海南省2023-2024学年高三上学期1月期末（诊断二）考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1海南省2023-2024学年高三学业水平诊断（二）物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡对应项目的〖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〗写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.下列选项中能够表示功率单位的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗功率的单位为瓦特，即为；根据，，功率的单位可以表示为、、。故选B。2.对于生活中的一些现象，下列说法正确的是（）A.雨后柏油路上的积水表面呈彩色，是因为光的干涉B.光导纤维中传递的光信号可以是普通单色光C.大头针针尖的影子边缘模糊不清是因为光的干涉D.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是因为光的衍射〖答案〗A〖解析〗A．雨后路面上有彩色油膜，是因为膜的内外表面反射相同频率的光，进行叠加，是光的干涉，故A正确；B．光导纤维中传递的光信号应该选用亮度高、平行度好、单色性好的激光，若用普通单色光，由于普通单色光的频率范围比较宽，传递过程中光信号容易减弱，故B错误；C．大头针针尖的影子边缘模糊不清，这是光的衍射现象引起的，故C错误；D．太阳底下肥皂泡呈彩色，是因为泡的内外表面反射相同频率的光，进行叠加，是光的干涉，故D错误。故选A。3.有一用同种材料制作的粗细均匀的金属丝电阻，阻值为R，现将该金属丝切成等长的三段，取其中两段并联再与第三段串联后，下列说法正确的是（）A.金属丝的电阻率变小 B.改变金属丝的温度，电阻率不变C.金属丝的电阻变为 D.金属丝的电阻变为〖答案〗C〖解析〗AB．金属丝的电阻率只由温度和材料决定，与金属丝的长度无关；改变金属丝的温度，电阻率发生变化，故AB错误；CD．将该金属丝切成等长的三段，则每一段的电阻为，取其中两段并联再与第三段串联后，则金属丝的电阻变为故C正确，D错误。故选C。4.长为l、质量为m的通电直导体棒放在倾角为的光滑斜面上，并处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。当电流为I时导体棒恰好处于平衡状态，重力加速度为g。当电流的大小突然变为时，该导体棒的加速度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗当电流为I时有当电流为3I时有联立得该导体棒的加速度大小为故选C。5.甲、乙、丙为三个完全相同的可视为质点的金属小球，甲球所带电荷量大小为6q，乙球所带电荷量大小为q，丙球不带电。将甲、乙两球固定，相距r（r远大于小球的半径），此时甲、乙间的相互作用力为F，然后让丙球先与甲接触，再与乙球接触，最后移去丙球。甲、乙两球后来所带的电荷量大小和甲、乙两球间的相互作用力大小可能变为（）A.3q、2q、 B.3q、2q、2F C.3q、q、F D.3q、q、〖答案〗D〖解析〗根据库仑定律可得若甲、乙带同种电荷，设均为正电荷，则让丙球先与甲接触后，甲、丙所带电荷量变为之后丙球再与乙球接触，乙、丙所带电荷量变为此时甲、乙两球间的相互作用力大小变为若甲、乙带异种电荷，设甲为正电荷，乙为负电荷，则让丙球先与甲接触后，甲、丙所带电荷量变为之后丙球再与乙球接触，乙、丙所带电荷量变为此时甲、乙两球间的相互作用力大小变为故选D。6.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，、为小灯泡，R为定值电阻，当只闭合开关时，两小灯泡都能发光。现保持闭合，再闭合开关，下列说法正确的是（）A.亮度不变 B.更亮C.更亮 D.亮度不变〖答案〗C〖解析〗AC．由题知，设电热丝电阻为，小灯泡电阻为，断开开关时，和串联电阻为闭合开关，电热丝与和并联，由并联电路知则可知并联后电路总电阻在减小，电路电流增大，更亮，A错误，C正确；BD．并联后电路总电阻在减小，干路电流增大，两端电压增大，电热丝和并联电压减小，灯变暗。B错误，D错误；故选C7.如图所示，光滑水平面的上方存在一宽度为l、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一个阻值为R的正方形金属线圈边长为l，线圈在磁场左方某一位置处在恒力F作用下从静止开始运动，保持线圈平面与磁场方向垂直，线圈能匀速进入磁场，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.线圈进、出磁场过程中感应电流均沿逆时针方向B.线圈进、出磁场过程中安培力方向相反C.线圈出磁场过程中速度逐渐减小D.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为〖答案〗D〖解析〗A．线圈进磁场过程中，线圈内的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流均沿逆时针方向，线圈出磁场过程中，线圈内的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流均沿顺时针方向，故A错误；B．根据左手定则，线圈进、出磁场过程中安培力方向均向左，方向相同，故B错误；C．线圈能匀速进入磁场，则由于磁场宽度等于线圈边长，线圈刚出磁场时，速度仍为，则线圈刚出磁场时受到的安培力为故线圈出磁场过程将做匀速直线运动，速度不变，故C错误；D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程，根据动能定理线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为故D正确。故选D。8.如图所示，质量为M的箱子静止在粗糙的水平地面上，质量为m的钢球被水平和倾斜细线固定在箱子中，倾斜细线与竖直方向的夹角，重力加速度为g。则剪断倾斜细线的瞬间，箱子对地面的弹力和摩擦力大小分别为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗剪断倾斜细线的瞬间，水平绳子拉力发生突变，钢球将做圆周运动，剪断倾斜细线的瞬间，小球速度为零，则水平绳子拉力为零，此时钢球只受重力，处于完全失重状态，箱子对地面的弹力等于箱子的重力，即水平绳子对箱子的拉力为零，可知地面与箱子间没有摩擦力，即箱子对地面的摩擦力为零。故选D。二、多项选择题：本题共5小题，每小题4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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.云台稳定器是一种常用于摄影和摄像领域的设备，它利用陀螺仪加速度传感器可以使相机在移动过程中保持稳定，避免拍摄画面出现晃动和模糊。在某次摄像过程中摄影师将摄影机放置在水平云台上（假设没有锁定），由于摄影需要，这个装置在竖直平面内做匀速圆周运动（云台始终保持水平），如图所示，图中a、c分别为圆周的最低点与最高点，b、d点与圆心等高。则在该运动过程中摄影机的受力情况，下列说法正确的是（）A.云台对摄影机的作用力始终沿半径指向圆心B.整个运动过程中，摄影机受到的合力大小不变C.从a到d过程中，摄影机受到的合力是变力D.在a、c两点云台对摄影机的作用力大小相等〖答案〗BC〖解析〗A．摄影机所需向心力始终指向圆心，由于重力始终竖直向下，则云台对摄影机的作用力不会始终指向圆心，A错误；B．摄影机做匀速圆周运动，所受合力的大小不变，B正确；C．合力等于向心力，方向一直变化，为变力，C正确；D．在a、c两点的向心力等大，均为可知，在a、c两点云台对摄影机的作用力大小不相等，D错误。故选BC。10.台式计算机工作时往往需要同时提供多种电压的电源，如图所示为某台式机的电源部分电路图，变压器可视为理想变压器，已知变压器初级线圈匝数为，接电压为、频率为f的交流电源，次级有两个绕组，匝数分别为，输出电压分别为，电路工作时流过每个绕组的电流分别为，输入及输出的功率分别为。则下列说法正确的是（）A.次级线圈输出的交流电频率均为f B.电流关系满足、C.电压关系满足、 D.功率关系满足〖答案〗ACD〖解析〗A．变压器不会改变交流电频率，A正确；C．根据理想变压器电压与匝数关系，可知，C正确；BD．根据能量守恒，功率关系为结合C中关系式可得电流关系满足B错误，D正确。故选ACD。11.在真空中的O点存在一孤立的带正电的点电荷，将一带电粒子以一定的初速度射入该电荷激发的电场中，粒子在电场中的一段轨迹如图所示。粒子从P点运动到R点的过程中，在Q点与圆1相交，在R点与圆2相切，圆1、2的圆心在O点，不计粒子重力，粒子电荷量保持不变。则下列说法正确的是（）A.该粒子一定带负电荷B.粒子在P点比在Q点加速度大C.粒子从P点运动到R点后有可能继续沿圆2轨迹做圆周运动D.粒子从P点运动到R点（不含）的过程中速度方向与电场线方向的夹角一直为钝角〖答案〗ACD〖解析〗A．如图所示，由物体做曲线运动的特点知，合力在曲线弯曲的凹侧，故该粒子与带正电的点电荷相互吸引。该粒子一定带负电荷，A正确；B.由A选项图知，，由静电力公式则可知由牛顿第二定律知，故粒子P点加速度比Q点加速度小，B错误；C．由A选项图知，粒子在R点速度与圆2相切，若时，粒子从P点运动到R点后有可能继续沿圆2轨迹做圆周运动，C正确；D．由图知，粒子从P点运动到R点（不含）的过程中速度方向与电场线方向的夹角一直为钝角，D正确；故选ACD。12.华为发布的新款手机Mate60pro具有卫星通话功能，是利用“天通一号”系列同步卫星进行信号中转的。如图所示，“天通一号”卫星发射时，先进入近地点为P的椭圆轨道运行，再从椭圆轨道远地点Q变轨至圆形同步轨道。椭圆轨道在远地点Q处与同步轨道相切。不考虑卫星质量变化，下列说法正确的是（）A.卫星在椭圆轨道运行时，在P处的动能大于Q处的动能B.卫星在椭圆轨道运行的周期小于24小时C.卫星在椭圆轨道运行时的动能总比其在同步轨道时的动能小D.卫星在椭圆轨道运行时的机械能比其在同步轨道时的机械能小〖答案〗ABD〖解析〗A．卫星在椭圆轨道运行时，卫星从P到Q过程，万有引力对卫星做负功，卫星的动能减小，则卫星在P处的动能大于Q处的动能，故A正确；B．根据开普勒第三定律可知，卫星在椭圆轨道运行周期小于同步卫星的周期，则卫星在椭圆轨道运行的周期小于24小时，故B正确；C．根据万有引力提供向心力可得可得可知卫星在近地圆轨道的线速度大于同步轨道的线速度，由于卫星在椭圆轨道P处的速度大于卫星在近地圆轨道的线速度，所以卫星在椭圆轨道P处的动能大于其在同步轨道时的动能，故C错误；D．卫星在椭圆轨道Q处需要点火加速变轨到同步轨道上，卫星的机械能增加，所以卫星在椭圆轨道运行时的机械能比其在同步轨道时的机械能小，故D正确。故选ABD。13.如图所示，两根光滑的平行导轨MN、PQ固定在水平面上，M、P间接有电阻R，导轨电阻不计。空间存在竖直向下的匀强磁场。静止放置在导轨上的导体棒a质量为m、电阻为r。时，电键S断开，在导体棒a上作用水平向右、大小恒定的拉力F，a棒开始运动（导体棒与导轨始终保持垂直且接触良好）。时闭合电键S，水平拉力F仍保持不变。则下列关于导体棒的速度v随时间t的变化规律的图像，可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗AC〖解析〗时电键S断开，在导体棒a上作用水平向右、大小恒定的拉力F，a棒做匀加速直线运动，有时闭合电键S，水平拉力F仍保持不变，导体棒切割磁感线，产生动生电动势，回路有感应电流，导体棒受到水平向左的安培力，有C．当时，导体棒可以保持速度做匀速直线运动，则图像为横线，故C正确；AD．当时，有可知随着速度增大，加速度大小逐渐减小，做加速度逐渐减小的加速运动，故A正确，D错误；B．当时，有可知随着速度减小，加速度大小逐渐减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当安培力等于拉力时再做匀速直线运动，即杆的速度不可能减为零，故B错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。14.（1）某同学在家中找到一透明圆柱体，他想粗测一下该圆柱体材料的折射率，他用一激光笔沿如图1虚线方向射出一束激光到圆柱体上表面，结果发现光斑落在柱体底面圆心处，经测量发现该柱体高度为h=3cm，游标卡尺测直径如图2所示，d=______cm，则该材料的折射率为______（结果可用根号表示）。（2）某同学在探究小车加速度与力的关系后，对实验进行了改进，如图1所示，带滑轮的长木板调节后可固定，实验过程中跨过小车上的光滑定滑轮的两根细线始终保持与长木板平行。对于该实验：①下列说法正确是______（填选项序号）；A．需要补偿长木板对小车摩擦力影响B．不需要补偿长木板对小车的摩擦力影响C．实验中要保证小车的质量远大于砂和砂桶的总质量D．实验中不需要保证小车的质量远大于砂和砂桶的总质量②实验中严格规范操作，若拉力传感器的示数为F，小车（含定滑轮）质量为M，当地重力加速度为g，实验中改变砂桶中砂的质量并处理纸带，获得多组数据后绘制F-a图像如图2所示，图像斜率为k，则k=______（用已知的物理量字母表示）。〖答案〗（1）4.000（2）AD〖解析〗（1）[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以[2]根据折射定律可得（2）[3]AB．为了能够得到小车运动过程中小车和滑轮所受合外力为力传感器示数的两倍，因此需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿摩擦力，故A正确，B错误；CD．由于该实验中用到了力传感器，小车所受合外力可用力传感器直接得到，因此不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故C错误，D正确。故选AD。[4]对小车和与小车连接的滑轮，有所以所以15.学习小组想测量某电阻的阻值。（1）先用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电阻阻值。下述步骤合理的顺序是：______（填数字序号）。①把待测电阻连接到红、黑表笔间②红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，让指针指到0Ω处③把选择开关调到欧姆挡合适的倍率④读取测得的电阻值⑤把选择开关拨到“OFF”挡（2）若选择开关为“×10”挡，指针示数如图1所示，则测得的电阻为______Ω。（3）接下来用图2所示的电路精确地测量该电阻的阻值。是定值电阻，滑动变阻器最大阻值有20Ω和2000Ω供选择，为了方便调节，应选择最大阻值为______Ω的滑动变阻器。（4）电路连接完成后，测量步骤如下：①先把滑动变阻器的滑片P移到最______（填“左”或“右”）端，然后闭合开关；②缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使电流表、电压表指针指在合适的位置，记录两表的示数I、；③断开开关，电流表的示数______（填“变大”或“变小”），向______（填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数仍为I，记录电压表的示数，则待测电阻的阻值______（用表示）；（5）该电流表内阻对电阻的测量值______（填“有”或“没有”）影响。〖答案〗（1）③②①④⑤（2）140（3）20（4）左变小右（5）没有〖解析〗（1）[1]先用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电阻阻值；应先把选择开关调到欧姆挡合适的倍率；然后红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，让指针指到0Ω处；接着把待测电阻连接到红、黑表笔间，读取测得的电阻值；最后把选择开关拨到“OFF”挡。故步骤合理的顺序是：③②①④⑤。（2）[2]若选择开关为“×10”挡，指针示数如图1所示，则测得的电阻为（3）[3]由于电路图中滑动变阻器采用分压接法，为了方便调节，应选择最大阻值为的滑动变阻器。（4）①[4]为了保证电表的安全，先把滑动变阻器的滑片P移到最左端，然后闭合开关；③[5]断开开关，支路多串联，则电流表的示数变小；[6]应向右移动滑动变阻器滑片，使得电压表示数变大，电流表的示数仍为I，记录电压表的示数；[7]设电流表内阻为，根据欧姆定律可得可得待测电阻的阻值为（5）[8]由以上分析可知，该电流表内阻对电阻的测量值没有影响。16.如图1所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在时刻的波形图，图2为平衡位置在处的质点M的振动图像。（1）判断该列横波的传播方向；（2）求波上各质点振动时的频率与振幅；（3）求质点M在哪些时刻处于波峰。〖答案〗（1）波沿轴负方向传播；（2）0.25Hz；（3）在到达波峰，n=0，1，2，…〖解析〗（1）由题图2知0时刻向上振动，由同侧法可知，波沿轴负方向传播。（2）由题图1可知振幅，沿波传播方向上各质点振动时的频率与质点的频率相同所以，由图2知，振动周期，则（3）由题图2知在时第一次到达波峰，波周期为，所以在到达波峰，n=0，1，2，…17.如图所示，一可视为质点的滑块质量，从固定在竖直面的、半径的光滑四分之一圆弧轨道的最高点由静止滑下，从轨道末端水平射出，落到静止放置在足够长光滑水平面上质量为的小车里。小车挡板高，车厢长，初始时车厢挡板刚好与圆弧轨道末端相平，滑块落在车厢后瞬间竖直方向上不反弹，水平方向上速度保持不变，滑块与车厢间的动摩擦因数，，滑块与车厢挡板的碰撞为弹性碰撞，重力加速度g取，不计空气阻力。求：（1）滑块滑到圆弧最低点时受到的支持力大小；（2）小车与滑块共