2023届山东省烟台市高三上学期期末学业水平诊断物理试卷word版含答案

  2022-2023学年度第一学期期末学业水平诊断

高三物理

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．如图所示，在光滑固定斜面最低点O处有一垂直于斜面的固定挡板，小球从斜面上的A点由静止开始下滑，与挡板碰撞后回到A点再次下滑，重复上述运动。以O点为原点、平行于斜面向上为正方向建立坐标系。下列关于小球的速度v和位置x的关系图像中，能描述该过程的是（    ）

A． B． 

C． D．

2．如图所示，一圆环套在固定的倾斜光滑杆上，轻绳绕过光滑定滑轮与圆环相连，整个装置处于同一竖直平面内，用力F拉动轻绳使圆环从图示位置沿杆向上缓慢运动，圆环对杆的弹力大小为，在圆环运动过程中，下列说法正确的是（    ）

A．F一直增大，一直减小 B．F一直增大，先减小后增大

C．F先减小后增大，一直增大 D．F先减小后增大，先减小后增大

3．一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置位于坐标原点O，简谐运动的振幅为。时刻振子的位移为时刻振子的位移为，则振子做简谐运动的周期可能为（    ）

A． B． C． D．

4．疫情防控期间，小明同学在家中对着竖直墙壁打乒乓球，某次在空中A点将球斜向上击出，球垂直撞在墙上的O点后沿与碰撞前速度相反的方向弹回落地，落地点B正好在发球点A的正下方，如图所示。不计球的旋转及空气阻力，以O点为坐标原点、垂直于墙壁向左为x轴正方向、平行于墙壁向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，关于球从A点到刚落到B点的运动过程中，下列说法中正确的是（    ）

A．球的机械能守恒

B．球在B点时的动能一定大于在A点时的动能

C．过A、B两点的轨迹的切线与x轴相交于同一点

D．球在B点时的水平速度比在A点时的水平速度大

5．如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的接触点O点固定，P为电路与圆环良好接触的滑动触头，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．电压表和电流表的示数都一直变大

B．灯先变暗后变亮，电流表的示数一直变小

C．灯先变暗后变亮，电压表的示数先变大后变小

D．电容器C所带电荷量先减少后增多

6．火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，分别在地球表面和火星表面用如图所示的同一装置做如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其恰好在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力。则小球在地球表面上运动到最低点时的速度大小与在火星表面上运动到最低点时的速度大小之比为（    ）

A． B． C．5∶2 D．5∶1

7．如图所示，三根均匀带电的等长绝缘棒组成等边三角形，O为三角形的中心。情形一：当三根棒带等量同种电荷时，O点的场强为0。情形二：当棒所带电荷量均为、棒带电荷量为时，O点场强大小为E；在情形二中将棒取走，、棒的电荷始终均匀分布，则O点的场强大小为（    ）

A．E B． C． D．

8．如图所示，对货车施加一个恒定的水平拉力F，拉着货车沿光滑水平轨道运动装运沙子，沙子经一静止的竖直漏斗连续地落进货车，单位时间内落进货车的沙子质量恒为Q。某时刻，货车（连同已落入其中的沙子）质量为M，速度为v，则此时货车的加速度为（    ）

A． B． C． D．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。则下列情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来高的是（    ）

A．观察者静止，火车向他驶来 B．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动

C．观察者和火车均在运动，且逐渐靠近 D．观察者和火车均在运动，且逐渐远离

10．如图所示，光滑球面半径为R，将A、B两小球置于球面上等高处，它们距球面最低点O的距离远远小于R，C球处于球面的球心处，在小球B所处位置和O点之间放置一光滑直线轨道，小球B可以沿直线轨道下滑，不计空气阻力，若将三球同时由静止释放，则下列说法中正确的是（    ）

A．A球比C球先到达O点  B．C球比A球先到达O点

C．A球比B球先到达O点 D．B球比A球先到达O点

11．如图所示，一水平固定硬杆的a、b两点分别拴有两根长为的轻绳，两轻绳均可绕拴接点自由转动，两轻绳的下端拴接在一质量为的小球上，此时两轻绳与竖直方向的夹角均为，开始时小球在最低点保持静止，现给小球一个垂直于纸面向里的水平初速度，己知，重力加速度，不计一切摩擦阻力，则在小球运动过程中，下列说法中正确的是（    ）

A．若小球在最高点时速度为，则

B．若，则小球在最低点时轻绳的张力为

C．要使小球能完成圆周运动，小球过圆周最高点时速度不能小于

D．若小球能完成圆周运动，小球在最高点和最低点时轻绳的张力之差为

12．如图甲所示，两根间距为、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为、电阻为的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上的恒力，金属杆由静止开始运动，图乙为运动过程的图像，重力加速度。则在金属杆向上运动的过程中，下列说法中正确的是（    ）

A．匀强磁场的磁感应强度

B．前内通过电阻R的电荷量为

C．当金属杆的速度为时，其加速度为

D．前内电阻R产生的热量为

三、非选择题：本题共6小题，共60分．

13．（6分）

某同学利用如图甲所示装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、天平、砝码盘和砝码等。

用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使细绳保持与导轨平面平行。令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从气垫导轨的右边开始运动，与计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门时的遮光时间、及遮光片从A到B所用时间。

用天平测出砝码盘和砝码的总质量为、滑块（含遮光片）的质量为，己知重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则___________；

（2）实验开始前，需先补偿阻力，具体步骤为：滑块未连接轻绳时，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间___________；

（3）在遮光片随滑块从A到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受的拉力，则拉力冲量的大小___________，滑块动量变化量的大小___________（均用题中给定的字母表示）；

（4）为尽量减小实验误差，本实验要求码盘和砝码的总质量___________（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）滑块（含遮光片）的质量。

14．（8分）

一实验小组想要测量一个未知电源的电动势和内电阻。可供选择的器材有：

电流表A（量程，内阻为）；

电阻箱（最大阻值为）；

电阻箱（最大阻值为）；

开关一个，导线若干。

（1）由于电流表A的量程较小，考虑安全因素，该实验小组计划将其量程扩大为原来的10倍，则应选用电阻箱___________（选填“”或“”）与电流表A___________（选填“串”或“并”）联，电阻箱选用阻值为___________；

（2）请设计好电路，用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图甲连接成完整电路；

（3）实验中记录另一电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出。得到多组数据后描点做出图线如图乙所示，则该电源的电动势___________V，内电阻___________。

15．（7分）

一列简谐横波在水平绳上沿x轴负方向传播，在时刻的波形如图所示，绳上三个质点M、N、P的平衡位置分别为，从该时刻开始计时，P点的振动位移随时间变化关系为。求：

（1）该简谐横波的波速v；

（2）经过多长时间t，质点M、N振动的速度相同？

16．（9分）

一质量为的木板放在倾角的光滑斜面上，并在外力作用下保持静止状态。斜面底瑞固定一垂直于斜面的挡板，木板左下端距挡板的距离为。时刻，撤去作用在木板上的外力，同时一质量的小物块从木板左下端以沿斜面向上的初速度滑上木板，并对小物块施加沿斜面向上的外力F，时间内，，该力在时变为，方向沿斜面向下，并在此后保持不变。已知木板与物块间的动摩擦因数，小物块可以看作质点，斜面足够长，且整个过程中小物块不会从木板右端滑出，重力加速度，。求：

（1）时间内，小物块和木板的加速度的大小；

（2）木板第一次与挡板碰撞时的速度大小。

17．（14分）

某粒子束实验装置的基本原理如图甲所示。在三维坐标系中，z轴左侧I区宽度为d，其间充满电场强度大小为、方向沿x轴正方向的匀强电场，右边界面与x轴垂直交于坐标原点O，固定粒子源能够从小孔沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为的粒子，在Ⅰ区经过加速后过O点时的速度为；Ⅱ区宽度为L，右边界面与x轴垂直交于，在该界面处放置一边长为的正方形挡板，挡板面与x轴垂直，且挡板中心与点重合，Ⅱ区存在磁场，磁场的磁感应强度沿x方向的分量始终为零，沿y和z方向的分量和随时间周期性变化规律如图乙所示，且；Ⅲ区宽度为L，右边界面与x抽垂直交于点，其内充满场强为、沿x轴正方向的匀强电场。一足够大的荧光屏垂直x轴固定Ⅲ区右边界面。忽略粒子间的相互作用，不计重力，粒子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期T，求：

（1）粒子从粒子源射出后的速度大小v；

（2）在时间内，判断是否有粒子打在荧光屏上，若有，则磁感应强度B至少为多大才能使粒子打在荧光屏上；

（3）若不考虑在磁场突变时运动的粒子，且单位时间内粒子源发射粒子的数量恒定，则时间内，能够打在荧光屏上的a粒子数与小孔发射出的粒子总数的比值；

（4）打在荧光屏上的粒子距点的最远距离（结果可保留根号形式）。

18．（16分）

如图所示，一倾角的光滑斜面与一足够长的水平面通过一小段光滑圆弧平滑连接，质量为的小物块B静止于水平面的最左端。现将另一质量为的小物块A在斜面某位置处由静止释放后沿斜面下滑，刚进入水平面时与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计。碰撞后A被弹回，B获得的速度沿水平面向右运动。已知物块A、B与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度，，不计物块通过斜面与水平面交接处的动能损失。求：

（1）物块A被弹回后，沿斜面向上运动的最大距离；

（2）物块A与物块B第二次相碰时，距水平面最左端的距离；

（3）物块A在整个运动过程中克服摩擦力所做的功；

（4）最终物块A与物块B之间的距离。