2023学年湖南衡阳市高三第二学期学习能力诊断物理试题

2023学年湖南衡阳市高三第二学期学习能力诊断物理试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、狞猫弹跳力惊人，栖息在干燥的旷野和沙漠，善于捕捉鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成θ角跳离地面，落地前其最大高度为h，最大水平位移为x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是（）A．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的运动时间不变B．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的最大高度h增大C．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值减小D．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值增大2、如图所示，从匀速运动的水平传送带边缘，垂直弹入一底面涂有墨汁的棋子，棋子在传送带表面滑行一段时间后随传送带一起运动。以传送带的运动方向为x轴，棋子初速度方向为y轴，以出发点为坐标原点，棋子在传送带上留下的墨迹为（）A． B．C． D．3、将三个质量均为m的小球用细线相连后（间无细线相连），再用细线悬挂于O点，如图所示，用力F拉小球c，使三个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持，则F的最小值为（）A． B． C． D．4、2019年11月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第五十、五十一颗北斗导航卫星。如图所示的a、b、c为中国北斗卫星导航系统中的三颗轨道为圆的卫星。a是地球同步卫星，b是轨道半径与卫星a相同的卫星，c是轨道半径介于近地卫星和同步卫星之间的卫星。下列关于这些北斗导航卫星的说法，正确的是（）A．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度B．卫星a的向心加速度大于卫星c的向心加速度C．卫星b可以长期“悬停”于北京正上空D．卫星b的运行周期与地球的自转周期相同5、一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，细线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是（）A． B．C． D．6、如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷二、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、图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1<Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|<Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|<|Q2|8、在一些电磁现象中会产生一种特殊的电场，其电场线为一个个同心圆，没有起点和终点如图所示，实线为电场线，方向为顺时针，虚线为经过圆心的一条直线．已知该电场线图像中某一点的电场强度大小与方向和静电场的电场线具有相同规律，则A．A点的电场强度比B点的电场强度大B．将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功C．将一点电荷从A点静止释放，点电荷会沿电场线做圆周运动D．在A点放上一正点电荷，点电荷将受到向左的电场力9、某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，L1、L2为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，S为开关。保持开关S断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后，灯泡L1正常发光，测得电阻R两端的电压为灯泡L1两端电压的2倍。以下说法正确的是（）A．理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1B．理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4C．定值电阻的阻值为10ΩD．闭合开关S后，灯泡L1中的电流变小10、某同学为了研究物体下落的过程的特点，设计了如下实验，将两本书AB从高楼楼顶放手让其落下，两本书下落过程中没有翻转和分离，由于受到空气阻力的影响，其图像如图所示，虚线在P点与速度图线相切，已知，，由图可知（）A．时A处于超重状态B．下落过程中AB的机械能守恒C．时AB的加速度大小为D．0～2s内AB机械能减少量大于96J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）为了精确测量某待测电阻R的阻值（约为30Ω）。有以下一-些器材可供选择。电流表A1（量程0~50mA，内阻约12Ω）；电流表A2（量程0~3A，内阻约0.12Ω）；电压表V1（量程0~3V，内阻很大）；电压表V2（量程0~15V，内阻很大）电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）；定值电阻R（50Ω，允许最大电流2.0A）；滑动变阻器R1（0~10Ω，允许最大电流2.0A）；滑动变阻器R2（0~1kΩ，允许最大电流0.5A）单刀单掷开关S一个，导线若干。（1）为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_______（填字母代号）。A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C．如需进-步测量可换“×1”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量（2）根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁__________________。12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________。（2）已测得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1％。由此推算出f为_________Hz。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）如图甲，足够大平行板MN、PQ水平放置，MN板上方空间存在叠加的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B0，电场方向与水平成30°角斜向左上方（图中未画出），电场强度大小E0=。有一质量为m、电量为q的带正电小球，在该电磁场中沿直线运动，并能通过MN板上的小孔进入平行板间。小球通过小孔时记为t=0时刻，给两板间加上如图乙所示的电场E和磁场B，电场强度大小为E0，方向竖直向上；磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向外，重力加速度为g。（坐标系中t1=、t2=+、t3=+t4=+、t5=+……）(1)求小球刚进入平行板时的速度v0；(2)求t2时刻小球的速度v1的大小；(3)若小球经历加速后，运动轨迹能与PQ板相切，试分析平行板间距离d满足的条件。14．（16分）某品牌汽车轮胎充气后，温度为时，胎内气体的压强为。已知该轮胎在胎压小于或大于时，汽车行驶中会造成安全事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为。（下列计算结果均保留一位小数）(1)求汽车安全工作环境的温度范围。（汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同）(2)若该汽车在的环境中工作，为了使其胎压达到，求应再向轮胎内充入压强为1atm、温度为的理想气体的体积。15．（12分）如图所示，在平面直角坐标系内，第I象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m带电荷量为q的带电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第I象限，最后垂直于PM的方向射出磁场。已知MN平行于x轴，NP垂直于x轴，N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力，求：(1)电场强度的大小；(2)最小的磁感应强度的大小；(3)粒子在最小磁场中的运动时间。

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【解题分析】

A．狞猫做斜抛运动，在竖直方向则有狞猫在空中的运动时间保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的运动时间增大，故A错误；B．狞猫在空中的最大高度保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的最大高度增大，故B正确；CD．狞猫最大水平位移为最大水平位移与最大高度的比值为保持起跳角度不变，增大起跳速度，与的比值不变，故C、D错误。故选B。2、A【解题分析】

分析可知，在传送带这个参考系中，合速度的方向和摩擦力的方向在一条直线上，所以运动轨迹应该是一条直线，又因为棋子相对于传送带往后运动，故A正确，BCD错误。故选A。3、C【解题分析】

静止时要将三球视为一个整体，重力为3mg，当作用于c球上的力F垂直于oa时，F最小，由正交分解法知：水平方向Fcos30°=Tsin30°，竖直方向Fsin30°+Tcos30°=3mg，解得Fmin=1.5mg．故选C．4、D【解题分析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于地球半径，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于卫星c的轨道半径，故卫星a的向心加速度小于卫星c的向心加速度，故B错误；C．卫星b不是同步卫星，不能与地面相对静止，不能“悬停”在北京上空，故C错误；D．根据万有引力提供向心力得卫星a、b的轨道半径相等，则周期相等，卫星a是同步卫星，运行周期与地球自转周期相同，则卫星b的运行周期与地球自转周期相同，故D正确。故选D。5、C【解题分析】

由题知小球未离开圆锥表面时细线与竖直方向的夹角为θ，用L表示细线长度，小球离开圆锥表面前，细线的张力为FT，圆锥对小球的支持力为FN，根据牛顿第二定律有FTsinθ－FNcosθ＝mω2LsinθFTcosθ＋FNsinθ＝mg联立解得FT＝mgcosθ＋ω2mLsin2θ小球离开圆锥表面后，设细线与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律有FTsinα＝mω2Lsinα解得FT＝mLω2故C正确。故选C。6、D【解题分析】

AB．受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误；CD．若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确，故本题选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、AC【解题分析】

A．当两点电荷均为正电荷时，若电荷量相等，则它们在P点的电场强度方向沿MN背离N方向。当Q1<Q2时，则b点电荷在P点的电场强度比a点大，所以电场强度合成后，方向偏左，故A正确；B．当Q1是正电荷，Q2是负电荷且Q1>|Q2|时，b点电荷在P点的电场强度方向沿Pb连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向P点，则合电场强度方向偏右。不论a、b电荷量大小关系，合场强方向仍偏右，故B错误；C．当Q1是负电荷，Q2是正电荷时，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向P点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，则合电场强度方向偏左。不论a、b电荷量大小关系，仍偏左。故C正确；D．当Q1、Q2是负电荷时且且|Q1|<|Q2|，b点电荷在P点的电场强度方向沿bP连线指向b点，而a点电荷在P点的电场强度方向沿aP连线指向a点，由于|Q1|<|Q2|，则合电场强度方向偏右，故D错误。故选：AC8、BD【解题分析】

A.电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线越密，场强越大，则知A点的场强比B点的场强小，故A错误．B.直线AB与电场线垂直，是一条等势线，将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功，故B正确．C.点电荷在A点所受的电场力沿电场线的切线方向，将点电荷从A点静止释放后，电场力将使该点电荷离开原电场线，所以点电荷不可能沿电场线做圆周运动，故C错误．D.A点场强方向沿电场线的切线方向，即向左，则在A点放上一正点电荷，该点电荷所受的电场力也向左，故D正确．故选BD。9、CD【解题分析】

AB．由电压图像可知，输入电压的最大值为V，则有效值为20V灯泡正常发光，故灯泡两端的电压为5V，即副线圈两端的电压V，由题知电阻R两端的电压为10V，故变压器原线圈的电压=10V原副线圈的匝数比故AB错误；C．灯泡L1正常发光，即副线圈的电流A，根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，原副线圈中的电流之比解得电阻R中的电流为1A，由欧姆定律可知Ω=10Ω故C正确；D．开关S闭合后，电路的总电阻减小，而输入端电压保持不变，故副线圈中的电流增大，则原线圈中电流增大，电阻R两端电压升高，变压器原线圈电压降低，故副线圈输出电压降低，灯泡两端电压降低，电流减小，故D正确。故选CD。10、CD【解题分析】

A．根据图象的斜率表示加速度，知时A的加速度为正，方向向下，则A处于失重状态，A错误；B．由于空气阻力对AB做功，则AB的机械能不守恒，B错误；C．根据图象的斜率表示加速度，时AB的加速度大小为选项C正确；D．0～2s内AB下落的高度AB重力势能减少量动能增加量则AB机械能减少量选项D正确。故选CD。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、AC【解题分析】

（1）[1]采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，说明待测电阻的阻值较小，为了使欧姆表指针在中值电阻附近读数，减小误差，需更换较小的倍率，更换“×1”挡倍率后需重新调零后再测量，故AC正确，BD错误；故选AC；（2）[2]电源电动势只有3V，故选用电压表V1（量程0~3V，内阻很大）；回路中的电流最大电流为A=100mA故选用电流表A1（量程0~50mA内阻约12Ω），待测电阻阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法，但根据欧姆定律，若将电阻直接接在电压表两端时，电阻两端最大电压为V=1.5V只是电压表V1量程的一半；若将待测电阻与定值电阻串联，则它们两端电压为V=4V能达到电压表V1的量程，为达到测量尽量准确的目的，滑动变阻器采用分压式接法，故选用阻值小的滑动变阻器R1，电路图如图所示12、40【解题分析】

(1)[1][2]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：由速度公式vC=vB+aT可得：a=(2)[3]由牛顿第二定律可得：mg-0.01mg=ma所以a=0.99g结合(1)解出的加速度表达式，代入数据可得f=40HZ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、(1)(2)(3)(n=1、2、3……)【解题分析】

(1)带正电的小球能在电磁场中沿直线运动，可知一定是匀速直线运动，受力平