2023届海南省海口市高三下学期学生学科能力诊断物理试题

2023届海南省海口市高三下学期学生学科能力诊断物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列有关力和运动，说法正确的是（　　）

A．把手中的铅球静止释放，铅球竖直下落是因为惯性

B．汽车的速度越大，刹车时越难停下来，说明速度越大惯性越大

C．牛顿第一定律也被叫作惯性定律

D．汽车紧急刹车时乘客向前倾，是因为乘客受到向前的惯性力

2．A、B、C三个物体叠放在一起如图中实线所示，用力作用在物体C上，缓慢转到虚线所示位置的过程中，A、B、C三个物体始终相对静止，下列说法正确的是（　　）

A．C对B的作用力大小和方向都不变

B．C对B的作用力先增加后减小

C．B对A的支持力先减小后增加

D．B对A的摩擦力先增加后减小

3．如图所示，把两个线圈绕在同一个矩形软铁芯上，线圈通过导线、开关与电池连接，线圈用导线连通，导线下面平行放置一个可以自由转动的小磁针，且导线沿南北方向放置。下列说法正确的是（　　）

A．开关闭合的瞬间，小磁针不会转动

B．开关闭合，待电路稳定后，小磁针会转动

C．电路稳定后，断开开关的瞬间，小磁针不会转动

D．电路稳定后，断开开关的瞬间，小磁针会转动

4．中国科学院的环流器装置主要用来研究磁约束下的核聚变，核反应方程是，已知粒子的质量为，氘核的质量为，氚核的质量是，中子的质量为，相当于，下列有关核反应的说法正确的是（　　）

A．是核聚变反应，也是目前核电站使用的核反应

B．只要把和放在一个密闭的容器内就可以发生核聚变反应

C．一个氘核与一个氚核聚变反应吸收的能量是

D．一个氘核与一个氚核聚变反应释放的能量是

5．如图所示，密封的矿泉水㼛中，一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气，可看做理想气体。现用手挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开矿泉水瓶后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，则上浮过程中小瓶内气体（　　）

A．体积不变，内能不变

B．体积不变，内能减少

C．体积增大，对外界做正功

D．对外界做正功，并放出热量

6．如图所示是竖直放置的内壁光滑的长方体容器的纵截面图，是一个矩形，，，有一个可视为质点、质量的小球用长的轻绳悬挂在点。小球随容器一起绕边做匀速圆周运动，取重力加速度，已知，，下列说法正确的是（　　）

A．当时，器壁对小球的弹力大小是

B．当时，器壁对小球的弹力大小是

C．小球刚接触器壁时的角速度是

D．小球刚接触器壁时的角速度是

7．如图所示的电路，有定值电阻、，滑动变阻器、电流表、电压表、电容器，内阻不能忽略的电源。开关闭合，滑动变阻器滑片向上滑动，待电路稳定后，与滑动前相比，下列说法正确的是（　　）

A．电源的效率增加 B．电压表示数减小

C．电容器电量增加 D．电流表示数减小

8．同一条平直公路上，甲车在前，乙车在后，两车在不同的行车道上同向行驶，时刻甲和乙两车相距，其速度—时间图像分别为图中直线甲和直线乙，交点坐标图中已标出，则（　　）

A．乙车的加速度是

B．时两车相距最远

C．时两车相遇

D．时两车再次相遇

二、多选题

9．如图所示是两个理想单摆在同一地点的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是（　　）

A．时，甲单摆的摆线拉力为0，乙的速度为0

B．增大乙的摆球质量，乙的周期有可能与甲相等

C．甲摆球和乙摆球永远不可能同时均处于动能最小的状态

D．乙摆球位移随时间变化的关系式为

10．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到点并系住物体。现推动物体将弹簧压缩到点，然后释放，物体一直运动到点速度减为零。如果物体受到地面的摩擦阻力恒定，则（　　）

A．物体从到的过程加速度先变小后变大

B．物体从到的过程加速度逐渐变大

C．物体运动到点时速度最大

D．物体在点速度减为零后一定保持静止

11．如图所示，是一颗卫星发射的简化过程示意图。首先将卫星发射到近地圆轨道1，轨道1的半径近似等于地球半径，在点点火加速变到椭圆轨道2，远地点到地心的距离是，在点再次点火加速使卫星在圆轨道3上做匀速圆周运动。已知引力常量和卫星在轨道2上的周期，下列说法正确的是（　　）

A．卫星在轨道1上运动的周期是

B．卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，大于在轨道1上正常运行时经过点的加速度

C．卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，等于在轨道1上正常运行时经过点的加速度

D．根据题中的条件可以求出地球的质量是

12．图1中、、是某电场中的一条电场线上的三个点，若将一正电荷从点处由静止秲放，仅在电场力作用下，正电荷沿电场线从经过到，运动过程中的速度—时间图像如图2所示。下列说法正确的是（　　）

A．在、、三个点中，点的电场强度最大

B．在、、三个点中，点的电势最低

C．在、、三个点中，点的电势最高

D．在、、三个点中，正电荷在点的电势能最大

13．如图所示，在水平面上固定光滑导轨、，之间用导线连接，两导轨间距是。两导轨间有磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强礠场，虚线是匀强磁场的左、右边界，在磁场左边导轨上有一根质量为、有效电阻为的导体棒，导体棒以初速度向右进入磁场，并以速度从右边穿出磁场，其余电阻不计，下列说法正确的是（　　）

A．导体棒穿过磁场的过程中电流方向由到

B．导体棒穿过磁场的过程中产生的热量是

C．通过导体棒的电量是

D．匀强磁场左、右边界之间的距离是

14．某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时的规律，实验装置如图所示。用注射器封闭一定量的气体，其压强p可由左侧的压强传感器测得，体积V由注射器壁上的刻度读出，下列说法正确的是（　　）

A．注射器必须水平放置

B．改变气体体积时，应缓慢推动活塞

C．改变气体体积时，推动活塞快慢对实验没有影响

D．处理数据时可以作出图像，如果是过原点倾斜的直线，说明压强与体积成反比关系

三、实验题

15．某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。

（1）将滑块放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨的调节旋钮，下列哪些选项说明气垫导轨已调到水平__________。

A．当气垫导轨与桌面平行时

B．轻推滑块，经过两个光电门的时间相等

C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平

D．滑块能在气垫导轨上保持静止

（2）测出滑块和遮光条的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，两遮光条的宽度相同。将滑块静置于两光电门之间，将滑块静置于光电门1左侧，推动，使其获得水平向右的初速度，经过光电门1并与发生碰撞，碰撞后被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为、，光电门2记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足________（选㙋“>”“<”或“=”）。

（3）若碰撞过程中动量守恒，则满足的关系式是____________。

16．有一个待测电阻大约，某同学想测量多组数据并尽可能准确测量它的阻值，在实验室找到以下器材：

A．学生电源（电动势为）

B．电压表（量程为，内阻约）

C．电流表（量程为，内阻为）

D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）

E．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）

F．定值电阻

G．定值电阻

H．开关、导线若干

（1）根据所提供的器材设计实验电路，滑动变阻器应选__________。（填实验器材前面的选项序号）

（2）请在图1虚线框内画出你设计的电路图，并在电路图上标出选择的定值电阻的符号__________（或）。

（3）在某次测量时，电压表和电流表指针分别如图2，3所示，则电压表的示数是__________，电流表示数是__________，请你用这一组数据计算出待测电阻的阻值是__________。

四、解答题

17．如图所示，是一个等腰梯形玻璃砖的横截面，，，。一束光线从边上的点平行于边射入玻璃砖，折射后照射到边的中点，且。

（1）玻璃砖的折射率是多少？

（2）作出光在玻璃砖中的光路图并写出必要的文字说明，求出光从玻璃砖中出射点到点的距离是多少？

18．如图所示，带有圆弧的光滑滑板固定在水平地面上，右边有质量足够长且与光滑滑板等高的木板，二者不栓接。在光滑滑板上放有质量的小木块B，质量的小木块A从圆弧点正上方处由静止释放，小木块A与小木块B发生弹性碰撞，碰撞后取走小木块A。已知小木块B与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面之间的动摩擦因数，圆弧半径，取重力加速度。

（1）小木块A滑到圆弧最低点C时，对滑板的压力大小是多少？

（2）小木块A与小木块B发生弹性碰撞后，小木块B的速度大小是多少？

（3）小木块B与长木板之间因摩擦产生的热量是多少？

19．如图所示，在平面坐标系的第二象限有一个半径为的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面问外，圆形磁场与两个坐标轴相切。在与轴的切点处有一个粒子源，可以在坐标平面内向磁场内各个方向发射带正电的粒子，已知粒子的电荷量为、质量为、速度为，粒子的重力及粒子间相互作用不计，磁感应强度。在第一象限内虚线与轴的夹角，与轴之间存在沿方向、电场强度为的匀强电场。

（1）垂直轴射入圆形磁场的粒子再次到达轴所用的时间及距坐标原点的距离是多少？

（2）若在第一象限和轴之间加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，粒子从点射入的方向在哪个范围时，粒子经过匀强磁场后可以直接进入匀强电场？

参考答案：

1．C

【详解】A．把手中的铅球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到竖直向下的重力的缘故，故A错误；

B．惯性只与质量有关，与速度无关，故B错误；

C．牛顿第一定律也被叫作惯性定律，故C正确；

D．公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，这是由于乘客具有惯性；惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。

故选C。

2．A

【详解】AB．以A、B为整体，缓慢转动过程中，根据受力平衡可知，C对B的作用力一直与A、B整体的重力平衡，则C对B的作用力大小和方向都不变，故A正确，B错误；

CD．以A对象，根据受力平衡可得

，

转动过程中，先减小到零后又增大，则B对A的支持力先增加后减小，B对A的摩擦力先减小后增加，故CD错误。

故选A。

3．D

【详解】A．开关闭合的瞬间，线圈产生磁场，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，小磁针会转动，故A错误；

B．开关闭合，待电路稳定后，线圈产生恒定磁场，穿过线圈的磁通量不发生变化，小磁针不会转动，故B错误；

CD．电路稳定后，断开开关的瞬间，线圈的磁场消失，穿过线圈的磁通量发生变化，小磁针会转动，故C错误，D正确。

故选D。

4．D

【详解】A．是核聚变反应，核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，故A错误；

B．聚变反应需要在高温高压下才能进行，故B错误；

CD．根据题意可知，该反应的质量亏损为

则聚变反应释放的能量是

故C错误，D正确。

故选D。

5．C

【详解】上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，气体内能不变；气体压强变小，根据

可知气体体积增大，气体对外界做正功；根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。

故选C。

6．C

【详解】CD．设小球刚接触器壁时的角速度为，此时绳子与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得

解得

以小球对对象，根据牛顿第二定律可得

解得

故C正确，D错误；

A．当时，由于

可知小球还未接触器壁，故A错误；

B．当时，由于

设器壁对小球的弹力大小为，绳子拉力大小为，则有

联立解得

故D错误。

故选C。

7．B

【详解】根据题意可知，滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的电阻减小，则电路的总电阻减小，由闭合回路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压减小

A．电源的效率为

则效率减小，故A错误；

BCD．由于路端电压减小，则两端电压减小，流过的电流减小，由于总电流增大，则电流表示数变大，两端电压增大，则两端电压减小，电容器两端电压和电压表示数减小，由可知，电容器电量减小，故CD错误，B正确。

故选B。

8．C

【详解】A．图像中，斜率表示加速度，由图可知，乙车的加速度是

甲车的加速度为

故A错误；

BCD．由图可知，甲车做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，乙车做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，设经过时间两车相遇，由公式有

解得

或

之后，甲车比乙车的速度大，两车之间的距离逐渐增大，由于不知道运动结束的时间，则不能确定何时两车距离最大，故BD错误，C正确。

故选C。

9．CD

【详解】A．时，甲单摆运动到最低点，摆球速度最大，细线拉力和小球重力提供向心力，摆线拉力不为0，故A错误；

B．由周期公式可知，周期与摆球质量没有关系，故B错误；

C．根据题意，由图可知，乙的周期是甲的2倍，甲乙同时从平衡位置向正方向运动，则永远不可能同时均处于动能最小的状态，故C正确；

D．由图可知，乙单摆的振幅为，圆频率为

又有时，，且开始向正方向运动，则乙摆球位移随时间变化的关系式为

故D正确。

故选CD。

10．AB

【详解】A．在A点合力水平向右，在O点合力水平向左，因此从A到O存在一个点加速度为零，从A到O加速度先变小后变大，故A正确；

B．物体从O到B的过程，滑动摩擦力方向向左，弹簧弹力也向左且逐渐增大，所以加速度逐渐变大，故B正确；

C．当物体加速度为零时速度最大，物体运动到O点时合力是滑动摩擦力，加速度不为零，速度最大的点在从A到O之间某个位置，故C错误；

D．物体在B点速度减到为零后，如果此时弹簧弹力大于最大静摩擦力，则物体将继续运动，故D错误。

故选AB。

11．AC

【详解】A．根据题意可知，轨道2的半长轴为，由开普勒第三定律有

解得

故A正确；

BC．由万有引力提供向心力有

解得

可知，卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，等于在轨道1上正常运行时经过点的加速度，故B错误，C正确；

D．由万有引力提供向心力有

解得

故D错误。

故选AC。

12．BD

【详解】A．由牛顿第二定律有

根据图像中斜率表示加速度，由图可知，电荷在点时加速度最小，则点的电场强度最小，故A错误；

BCD．根据题意，由图可知，正电荷沿电场线从经过到，速度一直增加，电场力一直做正功，电势能减少，则有

由可得

故C错误，BD正确。

故选BD。

13．BD

【详解】A．根据题意，由右手定则可知，导体棒穿过磁场的过程中电流方向由，故A错误；

B．根据题意，由能量守恒定律可知，导体棒穿过磁场的过程中产生的热量是

故B正确；

CD．根据题意，由动量定理有

则有

解得

由、和可得

解得

故C错误，D正确。

故选BD。

14．BD

【详解】A．注射器不必保持水平放置，气体压强由传感器直接读出，故A错误；

BC．防止封闭气体的温度发生改变，改变气体体积时，应缓慢推动活塞，故C错误，B正确；

D．处理数据时可以作出图像，如果是过原点倾斜的直线，说明压强与体积成反比关系，故D正确。

故选BD。

15．     BD/DB         

【详解】.

（1）[1]A．由于桌面不一定是水平的，则当气垫导轨与桌面平行时，气垫导轨不一定水平，故A错误；

B．轻推滑块，经过两个光电门的时间相等，说明滑块A做匀速运动，则气垫导轨水平，故B正确；

C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平，误差太大，故C错误；

D．滑块能在气垫导轨上保持静止，说明受力平衡，则气垫导轨水平，故D正确。

故选BD。

（2）[2]实验过程中，滑块A与滑块B碰撞后反向弹回，则有

（3）[3]根据题意可知，滑块A碰撞之前的速度大小为

碰撞之后的速度大小为

滑块B碰撞之后的速度大小为

若系统动量守恒，则有

整理可得

即满足上式，则碰撞过程动量守恒。

16．     E          4.4     22.0     97.5

【详解】（1）[1]为了尽可能准确测量电阻的阻值，需要使电阻的电压从零开始，滑动变阻器采用分压式连接，为了调节方便，，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择E。

（2）[2]由所提供的器材可知通过待测电阻的最大电流约为

故可将电流表与定值电阻并联，改成成量程为的新电流表，改装后的新电流表内阻为

则改装后的新电流表采用内接法，由于滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多，故滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示

（3）[3][4]在某次测量时，电压表和电流表指针分别如图2，3所示，则电压表的示数是；电流表示数是；

[5]可知通过待测电阻的电流为

待测电阻两端电压为

则待测电阻的阻值为

17．（1）；（2）见解析；

【详解】（1）根据题意，由几何关系可知，光线在点的入射角为

光线在点的折射角为

由折射定律可得，折射率为

（2）根据题意，由公式可得

由几何关系可知，光线在点入射角为大于临界角，发生全反射，反射光线交与点，由几何关系有

则光线在点也发生全反射，反射关系交与点，如图所示

根据题意，由对称性可知

由正弦定理有

解得

即光从玻璃砖中出射点到点的距离为。

18．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）小木块A从静止释放到最低点C过程，根据动能定理可得

解得

小木块A经过C点时，根据牛顿第二定律可得

解得

根据牛顿第三定律可知，小木块A滑到圆弧最低点C时，对滑板的压力大小为。

（2）设小木块A与小木块B发生弹性碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒可得

联立解得

（3）设小木块B滑上长木板后，小木块B与长木板的加速度大小分别为、，根据牛顿第二定律可得

解得

，

设经过时间小木块B与长木板的速度相等，则有

解得

，

此过程小木块B与长木板发生的相对位移为

小木块B与长木板速度相等后保持相对静止一起做匀减速运动，则小木块B与长木板之间因摩擦产生的热量为

19．（1），；（2）从点射入的方向与轴夹角大于

【详解】（1）根据题意可知，粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有

解得

画出粒子的运动轨迹，如图所示

粒子在磁场中的运动时间为

由几何关系可得

则粒子在段的运动时间为

粒子由点进入电场，做类平抛运动，沿电场方向上有

水平方向有

解得

则粒子再次到达轴所用的时间为

距坐标原点的距离为

（2）根据题意可知，粒子进入和轴之间的磁场，有

解得

由磁发散原理可知，从圆形磁场射出的粒子方向一定是垂直轴方向，即进入和轴之间的磁场时，速度垂直轴进入，当轨迹与相切时为临界点，此时粒子从点射入的方向与轴成角，如图所示

有几何关系可得

则点到轴的距离为

则有

可得

即当粒子从点射入的方向与轴夹角大于时，粒子经过匀强磁场后可以直接进入匀强电场。