山东省实验中学2023届高三物理上学期12月第三次诊断考试试题（PDF版带答案）

绝密★启用并使用完毕前山东省实验中学2023届高三第三次诊断考试物理试题2022．12注意事项：1.答卷前，先将自己的考生号等信息填写在试卷和答题纸上，并在答题纸规定位置贴条形码。全站免费，更多资源关注公众号拾穗者的杂货铺x思维方糖研究所2.本试卷满分100分，分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷为第1页至第5页，第Ⅱ卷为第5页至第8页。3.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。4.非选择题的作答：用0.5mm黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。第Ⅰ卷（共40分）一、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．如图所示，起重机将重力为G的正方形工件缓慢吊起。四根等长的钢绳（质量不计），一端分别固定在工件的四个角上，另一端汇聚成结点挂在挂钩上，已知钢绳与竖直方向的夹角均为30°，则每根钢绳的拉力为（）1223A．GB．GC．GD．G44662．a、b两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是a做匀加速直线运动的x-t图像，图乙是b做匀减速直线运动的x-v2图像。则下列说法正确的是（）A．t=1.25s时两物体速度相等B．前2s内两物体间距离一直在变大C．t=0时刻，a的速度为2m/s，b的速度为12.5m/sD．a的加速度大小为4m/s2，b的加速度大小为8m/s2物理试题第1页/共8页 3．中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕O点做逆时针匀速圆周运动，运动周期为T1，它们的轨道半径分别为RA、RB，且RA<RB；C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为T2，且T2<T1。A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。引力常量为G，则（）A．恒星A的质量小于恒星B的质量224RARARBB．恒星B的质量为MB2GT1C．若知道C的轨道半径，则可求出C的质量T1T2D．三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为t=T1—T24．现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（）A．地面对消防车的作用力方向竖直向上B．水炮炮口的水流速度为10m/sC．水泵对水做功的功率约为3.8×104WD．若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N5．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m=0.1kg、带正电q=0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为F=0.6N的恒力，g取10m/s2。则对滑块运动过程分析正确的是（）A．开始做变加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动B．开始做加速度为2m/s2的匀加速运动，直到飞离木板，最后做匀速直线运动C．速度为6m/s时，滑块开始减速D．最终做速度为10m/s的匀速运动物理试题第2页/共8页 6．磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中错．误．的是（）A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关B．乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同C．丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，N侧带负电荷D．丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压与a、b有关7．如图所示，有一边长为a的正方形ABCD，在ABCD内的适当区域加一垂直正方形ABCD所在平面的匀强磁场。一束电子以某一速度沿正方形ABCD所在平面、且垂直于AB边射入该正方形区域，已知该束电子从AB边上的任意点入射，都只能从C点沿正方形ABCD所在平面射出磁场，不计电子重力，则关于该区域的磁场方向及最小面积，下列说法正确的是（）A．磁场方向垂直于ABCD所在平面向外B．电子在磁场中做圆周运动的半径为2a2(2)aC．磁场的最小面积为212D．磁场的最小面积为a48．如图所示，一质量为2m的小车静止在光滑水平地面上，其左端P点与平台平滑连接。小车上表面PQ是以O为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道。质量为m的光滑小球，以v02gRR的速度由水平台面滑上小车。已知OP竖直，OQ水平，水平台面高h，小球可视为质点，6重力加速度为g。则（）4gRA．小车能获得的最大速度为37gRB．小球在Q点的速度大小为36C．小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为35gRD．小球落地时的速度大小为3物理试题第3页/共8页 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的。全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．如图所示,一半径为R的绝缘半球壳,球心为O,a、b为直径的两端点，与底面平行的某圆周上有c、d、e、f四点,且c、d两点位于过直径ab的圆周上，e、f两点位于垂直直径ab的圆周上,Oc与竖直方向的夹角为30°,半球壳区域存在着竖直向下的匀强磁场，一电荷量为q、质量为m的粒子沿着平行于ab的方向以速度v从c点射入，若不计粒子重力，则下列说法正确的是A．若粒子带正电,则粒子可能从f点射出B．若粒子带正电，则粒子可能从e点射出2mvC．若粒子从f点射出，则磁感应强度B=qR23mvD．若粒子从f点射出，则磁感应强度B=3qR10．如图所示的电路中，电源电动势为2V，内阻r＝0.5Ω，电阻R1＝1.5Ω，电阻R2＝2Ω，电阻R3＝3Ω，滑动变阻器R4接入电路的阻值为2Ω，电容器的电容C＝1.0μF，电阻R3与电容器间的导线记为d，单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是()A．如果仅将R4的滑片向上滑动，R1消耗的功率减少B．如果仅将R4的滑片向上滑动，电源的输出功率增加C．如果仅将R4的滑片向上滑动，电容器两极板间的电势差减小－6D．若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过导线d的横截面的电荷量为1.75×10C11．空间存在一沿x轴对称分布的电场,其电势φ随x变化的情况如图所示，若在-x0处由静止释放一带正电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的电势能Ep、动能Ek随位移x的变化图线,以及速度v、加速度a随时间t变化的图线正确的是（）物理试题第4页/共8页 12．如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧与A、B物块相连，A、C物块由跨过光滑小滑轮的轻绳连接。初始时刻，C在外力作用下静止，绳中恰好无拉力，B放置在水平面上，A静止。现撤去外力，物块C沿斜面向下运动，当C运动到最低点时，B对地面的压力刚好为零。已知A、B的质量均为m，弹簧始终处于弹性限度内，则上述过程中()A．C的质量mC可能小于mB．C的速度最大时，A的加速度为零C．C的速度最大时，弹簧弹性势能最小D．A、B、C系统的机械能先变大后变小第Ⅱ卷（非选择题，共60分）三、实验题（把答案填在答题卡中的横线上，或者按题目要求作答。）13.（6分）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板的气垫导轨和带有挡光片的滑块1和2验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块1、2的质量m1、m2；b．用游标卡尺测出滑块1、2上的挡光片的宽度d1、d2；c．调整气垫导轨，使导轨处于水平；d．在滑块1、2间放入一个被压缩的轻弹簧(图中未画出)，用电动卡销锁定，静止放置在两光电门之间的气垫导轨上；e．按下电钮，松开卡销，记录滑块1通过光电门1的挡光时间t1以及滑块2通过光电门2的挡光时间t2。(1)实验中测量的挡光片的宽度d1如图乙所示，则d1＝______mm。(2)滑块到达光电门2时的速度大小为________(用对应物理量的符号表示)。(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式为________________(用对应的物理试题第5页/共8页 物理量的符号表示)。14.（8分）某物理兴趣小组想测定一种特殊电池的电动势E和内电阻r。甲(1)某成员用多用电表的直流电压“2.5V”挡进行测量，结果指针偏转如图甲所示，则该电池的电动势约为______V。(2)估测后，该小组成员经过充分讨论后，利用下列器材进行实验：A．毫安表A1(量程0～0.2mA，内阻r1＝1.0Ω)B．毫安表A2(量程0～200mA，内阻r2约为0.003Ω)C．滑动变阻器R(0～15Ω)D．定值电阻R0＝2.0ΩE．定值电阻R1＝9999.0ΩF．开关一个，导线若干①为了使测量尽可能精确，请将虚线方框内的实验电路图补充完整；②实验时，A1的示数为I1，A2的示数为I2，根据实验数据绘出I1－I2的图像如图丙所示，则该电池的电动势为E＝__________V，内阻为r＝__________Ω。(结果均保留3位有效数字)。物理试题第6页/共8页 四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）115．（8分）某传送装置工作原理如图所示，半径rm的两电动滚轮A和B，转动轴互相平3行，轴心间的距离为s=3.2m。A和B均被电动机带动以6rad/s的角速度逆时针转动。m=2kg且质量分布均匀的长木板无初速地放置在A和B上，其重心恰好在与B轮的切点处，木板与水平面夹角θ=37°。从木板开始向上运动计时，滚轮转动两周木板的动能不再变化，且与水平方向夹角不变。设木板与两滚轮间的动摩擦因数相同。（重力加速度g=10.0m/s2，取3.0，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）滚轮转动两周后木板的动能为多少；（2）圆柱体A、B与木板间的动摩擦因数；（3）从木板开始运动到重心恰在与A轮切点处，电动机需额外做功。16．（8分）竖直平面内的一个光滑绝缘轨道由相切于B点的两段组成，直段AB与水平面夹角为60°，弯段BCD为一个圆弧，半径为r，AD在同一高度．在圆心处固定一个负点电荷．将一质量为m的带正电小环（可看作质点）套在轨道上从A点静止释放，下滑经B、C后滑上右边圆弧．已知小环刚从A点下滑时，恰好不受轨道的作用力；到C点时，小球的速度v8gr，重力加速度为g．求：（1）小环在A点时所受的库仑力FA的大小；（2）小环在C点时所受的轨道作用力FN的大小；（3）小环从A运动到D过程中电势能的变化量．17、（14分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图甲所示是离子注入工作原理示意图，一质量为m，电量为q的正离子经电场由静止加速后沿水平虚线射入和射出速度选择器，然后通过磁场区域、电场区域偏转后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器和磁场区域中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和电场区域中的匀强电场场强大小均为E，方向分别为竖直向上和水平方向（沿x轴）。电场区域mE是一边长为L的正方形，其底边与晶圆所在水平面平行，间距也为L（L<）。当电场区域2qB不加电场时，离子恰好通过电场区域上边界中点竖直注入到晶圆上x轴的O点。整个系统置物理试题第7页/共8页 于真空中，不计离子重力。求：（1）加速电场的电压大小U0；（2）若虚线框内存在一圆形磁场，求圆形磁场的最小面积；2LB（3）若电场区域加如图乙所示的电场时（电场变化的周期为，沿x轴向右为正），离子E从电场区域飞出后，注入到晶圆所在水平面x轴上的范围。18、（16分）如图甲所示，在一次爆炸实验中，质量分别为m＝2kg和M＝8kg的A、B两个物体之间装有少量炸药，并排放在水平导轨上。爆炸点的左侧的墙壁上装有轻弹簧，弹簧的左端固定，右端与A物体的距离L0＝1.25m。当炸药发生爆炸后，测得A物体压缩弹簧的过程中，对弹簧的压力F随压缩量x的变化关系如图乙所示(最大压缩量为25cm)。已知A、B两物体与水平导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.2，A、B物体的碰撞不损失机械能，两物体均可看作质点。重力加速度g＝10m/s2。求：（1）A压缩弹簧的过程中，克服摩擦力做的功和弹性势能的最大值；（2）爆炸过程A、B获得的机械能之和；（3）物体A和B最终静止时离爆炸点的距离。物理试题第8页/共8页