2023届辽宁省沈阳市第31中学高三年级下册学习能力诊断物理试题

2023届辽宁省沈阳市第31中学高三下学期学习能力诊断物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）

填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处”。

2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦

干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。

3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先

划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L（有铁芯）与电源E连接，下列说法正确的是

A.S闭合瞬间，a灯发光b灯不发光

B.S闭合，a灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭

C.S断开，b灯“闪”一下后熄灭

D.S断开瞬间，a灯左端的电势高于右端电势

2、2017年11月24日，国家航天局探月与航天工程中心副主任裴照宇表示，嫦娥五号任务将是我国首次月球表面采

样返回任务，这次任务的完成将标志着我国探月工程“三步走”顺利收官。若已知万有引力常量G,那么在下列给出的

各种情景中，能根据测量的数据求出月球密度的是（）

A.在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度”和时间f

B.嫦娥五号贴近月球表面做匀速圆周运动，测出运行周期7

C.嫦娥五号在高空绕月球做匀速圆周运动，测出距月球表面的高度”和运行周期7

D.观察月球绕地球的匀速圆周运动，测出月球的直径。和运行周期T

3、如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在。点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静

止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。现用水平力耳缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持

两小球处于静止状态。下列说法正确的是（）

A.最终状态时，水平拉力厂等于6G

B.最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹性势能保持不变

C.最终状态与初态相比，右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力/做的功

D.最终状态与初态相比，系统的机械能增加

4、已知天然材料的折射率都为正值（〃>0）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值

（n<0）,称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与

入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2

所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）

A.1B.2

C.3D.4

5、北京时间2019年11月5日1时43分，我国成功发射了北斗系统的第49颗卫星。据介绍，北斗系统由中圆地球轨

道卫星、地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星三种卫星组成，其中中圆地球轨道卫星距地高度大约24万千米，

地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星距地高度都是大约为3.6万千米。这三种卫星的轨道均为圆形。下列相关

说法正确的是（）

A.发射地球静止轨道卫星的速度应大于11.2km/s

B.倾斜地球同步轨道卫星可以相对静止于某个城市的正上空

C.根据题中信息和地球半径，可以估算出中圆地球轨道卫星的周期

D.中圆地球轨道卫星的向心加速度小于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度

6、如图所示，橡皮筋的一端固定在。点，另一端拴一个可以看做质点的物体，。点的正下方A处有一垂直于纸面的

光滑细杆。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力厂使物体在粗糙的水平面上从8点沿水平方向匀速向右

运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（）

■n

A.如果橡皮筋的自然长度等于04,物体所受地面的摩擦力变大

B.如果橡皮筋的自然长度等于0A,物体所受地面的支持力变小

C.如果橡皮筋的自然长度小于物体所受地面的摩擦力变大

D.如果橡皮筋的自然长度小于0A,物体所受地面的支持力变小

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。分。

7、荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划.登陆火星需经历如图所示的变轨过程，

已知引力常量为G,则下列说法正确的是

A.飞船在轨道上运动时，运行的周期T'niAriiAT'i

B.飞船在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能

C.飞船在尸点从轨道II变轨到轨道I,需要在尸点朝速度反方向喷气

D.若轨道I贴近火星表面，已知飞船在轨道I上运动的角速度，可以推知火星的密度

8、如图（a）,物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平.U0

时，木板开始受到水平外力尸的作用，在Q4s时撤去外力.细绳对物块的拉力/随时间，变化的关系如图（b）所示，

木板的速度v与时间f的关系如图（c）所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/sL由题给数

据可以得出

A.木板的质量为1kg

B.ls~4s内，力尸的大小为0.4N

C.0~ls内，力尸的大小保持不变

D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.1

9、如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U,一束波长为人的入射光射到金属板5上，使B板发生了光电效

应,已知该金属板的逸出功为W,电子的质量为，小电荷量为e,已知普朗克常量为人真空中光速为c,下列说法中

正确的是（）

A.若增大入射光的频率，金属板的逸出功将大于W

B.到达A板的光电子的最大动能为〃£-W+eU

A

C.若减小入射光的波长一定会有光电子逸出

D.入射光子的能量为!

10、下列说法中正确的是（）

A.分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零

B.布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗

运动就越显著

C.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，

房子内的气温将会增加

D.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器

壁单位面积上分子碰撞的次数增多

E.在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降

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）某同学采用如图甲所示的实验装置来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒.实验步骤如下：

A.将斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处于水平；

B.出口末端拴上重锤线，使出口末端投影于水平地面0点.在地面上依次铺上白纸.复写纸；

C.从斜槽某高处同一点A由静止开始释放小球，重复10次.用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面，圆

心P就是小球落点的平均位置；

D.用米尺测出A点与槽口之间的高度h,槽口B与地面的高度H以及0点与钢球落点P之间的距离s.

(1)实验中，0点与钢球平均落点P之间的距离s如图乙所示，则$=cm；

⑵请根据所测量数据的字母书写，当s2=时，小球沿斜槽下滑过程中满足机械能守恒.

12.(12分)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为60Hz,图示为某次实验中

得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5为连续计数点，相邻两计数点间还有2个打点未画出。从纸带上测出si=5.21cm、

S2=5.60cm、S3=6.00cm、S4=6.41cm、S5=6.81cm,则打点计时器每打相邻两个计数点的时间间隔是s；小车的

加速度m/s2；打计数点“5”时，小车的速度%=m/so(后两空均保留三位有效数字)

/1~~in

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，在xOy平而内，x=0与x=3L两直线之间存在两匀强磁场，磁感应强度大小相同，方向均垂直于

xOy平面，x轴为两磁场的分界线；在第/象限内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。一质量为机、电荷

量为g(<7>0)的粒子从x轴上的A点以某一初速度射入电场，一段时间后，该粒子运动到y轴上的尸(0,-)点，

2

以速度V0垂直于y轴方向进入磁场。不计粒子的重力。

(1)求A点的坐标；

(2)若粒子能从磁场右边界离开，求磁感应强度的取值范围；

(3)若粒子能从O'(3L,0)点离开，求磁感应强度的可能取值。

「AVrM

14.(16分)如图所示，质量为1kg的长木板4放在光滑的水平面上，质量为0.5kg的物块8放在长木板上表面的右

端，现对长木板施加大小为6N的水平恒力F,使长木板A和物块8—起由静止开始向左做加速运动，物块8相对于

长木板A恰好不滑动，重力加速度为g=10m/s2,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

(1)物块B与长木板A间的动摩擦因数；

(2)若尸作用2s时，立即将尸水平反向，大小增大为原来的2倍，结果当物块5的速度为零时，刚好从木板的左端滑

离，求长木板的长度。

15.(12分)图(甲)中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径为K=10cm.一束单色光沿OC平行于直径48射到圆

周上的C点,OC与A8的距离〃=5&cm.光线进入介质后,第一次到达圆周上的E点（图中未画出）,CE=3叵皿.

3

（i）求介质的折射率；

（ii）如图（乙）所示，将该光线沿MN平行于直径A3射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界

面时，从球内折射出的光线与MN平行（图中未画出），求光线从N点进入介质球时的入射角的大小.

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、B

【解析】

A.闭合开关瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，A错误；

B.闭合开关瞬间，a灯立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应电流逐渐减小至0,因为a

灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过a灯的电流逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以

稳定时a灯被短路，最后熄灭，B正确；

C.断开开关瞬间，b灯断路无电流流过，立即熄灭，C错误；

D.断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流水平向右，所以线圈作为感应电动势右端电势高于左端，所

以a灯右端的电势高于左端，D错误。

故选B。

2、B

【解析】

M3M

设月球的质量为M,半径为r,则月球的密度。=一=—

V4万厂'

A.在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间3根据"=；g/，可知算出月球的重力加速

Mm

度，根据Gr=m。，可以算得月球的质量，但不知道月球的半径，故无法算出密度，故A错误;

r

Mmm^rc1r4户尸337r

B.根据G得M二会~,所以0=赤，已知T就可算出密度，故B正确;

C、根据G—7"4"”+“)得M=但不知道月球的半径，故无法算出密度，故C错误;

(r+H)2T2GT2

D、观察月球绕地球的圆周运动，只能算出地球的质量，无法算出月球质量，也就无法算出月球密度，故D错误;

故选B。

3、D

【解析】

AB.以左边小球为研究对象，初状态受到重力、弹簧弹力和细绳拉力，如图所示

T-11

根据平衡条件可得细绳拉力(=一」，其中叙30。，则

COS，

2G

Tu=

f2G

根据对称性可知，初状态细绳》的拉力大小为4=下，末状态以右边的小球为研究对象，受到重力、细绳6的拉力

v3

和水平方向拉力而平衡，根据图中几何关系可得

Tb=~^—

cosa

其中G>〃，则

T>也

b6

根据平衡条件可得：F=Gtana,由于弹簧的长度发生变化，轻弹簧c的弹性势能改变，后来三边构成的三角形不是等

边三角形，故a#60。，则尸HGG，故AB错误。

C.最终状态与初态相比，根据能量守恒可知，两球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力尸做的功，而

左侧小球机械能减小，故右侧小球增加量大于弹簧弹性势能的减小量加上力产做的功，故c错误;

D.两球和弹簧组成的系统机械能的增加量等于外力产做的功，由于厂做正功，故系统机械能增加，故D正确。

故选D。

4、D

【解析】

由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S点发出的这条光线的

折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧

成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。

而光线4的折射光线直接相交成实像（如右图所示）。

故选D。

5、C

【解析】

A.11.2m/s是发射挣脱地球引力控制的航天器的最小速度，而地球静止轨道卫星仍然是围绕地球做匀速圆周运动，所

以地球静止轨道卫星的发射速度定小于地球的第二宇宙速度11.2km/s,故A错误;

B.倾斜地球同步轨道卫星只是绕地球做匀速圆周运动的周期为24小时，不可以相对静止于某个城市的正上空，故B

错误;

C.已知地球静止轨道卫星离地高度和地球半径，可得出地球静止轨道卫星的运动半径/其运动周期1=1天，已知

中圆地球轨道卫星距地面的高度和地球半径，可得出中圆地球轨道卫星的轨道半径4,根据开普勒第三定律有

L\12

代入可以得出中圆地球轨卫星的周期乙，故c正确;

D.由于中圆地球轨道卫星距离地面高度小于倾斜地球同步轨道卫星距离地面高度，即中圆地球轨道卫星的运动半径

较小，根据万有引力提供向心力有

_Mm

G——二ma

可知，中圆地球轨道卫星的向心加速度大于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度，D错误。

故选C。

6、C

【解析】

AB.设开始时A离地面的高度为L,设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为仇则橡皮筋的弹力为

T=-^-

COS。

其向上分力

F=Tcos6=H

物体对地面的压力为

N=mg-kL

保持不变，因户wM故摩擦力也保持不变，故AB错误；

CD.设开始时4离地面的高度为L,橡皮筋的自然长度比04小*,设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为仇则橡

皮筋的弹力为

T'=A（x+」一）

COS。

其向上分力

F=Teos0=Axcose+kL

物体对地面的压力为

N=mg-kL-Axcos0

由于。变大，则物体对地面的压力变大，因片故摩擦力变大，故C正确，D错误。

故选C。

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。分。

7、AD

【解析】

A.根据开普勒第三定律条

k,可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期Tin>Tu>Ti。故A正确。

BC.飞船在尸点从轨道II变轨到轨道I,需要在尸点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道I,则在轨道I上机

械能小于在轨道II的机械能。故BC错误。

MM

D.据万有引力提供圆周运动向心力G7/=〃?R02,火星的密度为：「一42联立解得火星的密度:

3疗

p二----

44G

故D正确。

8、AB

【解析】

结合两图像可判断出O-ls物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力产等于/,故尸在

此过程中是变力，即C错误；L5s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对L4s

和4-5s列运动学方程，可解出质量机为1kg,L4s内的力尸为0.4N,故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无

法计算它们之间的动摩擦因数"，故D错误.

9、BCD

【解析】

A.金属板的逸出功取决于金属材料，与入射光的频率无关，故A错误;

B.由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的逸出最大动能

根据动能定理

E'km-E1m=eU

则当到达A板的光电子的最大动能为

/t

故B正确；

C.若减小入射光的波长，那么频率增大，仍一定会有光电子逸出，故C正确;

D.根据E=/zv,而）/=£■,则光子的能量为

A

E=h-

A

故D正确。

故选BCD.

10、CDE

【解析】

A.设分子平衡距离为个，分子距离为r,当分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当，•<%,分

子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当『="，分子力为()，分子势能最小；由于分子势能是相对的，

其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，故A错误；

B.布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，不平

衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故B错误；

c.夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，为要消耗电能，故卬>0,与外界无热交

换，故。=0,根据热力学第一定律公式：

△U=W+Q

房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高，故c正确；

D.由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增

多，故D正确；

E.当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，这一短暂过程中气体与外界热量交换很少，根据热力学第一定律气

体内能是减少，温度降低，故E正确。

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、40.54hH

【解析】

(1)由图可知s=40.5cm；

(2)从起点O到P的过程中重力势能减少量是：△Ep=mgH；槽口B与地面的高度h以及O点与钢球落点P之间的

距离S,根据平抛运动的规律，则有：S=vot；h=；gF,因此vo=S&；那么增加的动能：△£*,/«噂=?然；

2V2h24/z

若机械能守恒，则需满足mg”=逊二，BPS2=4hH

4/2

12、0.051.611.40

【解析】

⑴由题知相邻两计数点间还有2个打点未画出，则两个计数点的时间间隔是

r=3x—s=0.05s

60

[2]根据匀变速直线运动的推论公式

l\x-aT~

可以求出加速度的大小，则有

6=$5+54—52—=1.61m/s2

"6T2

[3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则有

6.41+6.81

S4+S5xl0-2m/s«1.32m/s

2T2x0.05

则打计数点“5”时，小车的速度

v5=v4+aT-1.40m/s

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。

⑶“。拾。)；⑵°〈心可也；⑶8可能的取值为貌'骁100/%%

6\qL

【解析】

(1)粒子由4点到尸点的运动可看成由尸点到A点做类平抛运动，设运动时间为£,加速度大小为有

XA=vo/①

qE=ma(2)

人=1(2/③

22

由①②③得

1mL-

XA=VOJ—®

NqE

4点的坐标为(-v0J—,0)⑤

NqE

(2)只要粒子不会从左边界离开，粒子就能到达右边界，设8的最大值为Bm,最小轨迹半径为R。，轨迹如答图a,

图示的夹角为仇则

yx^3L

答图a

根据几何关系有

27?()cos0=/?o@

RosinO+Ro=一⑦

2

在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有

qVoBm=mf⑧

由⑥⑦⑧得

纥=.乌包巴2⑨

qL

即磁感应强度的取值范围为

0<8产6『