ）设外界气体压强为，封闭气体在状态1、2（活塞再次平衡）的压强分别为，从状态2到状态3（活塞第三次达到平衡），封闭气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有
将代入解得
（ⅱ）从状态1到状态2，气体发生等温变化，由玻意耳定律有
将代入得
状态1，由力的平衡条件有
状态2，由力的平衡条件有
代入数据解得
[物理选修3-4]（15分）
15. 某同学在家中就地取材组装了几套“用单摆测定重力加速度”的实验装置，其中最合理的是图（a）中的_________。（填装置的序号字母）；该同学在固定摆线的过程中，将摆线在铁架台的水平杆上缠绕若干圈后用铁夹夹住，其剖面如图（b）；接着用游标卡尺测小球直径、用毫米刻度尺测铁夹下端到小球上端的摆线长度、用秒表测单摆次全振动的时间。若单摆摆动过程中，摆角小于，忽略空气阻力，则测得的重力加速度大小_________ （用等表示），该测量中，重力加速度的测量值_________ （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 ①. D ②. ③. 小于
【解析】
【详解】[1]单摆要求悬挂点固定，摆长长度不变，同时为了减小空气阻力产生的影响，应用密度较大的铁球，故D正确。
故选D。
[2]根据题意可得，单摆周期和摆长分别为
由单摆周期公式可得
解得重力加速度为
[3]由于测量的是铁夹下端到小球上端的摆线长度，所以摆长测量值偏小，由重力加速度公式可知，重力加速度测量值偏小。
16. 如图为放置在水平面上的某矩形容器的剖面图，右侧壁为镀银镜面，左侧壁为屏幕，容器底部处发射一束与夹角为的激光束，光束经反射后打到上的点。已知，。
（ⅰ）求的距离；
（ⅱ）向容器内缓慢注入某溶液至上的光点位置下降至点，已知的距离，溶液对该光束的折射率，求液面的深度。
【答案】（ⅰ）；（ⅱ）
【解析】
【详解】（ⅰ）光束经右侧壁反射的光路如图1
由反射定律知：反射角为，由数学关系有
将
代入解得
（ⅱ）光束经液面折射，再经右侧壁反射的光路如图2
其中O点、点分别为折射点、反射点。设液面深度为，过O点的法线与的交点为。光束在O点的入射角为
由折射定律有
代入数据解得折射角为
故光束在点的入射角也等于。由数学关系有
又
代入数据解得液面深度为
A．探究小车的速度随时间变化的规律
B．探究加速度与力和质量的关系
C．探究功与速度变化的关系
D．验证机械能守恒定律
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