海南省2024届高三年级下册学业水平诊断（三）物理试卷(含答案)

海南省2024届高三下学期学业水平诊断（三）物理试卷

学校：___________姓名：班级：___________考号：

一,单选题

1.2023年6月7日，国家核安全局给予中国科学院上海应用物理研究所核反应堆运行

许可证，世界首个钮基反应堆在甘肃省武威市正式运行，钮总储量够全球用2万年.钮

原子核反应过程为$Th+；nf铲Th,；:Th.Pa+Xj『Pa^f3U+Y,下列说法正

确的是（）

A.三个核反应都是衰变反应B.X为中子

C.Y是来自于原子核外的电子D.钮原子核;^Th有142个中子

2.如图所示，水平桌面上放置闭合导体圆环，圆环某一直径正上方有通电直导线，下

列情况中，闭合圆环中有感应电流产生的是（）

A.增大通电直导线中的电流

B.圆环绕图示直径旋转

C.通电直导线竖直向上远离圆环

D.通电直导线竖直向下靠近圆环

3.小明制作了一个火箭模型，火箭模型质量为M（含燃料），开始火箭模型静置在地

面上，点火后在极短时间内以相对地面的速度％竖直向下喷出质量为机的燃气，喷气

过程中忽略重力和空气阻力的影响，下列说法正确的是（）

A.火箭喷气过程机械能守恒

B.火箭的推力来源于空气对它的反作用力

C.喷气结束时火箭模型的动量大小为M％

D.喷气结束时火箭模型的速度大小为强

M

4.一列沿x轴传播的简谐横波，，=2s时的部分波形图如图1所示，x=lm处质点的

振动图像如图2所示，下列说法正确的是（）

图1图2

A.这列横波的传播速度为0.5m/s

B.这列横波沿x轴正方向传播

C.x=lm处质点在4s内通过的路程为2m

D.x=2m处质点/=4s时沿y轴正方向振动

5.已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,中国空间站离地面的高度为工氏,

16

引力常量为G,则（）

A.地球的密度为也

4兀G

B.空间站运动的速度大小为

V16

C.空间站运动的周期为西，百

16g

D.空间站运动的加速度大小为2g

6.如图所示，电源电动势石=3V,内阻r=lO,小电动机电阻为0.4C,电流表、电

压表均为理想电表，闭合开关，电动机正常工作，电压表示数为IV,电流表示数为

A.定值电阻R阻值为4cB.电动机的输出功率为0.5W

C.电源的输出功率为2WD.电源的效率为75%

7.如图所示，A、3是水平面上两个平行的半圆柱体，光滑圆柱体C搁置其上，三者

均静止。a、b为切点,NaOb=90。,半径2与竖直方向的夹角为仇圆柱体C受到

A、3的支持力大小分别为工和弓，A、3受到的摩擦力大小分别为以、/,则（）

A.Fa:Fh=tan6>:lB.Fa:Fh=l:tan6>

C/：%=2:1D//=tan6:l

8.如图所示，一轻质弹簧一端固定在。点，另一端与小球相连。小球套在竖直固

定、粗细均匀的粗糙杆上，0P与杆垂直，小球在P点时，弹簧处于自然伸长状态，

M、N两点与。点的距离相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.小球从“点静止释

放，在运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（）

/

//

\!

P

\\

4\

N

A.小球运动到P点时速度最大

B.小球运动到N点时的速度是运动到P点速度的也倍

C.从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变大再变小

D.从M点到尸点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同

二、多选题

9.如图所示为氢原子的能级示意图，氢原子第〃能级的能量为七=与，其中4是基

n

态能量，而“=1,2,3o大量氢原子处于〃=4能级，普朗克常量为人下列说法正确

的是（）

nE

8-------------------0

4——

3--------------------

2--------------------

1--------------不

A.可辐射出6种不同频率的光子

B.辐射出的频率最大的光子对应的能量为-出

16

C.辐射出的光子最大频率为-卫

144A

D.跃迁到低能级后电子动能减小

10.套圈是我国民众喜爱的传统游戏，小孩和大人在同一条竖直线上的不同高度分别

水平抛出相同的圆环，结果恰好都套中前方同一物体，不计空气阻力。若大人和小孩

抛出圆环的高度之比为2:1,圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法正确的是（）

大人O--

小孩O-一一一\

\

、、、、\

W

z////zz///z//zzz////z//z/zz/z///z///$v5zzzz

A.大人和小孩抛出的圆环初速度之比为0:1

B.大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为夜:1

C.大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为夜:1

D.大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为0:1

11.如图所示，边长为L的正方形abed区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面（abed

所在平面）向外。〃边中点。有一粒子源，可平行纸面向磁场内任意方向发射质量

为加、电荷量为q的带电粒子，粒子速度大小均为%不计粒子重力以及粒子间的相

互作用。已知垂直〃边射入的粒子恰好从而边中点”射出磁场，下列说法中正确的

是（）

d

B.磁场的磁感应强度大小为网

qL

C.从a点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为风

6v

D.有粒子从b点射出磁场

12.如图所示为远距离输电示意图，现将输送电压3由22kV升级为220kV,在保持

发电站输出电压q,发电站输送的总电功率、输电线电阻R线、用户得到的电压力均

不变的情况下，则（）

升压变压器降压变压器

A.升压变压器原、副线圈匝数比区变为原来的工

n210

B.输电线上损失的电压△。变为原来的工

10

C.输电线损失的功率变为原来的工

10

D.降压变压器原、副线圈匝数比2变为原来的工

为10

13.如图所示，在平面中，四个点电荷带电量绝对值相等，两个带正电，两个带

负电，到％、y轴的距离均相等，a、b、c、［是点电荷连线与坐标轴的交点，下列说法

正确的是（）

-------

oa

阜…2

一q

A.0点的电场强度为0

B.b,d两点的电场强度大小和方向均相同

C.将电子沿x轴从。点移动到。点，电场力一直不做功

D.将电子从6点沿y轴正方向移动，其电势能一直减小

三、实验题

14.某实验小组的同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。

缝

双

屏

刍

遮光筒

缝

一nn

un工

口

（1）实验过程中，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是

（填选项序号）。

A.仅增大双缝间距，相邻干涉条纹中心间距增大

B.仅增大双缝到屏的距离，相邻干涉条纹中心间距增大

C.仅增大单缝到双缝的距离，相邻干涉条纹中心间距增大

D.仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，相邻干涉条纹中心间距增大

⑵如果双缝间距是d,双缝到屏的距离是3第1条亮纹中央到第5条亮纹中央间距

是x,则光的波长是（用光、d、L表示）。

15.如图1所示是利用两个电流表A1和A2测量电池电动势E和内阻厂的电路原理图,

图中S为开关，&、凡为电阻箱，电流表A1（量程1.0A,内阻&1=06。），电流表

A,（量程0.6A,内阻7?A2=L0。）.

/,/A

(1)开关闭合之前，应将两个电阻箱的阻值都调至______(填“最大”或“零”)。

(2)将电流表A2改装为量程为3V的电压表，应将电阻箱用的阻值调为一

⑶调节电阻箱&阻值，读出电流表A1和A2的示数，和A，多次改变电阻箱&阻值，

以乙为纵坐标、A为横坐标画出所对应的人-右图线如图2所示，利用图线求得电源

电动势E=V,内阻厂=C(均保留2位有效数字)。

四、计算题

16.用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，小球。用不可伸长的细线悬挂起来，

向左拉起。球并由静止释放，在最低点小球。与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小

球6发生对心碰撞，碰后小球。反弹，向左摆到一定的高度，小球故平抛运动，已

知重力加速度为g。

//—

/

/

/

/

aQQb

(1)测量出细线长度3小球的半径厂，。球由静止释放时细线与竖直方向的夹角a,可

知小球。碰撞前瞬间的速度大小％=O

(2)测量出碰撞后小球6做平抛运动的水平位移x,竖直下落高度力，可知碰撞后小球6

的速度大小为=o

(3)测量出小球a的质量㈣，小球b的质量租2,碰后瞬间。球速度大小为匕，实验中

验证动量守恒定律的表达式为(用叫、根2、%、%、%表示)。

17.如图1所示，粗细均匀、导热良好的圆柱形汽缸水平放置，两个完全相同的活塞

M、N封闭了质量相等的a、b两部分同种理想气体，每部分气体的长度均为"现将

汽缸缓慢转至开口向上，活塞质量均为m=4苴，其中％为大气压强，S为活塞截面

4g

积，g为重力加速度。已知环境温度、大气压强均恒定，M,N两活塞可以沿汽缸壁

无摩擦滑动且不漏气。

IT一T=N

b

ab=M

MN

图1图2

(1)判断此过程a、b两部分气体哪个放热较多，并简要说明理由；

(2)汽缸开口向上，稳定后a、〃两部分气体的长度分别为多少。

18.如图所示，水平地面上有一固定的上表面光滑四分之一圆弧槽C,半径

R=0.9m。质量为M=2kg、长度为L=0.7m的长木板3和圆弧槽紧靠在一起(二者

未粘连、上表面相切)。一质量为m=lkg的小滑块A从长木板的左端以初速度

%=4m/s冲上长木板，小滑块与长木板间的动摩擦因数4=0.5,长木板与地面之间的

动摩擦因数〃2=01，重力加速度g取lOm/s?。

///Z///Z/Z//Z/ZZ///ZZ/////Z//Z///////////Z///Z//Z////Z//ZZ

(1)求滑块运动到最高点时对圆弧槽的压力大小；

(2)判断滑块会不会从长木板上滑下？若不会，求滑块在长木板上静止的位置到木板右

端的距离；若会，求滑块从长木板上滑下时，滑块的速度大小(可用根式表示)。

19.如图所示，相距为L的平行金属导轨由水平和倾斜两部分组成，水平部分导轨光

滑且足够长，处在竖直向下的磁感应强度为3的匀强磁场中，倾斜部分导轨粗糙，与

水平导轨平滑连接。有两根完全相同的金属棒甲和乙固定在倾斜导轨上，将甲从图中

位置由静止释放，到达倾斜导轨底端的速度为％,当甲进入磁场后速度为零时，将乙

从图中位置由静止释放，最后乙与甲以共同的速度在磁场中运动。已知甲、乙的初始

位置到倾斜导轨底端的距离之比为上，甲和乙的质量均为机，接入电路的电阻均为

9

R,运动过程中甲、乙始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求：

(1)金属棒乙运动到倾斜导轨底端时的速度大小;

⑵金属棒甲停止时在磁场中运动的距离；

⑶整个过程甲金属棒产生的焦耳热。

参考答案

1.答案：D

解析：AB.核反应过程中，质量数和电荷数守恒，可知

3

soThPa+X、第Pa.方U+Y

X、Y为电子，是p衰变

而柒Th+〔nf$中是人工核反应，不是衰变反应，故AB错误；

C.Y为电子，核反应生成电子来自于原子核的内部中子转变为质子产生的，故C错

误；

D.社原子核第Th的中子为232-90=142个，故D正确。

故选D。

2.答案：B

解析：产生感应电流的条件是闭合回路磁通量发生变化，闭合导体圆环某一直径正上

方的直导线中通有电流时，通电导线产生的磁场在以通电导线的投影为对称轴的闭合

导体圆环前后面中，磁场方向相反，则闭合导体圆环的磁通量为零。

A.增大通电直导线中的电流，闭合导体圆环的磁通量依然为零，不会产生感应电流，

A错误；

B.圆环绕图示直径旋转，通过圆环的磁通量变化，产生感应电流，B正确；

CD.通电直导线靠近或远离圆环，圆环的磁通量始终为零，不产生感应电流，C、D错

误。

故选B。

3.答案：C

解析：A.系统体统所受合外力为零，满足动量守恒，但机械能不守恒，A错误；

B.火箭的推力是燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出时对火箭的反作用力，B错

误；

C.开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得

0=mvQ+p

喷气结束时火箭模型的动量大小

p=mvQ

C正确；

D.根据

0=mv0——m)v

解得

M—m

D错误。

故选C。

4.答案：A

解析：A.根据图像可知

2=2m

T=4s

传播速度为

v=_=0.5m/s

T

A正确;

B/=2s时，x=lm处质点沿y轴负方向振动，根据波源带动法可知这列横波沿x轴负

方向传播，B错误;

C.振动周期为4s,则4s内通过的路程为

5=4A=16cm

C错误;

D.x=2m处质点f=2s时沿y轴正方向振动，T=4s,，=4s时沿y轴负方向振动，D错

误。

故选Ao

5.答案：D

解析：A.根据万有引力定律

-Mm

G7r=磔

地球的体积

V=-nR3

3

地球的密度

M

p=一

V

联立以上各式解得

c—3g

p--------

4TIGR

故A错误；

B.空间站运行半径

根据牛顿第二定律

-Mmv2

G—z-=m—

rr

解得

国

V17

故B错误;

C.空间站运动的周期为

2兀厂_17兀/17R

故C错误；

D.根据

-Mm

G——=ma

得

,162

f)g

故D正确。

故选D。

6.答案：C

解析：A.根据闭合电路欧姆定律可得

E=U—I(R+r)

代入数据解得

7?=1Q

故A错误；

B.电动机输出功率为

P=UI-I~RM=0.6W

故B错误；

C.电源的输出功率为

气=E/-/2r=2W

故C正确；

D.电源的效率为

ppi_T2

〃=」xlOO%=------rx100%«66.7%

P&EI

故D错误。

故选C。

7.答案：A

解析：AB.根据题意，以圆柱体C为研究对象，其受力如图所示

G

根据平衡条件可得

Fa=Gsin0,&=Gcos，

可得

Fa:Fb=tan0:1

故A正确，B错误；

CD.根据题意，对A、B、C整体，半圆柱体A、3在水平方向的合力为零，即A和3

受到的摩擦力大小

方向相反，故CD错误。

故选A。

8.答案：D

解析：A.滑动摩擦力

"=叭

逐渐减小，加速度为零时速度最大，小球运动到P点时加速度不为零，故A错误;

B.小球从M点向P点运动过程，设弹簧与竖直方向夹角为仇弹簧的拉力为

逐渐减小，支持力为

FN=Fsin3=k（L-£sin^）

逐渐减小，摩擦力小球从〃到P根据功能关系

12

mgh+Ep=Q+]mvi

从M到N根据功能关系

19

2mgh=2Q+—mv2

故B错误；

C.从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大，故C错误；

D.根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知〃到

尸和尸到N摩擦力做功大小相等，故D正确。

故选D。

9.答案：AB

解析：A.大量氢原子从〃=4能级向基态跃迁时，最多可辐射

盘=6种

不同频率的光子，故A正确；

BC.由公式

岫=Em-E,=hv

可知，由〃=4跃迁到〃=1时辐射的光子频率最大，则辐射出最大能量为

人"a415E]

AE=Ed—E,=-----E、=--------=hv

4116116

解得辐射出的光子最大频率为

15E

v=------L

16/z

故B正确，C错误；

D.原子跃迁到低能级后，电子的轨道半径减小，电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提

供向心力，则有

e22v

k—=m—

r-r

可得

°mv2ke1

Ek=—^=—

22r

可知，轨道半径减小，则电子动能增大，故D错误。

故选ABo

10.答案：BCD

解析：B.圆环做平抛运动，竖直方向上根据

产

可得

大人和小孩抛出圆环的高度之比为2:1,则运动时间之比为0:1,故B正确;

A.圆环在水平方向上有

x=vot

可得

X

%=7

水平位移相等，则平抛初速度之比为时间的反比，即为1:0,故A错误;

C.圆环落地时重力的瞬时功率为

2

PG=mgvy=mgt

落地时重力的瞬时功率之比等于时间之比为夜:1,故C正确；

D.根据动量定理，可得合力的冲量等于动量的变化量

mgt=mv-mv0

动量的变化量之比也为时间之比夜：1,故D正确。

故选BCDo

11.答案：BC

解析：A.根据左手定则可知粒子带正电，故A错误；

B.洛伦兹力提供向心力可得

V2

qvB=m—

r

垂直〃边射入的粒子恰好从而边中点又射出磁场，则运动半径为

L

r--

2

联立解得磁场的磁感应强度为

_2mv

D—

qL

故B正确；

C.从。点射出磁场的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示

则从。点射出磁场的粒子在磁场中的运动时间为

_60°2兀厂_TIL

"360°"T"67

故c正确；

D.离子的运动半径为

L

r=­

2

2之间距离大于L即大于轨迹直径，所以没有粒子从6点射出磁场，故D错误。

故选BCo

12.答案：AB

解析：A.根据电压匝数比的关系有

5=区

U2〃2

输送电压3变为原来的10倍，升压变压器原、副线圈匝数比值以变为原来的工，A

n210

正确；

B.输送总功率

P=U,I2

输电电流变成原来的工，损失的电压

10

变为原来的,，B正确；

10

C.输电线损失的功率

辱=I;&支

变为原来c错误；

100

D.根据电压分配关系有

U3=U「MJ

根据

n3_U3

n4i

降压变压器原、副线圈匝数比值丛不是原来的l，D错误。

%10

故选ABo

13.答案：BC

解析：A.两个正电荷在。处激发的电场沿y轴负方向，两个负电荷在。处激发的电场

也沿y轴负方向，所以。处合电场的电场强度方向沿y轴负方向，故A错误；

B.根据场强的叠加原理结合对称性可知，反d两点的电场强度大小和方向均相同，故

B正确；

C.根据等量异种点电荷的中垂面为等势面，可知x轴为等势面，将电子沿x轴从。点移

动到a点，电场力一直不做功，故C正确；

D力点的场强方向沿y轴负方向，从6点沿y轴正方向到无穷远处，场强方向应先y轴

负方向后沿y轴正方向，则将电子从6点沿y轴正方向移动，电场力先做正功后做负

功，其电势能先减小后增大，故D错误。

故选BCo

14.答案：(1)BD

(2)包

4L

解析：(1)A.根据双缝干涉的条纹间距公式

Ax=——

d

式中L为双缝到光屏的距离，d为双缝间距离，由此可知，仅增大双缝间距d,相邻干

涉条纹中心间距减小，A错误；

B.仅增大双缝到屏的距离3相邻干涉条纹中心间距增大，B正确；

C.仅将单缝与双缝间距增大不会影响条纹间距，C错误；

D.仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，红光波长入长，相邻干涉条纹中心间距增大，D

正确。

故选BDo

(2)第一条亮纹到第五条亮纹间距是x,则相邻亮条纹间距为

AX

Ax=一

4

根据公式可得光的波长是

A,.=-Ax-d=-d-x

L4L

15.答案：⑴最大

(2)4

(3)2.5；1.4

解析：(1)为了保护电路，防止电流表超过量程而损坏，开关闭合之前，应将电阻箱阻

值调至最大。

(2)根据电表的改装原则，将电流表改装成电压表，则根据串联分压进行改装，则有

U=I(RI+RA2)

解得

Ri=4Q

⑶根据实验原理，由闭合电路欧姆定律有

£=”+%)+3年)

变式可得

]=EN+RA2]

1

「+&1厂+RAI2

结合图像可知

—^=L25Q,4+&2=些

r+降厂+%0.5

解得

E=2.5V,r=1.4Q

16.答案：(l)j2g(L+r)(l_cosa)

⑵呜

(3)叫％=一叫%+用以

解析：(1)根据机械能守恒定律可得

fnlg(L+r)(l-cosa)=gm1片

解得

%=J2g(L+r)(l-cosa)

(2)小球6做平抛运动，在竖直方向有

,12

h=2gr

水平方向有

解得

(3)若碰撞过程满足动量守恒，则有

/%=FM+m2Vb

74

17.答案：（1）气体。放热较多，见解析（2）L“=—L,L=-L