三重教育2023-2024学年第一学期高三年级联考
理科综合试题
（考试时间150分钟，满分300分）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形到区域内.
2.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效.
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动.用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上.
4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回.
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，19~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
1．金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，现用某种光照射金属A时能逸出光电子，该种光可能是（ ）
A．红光 B．紫光 C．黄光 D．红外线
2．2023年5月30日，神舟十六号成功对接空间站，已知组合体可看作绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距地面高度为h。地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．航天员漂浮在组合体中，处于平衡状态
B．组合体绕地球的周期为
C．组合体轨道处的重力加速度为
D．组合体的运行速度为
3．如图所示，两个质量相等的物块，沿倾角不同、底边相同的两个固定光滑斜面，从斜面顶端由静止自由下滑，不计空气阻力，在它们到达斜面底端的过程中（ ）
A．重力做功的平均功率一定不同
B．到达底端瞬间重力的功率可能相同
C．斜面对物块弹力的冲量可能相同
D．物块所受合力的冲量可能相同
4．如图所示，表面粗糙的斜面顶端安有光滑的轻滑轮。两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮，P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。现略微增加物块Q的质量，P、Q与斜面仍保持静止不动，下列说法正确的是（ ）
A．Q受到的摩擦力可能不变
B．地面受到的摩擦力水平向左
C．轻绳上的拉力可能增大
D．滑轮受到斜面的作用力不变
5．如图所示，长度为l的轻绳一端固定在O点，另一端系着一个质量为m的小球，当小球在最低点时，获得一个水平向右的初速度，重力加速度为g，不计空气阻力。在此后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球恰好能到达竖直面内的最高点
B．当小球运动到最右端时，小球所受的合力大小为2mg
C．轻绳第一次刚好松弛时，轻绳与竖直方向夹角的余弦值为
D．初状态在最低点时，细绳对小球的拉力大小为4mg
6．如图所示，长为L的轻绳上端固定在O点，下端系一带电量为+q的小球，置于水平向右的匀强电场中，OA与竖直方向的夹角37°，OA一半处的P点有一小钉子。现将小球拉至B点，使轻绳与OA夹角很小，然后由静止释放小球，小球在竖直平面内运动。点C（图中未标出）是小球能够到达OA左侧最远位置，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．点C与点B关于OA绳不对称
B．小球的运动可看作简谐运动
C．小球摆动的周期为
D．小球摆动的周期为
7．如图为一半圆形玻璃砖，圆心为O，半径为R，直线OO'垂直于竖直放置的屏幕。现将一束绿光由空气从P点垂直AB射入玻璃砖，在Q点发生折射后恰好在屏幕上O'点出现光斑。已知，，光在空气中的速度为c、下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对绿光的折射率为
B．玻璃砖对绿光的临界角为60°
C．绿光从P传至Q经历的时间为
D．将绿光换为红光射入玻璃砖时，光斑出现在O'点的上方
8．如图所示，竖直平面内固定两根间距为L的光滑足够长平行金属导轨，导体棒ab与导轨接触良好并垂直导轨匀速运动。质量为m、电量为+q的带电小球，恰好能在水平放置的平行板电容器内做竖直面内的匀速圆周运动，电容器下极板接地，两板间距离为d、导轨间匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B1，电容器间匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B2，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．该小球做匀速圆周运动过程中动能与电势能总和保持不变
B．导体棒ab一定向右运动，速度大小保持不变
C．若仅B1减小为一半时，为使小球运动情况不变，B2应变为两倍
D．当电容器两板间距离d增大为两倍时，为使小球运动情况不变，导体棒ab速度应变为原来两倍
三、非选择题：共174分。
9．如图所示是有两个量程的电流表，已知表头的内阻Rg=2000Ω，满偏电流Ig=200μA，电阻R1=100Ω，R2=400Ω，当使用A、B两个端点时，电流表的量程为I2，当使用A、C两个端点时，电流表的量程为I1，则I1为 A，I2为 A。
10．某实验小组利用如图甲所示的装置探究钩码和小车组成的系统机械能守恒。实验器材有一端带滑轮的长木板、轻细绳、单个质量为m的钩码、质量为3m的小车、打点计时器、刻度尺。
（1）装置平衡摩擦力之后，通过验证 减小的重力势能等于系统增加的动能，可以探究钩码和小车组成的系统机械能守恒；
（2）已知交流电源频率为50Hz，启动打点计时器，释放小车，小车在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图乙所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。从纸带数据可计算出经过4点的瞬时速度v4= m/s；（计算结果保留到小数点后两位）
（3）实验小组通过绘制图线分析数据（，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是O点对应时刻小车的瞬时速度，s是各计数点到O点的距离）。若钩码和小车组成的系统机械能守恒，已知图线斜率为k，可求得当地的重力加速度g= 。（用题中所给出的字母表示）
11．水枪是一种常见的小玩具，一般的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K打开，水即从枪口喷出。若初始时水枪内气体压强为120kPa，气体体积1L，现从储水罐充气口压入气体，压入气体的压强为100kPa，压气过程中水枪内气体温度等于环境温度27℃，并保持不变，压气完成后玩具水枪内气体体积还为1L，气体的压强为240kPa，气体可看作理想气体。求：
（1）压入气体的体积；
（2）压气后，当环境温度降为7℃，经过足够长的时间，内部气体压强为多少。
12．如图所示，有一个半径为R的圆形区域，ab为圆的直径。若区域内有匀强电场，质量为m、电荷量为+q的带电粒子从a点由静止释放，会从圆周上的c点穿出电场，ac与ab的夹角θ=60°。如果粒子从a点以速度v射入电场，方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出电场。若区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，该带电粒子以同样的速度v从a点射入磁场，方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场。不计带电粒子的重力，求：
（1）电场强度E与磁感应强度B的比值；
（2）带电粒子两次在电场中的运动时间分别与带电粒子在磁场中的运动时间之比。
13．如图所示，一半径为R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与光滑水平轨道cd在d处平滑连接，且与足够长的粗糙水平轨道ab在同一竖直平面内。在ab的最右端放置一个质量M=4kg的木板，其上表面与cd等高，木板与轨道ab间的动摩擦因数μ1=0.1，质量mQ=2kg的滑块Q置于cd轨道上且与c点距离为6m。现在圆弧轨道的最高点处由静止释放一质量mP=6kg的滑块P，一段时间后滑块P与Q发生弹性正碰，碰撞时间极短。从P与Q碰撞结束开始计时，3s末Q从木板左端飞出（飞出后立即被取走，对其他物体的运动不造成影响）。已知P、Q与木板间的动摩擦因数均为μ2=0.2，滑块P、Q均可视为质点，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2，求：
（1）碰撞后P、Q速度的大小和方向；
（2）木板的长度L；
（3）P滑块能否从木板左端滑离木板？若能，求P从木板左端滑离时的速度；若不能，求P停在木板上的位置距木板右端的距离；
（4）P、Q碰撞后滑块、木板及ab轨道之间的摩擦生热之和Q。
参考答案与解析
1．B
【解答】光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的极限频率。金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，说明绿光的频率等于金属A的极限频率。现用某种光照射金属A时能逸出光电子，说明这种光的频率大于等于绿光的频率。
故选B。
2．C
【解答】A．航天员漂浮在组合体中，随组合体一起绕地球做匀速圆周运动，处于非平衡状态，A错误；
B．由地球表面
由万有引力提供向心力
解得组合体绕地球的周期为
B错误；
C．由万有引力提供向心力
可得组合体轨道处的重力加速度为
C正确；
D．由万有引力提供向心力
组合体的运行速度为
D错误。
故选C。
3．A
【解答】A．第二定律可得加速度为
根据运动学公式可得
解得
重力做功的平均功率为
由于倾角不同，所以两物块所受重力做功的平均功率不相同，故A正确；
B．设斜面的倾角为θ时，设斜面底端长度为L，则斜面长为，根据动能定理可得
到达底端的动能为
斜面的倾角不同，则物块到达底端的动能不同；物块质量相等，则到达底端的速度不同，但在竖直方向上分速度vy不同，由
可知，到达底端时重力的瞬时功率不同，故B错误；
C．对物体在垂直斜面方向
因θ角不同，则斜面对物块弹力的冲量方向不相同，冲量不可能相同，故C错误；
D．物块所受合力沿斜面向下，为，因θ角不同，则合力的冲量方向不相同，合力的冲量不可能相同，故D错误。
故选A。
4．D
【解答】A．因为均处于静止状态，所以Q受到的摩擦力为静摩擦力，如果Q受到的摩擦力沿斜面向上，根据平衡可得
当Q的质量增加时，摩擦力增大，如果Q受到的摩擦力沿斜面向下，可得
摩擦力减小，因此Q受到的摩擦力都会变化，A错误；
B．从整体法来看，物体受力平衡，水平方向摩擦力为零，B错误；
C．因为均处于静止状态，绳子拉力等于P的重力，所以不变，C错误；
D．因为滑轮所受绳子拉力不变，角度不变，所以滑轮受到斜面的作用力始终与绳子的合力等大反向，也不变，D正确。
故选D。
5．C
【解答】A．若小球能到达最高点，根据机械能守恒，有
根据小球在竖直面内的圆周运动受力特点，可知恰好做完整的圆周运动，则在最高点时小球重力恰好提供所需向心力，根据牛顿第二定律可得
在最高时小球的最小速度为
故A错误；
B．分析小球从最低点运动到最右端的过程，根据机械能守恒，有
根据牛顿第二定律和向心力可得，小球的向心力为
又因为小球受重力作用，根据平行四边形定则可知小球所受的合力为
故B错误；
C．当轻绳第一次刚好松弛时，绳的拉力为零，设此时的速度大小为v2，轻绳与竖直向上方向夹角为α，如图所示
由径向合力提供向心力，有
由机械能守恒有
联立解得
，
故C正确；
D．小球在最低点，根据牛顿第二定律有
轻绳受到的拉力大小为5mg，故D错误。
故选C。
6．ABD
【解答】A．在平衡位置时细绳与竖直方向的夹角
则
即OP位置方向正好是摆球摆动的平衡位置，根据振动的对称性可知，若没有P点的钉子，则点C与点B关于OA绳对称，因有钉子P，则C点与B点关于OA不对称，选项A正确；
B．小球在钉子P两侧的振动的摆角很小，则小球在P点两侧的振动可分别看做是简谐振动，选项B正确；
CD．小球摆动时的等效重力加速度为
小球摆动的周期为
选项C错误，D正确。
故选ABD。
7．CD
【解答】A．根据几何关系，有
可得
又因，根据几何关系可得
可得折射角为
根据折射率公式
故A错误；
B．根据临界角公式
可得临界角为
故B错误；
C．绿光在介质中的速度为
传播的距离为
绿光从P传至Q经历的时间为
联立可得
故C正确；
D．红光的折射率小于绿光的折射率，那么红光从玻璃砖折射后的折射角比绿光的小，所以光斑出现在O'点的上方，故D正确。
故选CD。
8．BD
【解答】A．该小球做匀速圆周运动过程中动能不变，电势能不断变化，则动能与电势能总和不断变化，选项A错误；
B．小球做匀速圆周运动，则重力和电场力平衡，则电场力向上且保持不变，下极板为正极，由右手定则可知，导体棒ab一定向右运动，速度大小保持不变，选项B正确；
C．若仅B1减小为一半时，根据E=B1Lv可知，电容器两板电势差变为原来的一半，两板间场强变为原来的一半，此时小球的重力与电场力不再平衡，则即使B2变为两倍小球也不会做匀速圆周运动，选项C错误；
D．当电容器两板间距离d增大为两倍时，则为使小球运动情况不变，则两板间场强不变，两板电势差将要变为原来的2倍，则根据E=B1Lv可知导体棒ab速度应变为原来两倍，选项D正确。
故选BD。
9．
【解答】[1][2]当使用A、B两个端点时，表头与R2串联后再与R1并联，可得
当使用A、C两个端点时，R2与R1串联后再与表头并联，可得
代入数值解得
10． 钩码 0.62
【解答】（1）[1]钩码和小车组成的系统根据机械能守恒定律可得
钩码减小的重力重力势能等于系统增加的动能，故填钩码；
（2）[2]如图乙所示相邻两点间有4个点未画出可得两点所用的时间为
如图乙所示可得经过4点的瞬时速度等于3点到5点的平均速度
故填0.62；
（3）[3]如图甲所示由机械守恒定律得
得
已知图线斜率为k得
求得当地的重力加速度为
故填。
11．（1）；（2）
【解答】（1）枪内原有气体压强
体积
压入气体压强
设压入气体体积为V2，最终枪内气体压强
体积
温度不变，可得
解得
（2）枪内气体温度降低，做等容变化
其中
得
12．（1）；（2）
【解答】（1）由题意知电场强度方向沿ac方向，粒子由a到b做类平抛运动，由牛顿运动定律
联立解得
粒子在磁场中由a到b做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律
根据几何关系
解得
可得
（2）粒子两次在电场中运动时间相同，设为t1，则
粒子在磁场中运动时间为t2，则
又
则
联立解得
13．（1）2m/s，6m/s，方向均水平向左；（2）；（3）不能，；（4）
【解答】（1）滑块P释放到与Q碰前，根据动能定理有
P、Q发生弹性碰撞，则有
，
解得
，
方向均水平向左
（2）滑块Q碰后到c点用时t1，则有
滑块P碰后到c点用时t2，则有
滑块Q滑上木板匀减速运动，则有
，
根据题意有
解得
，
由于
所以木板处于静止状态则木板的长度为
（3）滑块Q滑落木板后，滑块P滑上木板，由于
则滑块P做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，令二者共速用时t0，则有
，，
解得
，，
令P相对木板的相对位移为，则有
可知，P不能滑落木板，距木板右端的距离
（4）P相对木板静止后，一起匀减速到静止，令滑行的距离为x，则有
其中
解得
，
滑块Q与木板间摩擦生热Q1
滑块P与木板间摩擦生热Q2
木板与ab轨道之间摩擦生热Q3
则有
解得
