2022-2023学年福建省永安一中等三校高三第二学期学习能力诊断物理试题

2022-2023学年福建省永安一中等三校高三第二学期学习能力诊断物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、采用一稳压交流电源给如图所示电路供电，R1、R2、R3是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的匝数比为2：1，开关断开时电路消耗的总功率为P，则开关闭合时电路消耗的总功率为（）A．P B． C． D．2、太阳周围除了八大行星，还有许多的小行星，在火星轨道与木星轨道之间有一个小行星带，假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动，则A．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期相同B．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动加速度大于火星做圆周运动的加速度C．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期大于木星公转周期D．小行星带中某两颗行星线速度大小不同，受到太阳引力可能相同3、如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ，则能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的图象是（）A． B． C． D．4、撑杆跳是一种技术性和观赏性都极高的运动项目。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：a~b、b~c、c~d、d~e，如图所示，不计空气阻力，杆为轻杆，则对这四个阶段的描述不正确的是（）A．a~b阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加B．b~c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加C．c~d阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量D．d~e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量5、我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，同步轨道卫星的高度约为3.60×104km，己知地球半径为6.4×103km，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是（）A．中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能B．静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大C．中轨道卫星的运行周期约为20hD．中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为6、如图所示，在倾角为30°的斜面上，质量为1kg的小滑块从a点由静止下滑，到b点时接触一轻弹簧。滑块滑至最低点c后，又被弹回到a点，已知ab=0.6m，bc=0.4m，重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是（）A．滑块滑到b点时动能最大B．整个过程中滑块的机械能守恒C．弹簧的最大弹性势能为2JD．从c到b弹簧的弹力对滑块做功为5J二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，x轴上方有两条曲线均为正弦曲线的半个周期，其高和底的长度均为l，在x轴与曲线所围的两区域内存在大小均为B，方向如图所示的匀强磁场，MNPQ为一边长为l的正方形导线框，其电阻为R，MN与x轴重合，在外力的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速向右穿越磁场区域，则下列说法中正确的是（）A．线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大B．线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大C．穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为D．穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为8、质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的P1、P2、P3三点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为B1、B2，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则A．速度选择器中的电场方向向右，且三种粒子均带正电B．三种粒子的速度大小均为C．如果三种粒子的电荷量相等，则打在P3点的粒子质量最大D．如果三种粒子电荷量均为q，且P1、P3的间距为Δx，则打在P1、P3两点的粒子质量差为9、在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计．则（）A．物块c的质量是2msinθB．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是10、如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F．质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落．则（）A．细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为B．细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为C．弹簧恢复原长时滑块的动能为D．滑块与木板AB间的动摩擦因数为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。C．撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____(用所测物理量的符号表示)。12．（12分）某校物理兴趣小组利用如图甲所示装置探究合力做功与动能变化的关系。在滑块上安装一遮光条，系轻细绳处安装一拉力传感器（可显示出轻细绳中的拉力），把滑块放在水平气垫导轨上A处，细绳通过定滑轮与钩码相连，光电门安装在B处，气垫导轨充气，将滑块从A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为。(1)多次改变钩码的质量（拉力传感器记录的读数相应改变），测得多组和数据，要得到线性变化图像，若已经选定F作为纵坐标，则横坐标代表的物理量为___；A．B．C．D．(2)若正确选择横坐标所代表的物理量后，得出线性变化图像的斜率为，且已经测出A、B之间的距离为，遮光条的宽度为，则滑块质量（含遮光条和拉力传感器）的表达式为____。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在空间直角坐标系中，Ⅰ、Ⅱ象限（含、轴）有磁感应强度为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为，方向竖直向上的匀强电场；Ⅲ、Ⅳ象限（不含轴）有磁感应强度为，方向沿轴负方向的匀强磁场，光滑圆弧轨道圆心，半径为，圆环底端位于坐标轴原点。质量为，带电的小球从处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到点。质量为，带电小球的穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与同时运动到点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球（碰撞过程无电荷损失）。小球、、均可视为质点，不计小球间的库仑力，取，求：(1)小球在处的初速度为多大；(2)碰撞完成后瞬间，小球的速度；(3)分析球在后续运动过程中，第一次回到轴时的坐标。14．（16分）图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．质量为m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨一端接有阻值为R的电阻．由静止释放导体棒ab，重力加速度为g．（1）在下滑加速过程中，当速度为v时棒的加速度是多大；（2）导体棒能够达到的最大速度为多大；（3）设ab下降的高度为h，求此过程中通过电阻R的电量是多少？15．（12分）如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:①波的传播方向和传播速度.②求0~2.3s内P质点通过的路程.

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】

设三个完全相同的定值电阻的阻值为，电压电压为，开关断开时，根据等效电路可得电路的总的电阻为电路消耗的总功率为开关闭合时，根据等效电路可得电路的总的电阻为电路消耗的总功率为故A、B、D错误，C正确；故选C。2、D【解析】

A项：由公式可知，若小行星做圆周运动半径不同，则周期不同，故A错误；B项：由公式可知，小行星中各行星绕太阳做圆周运动的加速度小于火星做圆周运动的加速度，故B错误；C项：小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的半径小于木星绕太阳公转的半径，因此小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期小于木星公转周期，故C错误；D项：由公式可知，某两颗行星线速度大小v不同，但有可能相同，故D正确。故选：D。3、B【解析】

初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度：a1=gsinθ+μgcosθa恒定，斜率不变；

当小木块的速度与传送带速度相等时，由μ＞tanθ知道木块将与带以相同的速度匀速运动，图象的斜率表示加速度，所以第二段的斜率为零。A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论相符，选项B正确；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；4、C【解析】

A．a～b阶段：人加速过程中，人的动能增加，重力势能不变，人的机械能增加，故A正确，不符合题意；B．b～c阶段：人上升过程中，人和杆的动能减少，重力势能和杆的弹性势能均增加，故B正确，不符合题意；C．c～d阶段：杆在恢复原长的过程中，人的动能和弹性势能减少量之和等于重力势能的增加量，故C不正确，符合题意；D．d～e阶段：只有重力做功，人的机械能守恒，重力所做的功等于人动能的增加量，故D正确，不符合题意。故选：C。5、B【解析】

A．根据万有引力提供圆周运动向心力则有可得由于中轨道卫星的轨道半径小于静止同步轨道卫星的轨道半径，所以中轨道卫星运行的线速度大于静止同步轨道卫星运行的线速度，由于不知中轨道卫星的质量和静止同步轨道卫星的质量，根据动能定义式可知无法确定中轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能大小关系，故A错误；B．静止同步轨道卫星绕地球运行的周期为24h，小于月球绕地球运行的运行周期，根据可知静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B正确；C．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：可得：中轨道卫星运行周期与静止同步轨道卫星运行周期之比为：中轨道卫星的运行周期为：故C错误；D．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：可得：中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为：故D错误。故选B。6、D【解析】

A．根据题中“小滑块从a点由静止下滑和又被弹回到a点”可知：滑块和斜面间无摩擦，滑块滑到b时，合力为重力沿斜面的分力，加速度和速度同向，继续加速，当重力沿斜面的分力和弹簧弹力相等时，速度最大，故A错误；B．整个过程中，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，滑块的机械能从a到b不变，从b到c机械能逐渐减小，转化为弹簧的弹性势能，c到b弹簧的弹性势能逐渐减小，滑块的机械能逐渐增加，从b到a机械能不变，故B错误；C．对滑块和弹簧组成的系统，从a到c过程，根据能量转化关系有代入数据解得J故C错误；D．从c到b弹簧的弹力对滑块做正功，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的机械能，根据功能关系可知，弹簧的弹力对滑块做了5J的功，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】

AB．电流和切割长度成正比，所以线框的PN边到达x坐标为处时，相当于长度为l的边框来切割磁感线，线框的PN边到达x坐标为处时，相当于两个长度为l的边框来切割磁感线，两个电动势叠加，所以线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大为故A错误，B正确；C．因为电流的变化符合交流电的特征，所以线框的PN边到达x坐标为处时，产生的焦耳热为线框的PN边从到2l处时，产生的焦耳热为线框的PN边从2l到处时，产生的焦耳热为所以产生的总焦耳热为又因为外力所做的功就等于焦耳热，所以C正确，D错误。故选BC。8、ACD【解析】

A．根据粒子在磁场B2中的偏转方向，由左手定则知三种粒子均带正电，在速度选择器中，粒子所受的洛伦兹力向左，电场力向右，知电场方向向右，故A正确；B．三种粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受力平衡，有得故B错误；C．粒子在磁场区域B2中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有得：三种粒子的电荷量相等，半径与质量成正比，故打在P3点的粒子质量最大，故C正确；D．打在P1、P3间距解得：故D正确；故选ACD。9、AD【解析】

b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降则c所受重力和绳的拉力大小平衡．由b平衡可知，安培力大小F安=mgsinθ，由a平衡可知F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ，由c平衡可知F绳=mcg；因为绳中拉力大小相等，故2mgsinθ=mcg，即物块c的质量为2msinθ，故A正确；b放上之前，根据能量守恒知a增加的重力势能也是由于c减小的重力势能，故B错误；a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知C错误；根据b棒的平衡可知F安=mgsinθ又因为F安=BIL，故，故D正确；故选AD．考点：物体的平衡；安培力.10、ABD【解析】

A．细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于OA段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F，根据牛顿第二定律有：解得，A正确；B．滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为，B正确；C．弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于，C错误；D．由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得联立解得，D正确。故选ABD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（1）m1g；（2），【解析】

（1）[1]小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为m1g；（2）[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故；[3]动能增量为：，合力的功为：，需要验证的关系式为：12、D【解析】

(1)设A、B之间的距离为，遮光条的宽度为，根据动能定理联立解得选定作为纵坐标，要得