2023-2024学年上海建平中学高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

2023-2024学年上海建平中学高三第二次诊断性检测物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（）A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短2、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV3、如图所示，四个小球质量分别为、、、，用细线连着，在和之间细线上还串接有一段轻弹簧，悬挂在光滑定滑轮的两边并处于静止状态。弹簧的形变在弹性限度内重力加速度大小为，则下列说法正确的是（）A．剪断间细线的一瞬间，小球的加速度大小为B．剪断间细线的一瞬间，小球和的加速度大小均为C．剪断间细线的一瞬间，小球的加速度大小为零D．剪断球上方细线的一瞬间，小球和的加速度大小均为零4、“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．B星球的轨道半径为B．A星球运行的周期为C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零5、如图所示是某同学荡秋千的一种方式：人站在秋千板上，双手抓着两侧秋千绳：当他从最高点A向最低点B运动时，他就向下蹲：当他从最低点B向最高点C运动时，他又站立起来；从C回到B他又向下蹲……这样荡，秋千会越荡越高。设秋千板宽度和质量忽略不计，人在蹲立过程中，人的身体中心线始终在两秋千绳和秋千板确定的平面内。则下列说法中，正确的是（）A．人在最低点B时处于失重状态B．在最高点A时，人和秋千受到的合力为0C．若整个过程中人保持某个姿势不动，则秋千会越荡越低D．在题干所述摆动过程中，整个系统机械能守恒6、如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ=30º，则A球、C球的质量之比为（）A．1:2 B．2:1 C．1: D．:1二、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、如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的红光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角，E．F分别为边AB．BC的中点，则（）A．该三棱镜对红光的折射率为B．光在F点发生全反射C．从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为D．若改用紫光沿相同角度从E点入射，则出射点在F点左侧8、如图所示，两导轨所构成的平面与水平面成θ角，金属杆ab、cd的电阻均为R，质量均为m，沿与导轨垂直的方向放置在导轨上，两金属杆与导轨构成回路。金属杆的长度与导轨间的距离相等，且为L，金属杆cd通过跨过定滑轮的细绳与电动机相连。为了保证金属杆ab能在导轨上静止不动，金属杆cd需在电动机的带动下沿导轨向上移动。整个空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，不计一切摩擦阻力，下列各种判断中正确的是（）A．若磁场方向垂直导轨平面向下，则回路中电流方向为a→d→c→b→aB．金属杆cd沿导轨向上做匀速运动，速度大小v=C．细绳的拉力F=mgsinθD．电动机的输出功率P=9、如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则下列说法正确的是（）A．图示时刻质点b的加速度正在增大B．从图示时刻开始，经0.01s，质点b位于平衡位置上方，并向y轴正方向做减速运动C．从图示时刻开始，经0.01s，质点a沿波传播方向迁移了2mD．若该波发生明显的衍射现象，则它所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多10、如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为1：2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．电流表的示数约为 B．电压表的示数约为C．原线圈的输入功率为 D．副线圈输出的交流电的频率为三、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）图1为拉敏电阻的阻值大小随拉力变化的关系。某实验小组利用其特性设计出一电子测力计，电路如图2所示。所用器材有：拉敏电阻，其无拉力时的阻值为500.0电源（电动势3V，内阻不计）电源（电动势6V，内阻不计）毫安表mA（量程3mA，内阻）滑动变阻器（最大阻值为）滑动变阻器（最大阻值为）电键S，导线若干。现进行如下操作：①将拉敏电阻处于竖直悬挂状态并按图连接好电路，将滑动变阻器滑片置于恰当位置，然后闭合电键S。②不挂重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为3mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变。③在下施加竖直向下的拉力时，对应毫安表的示数为，记录及对应的的值。④将毫安表的表盘从1mA到3mA之间逐刻线刻画为对应的的值，完成电子测力计的设计。请回答下列问题：（1）实验中应该选择的滑动变阻器是__________（填“”或“”），电源是________（填“”或“”）；（2）实验小组设计的电子测力计的量程是__________。12．（12分）频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是物体下落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔闪光一次，当地重力加速度大小为，照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米。利用上述信息可以求出：物体下落至点时速度大小为______（结果保留3位有效数字），实验中物体由点下落至点，动能的增加量约为重力势能减少量的____%（结果保留2位有效数字）。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）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，y轴沿竖直方向。在x=L到x=2L之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，一个比荷为k的带电微粒从坐标原点以一定初速度沿+x方向抛出，进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，离开电场和磁场后，带电微粒恰好沿+x方向通过x轴上x=3L的位置，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g。求：(1)电场强度的大小；(2)带电微粒的初速度；(3)带电微粒做圆周运动的圆心的纵坐标。14．（16分）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：(1)A被敲击后获得的初速度大小vA；(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB'；15．（12分）如图所示，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L．矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a指向O．电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切．（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值．

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、D【解析】

当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；2、D【解析】

这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em-En（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故AB错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV．故C错误，D正确．故选D．3、C【解析】

AB．开始时，弹簧的弹力为，剪断CD间细线的一瞬间，弹簧的弹力不变，则小球C的加速度大小为AB的加速度为零，故AB错误；C．同理可以分析，剪断AB间细线的一瞬间，小球C的加速度大小为0，故C正确；D．剪断C球上方细线的一瞬间，弹簧的弹力迅速减为零，因此小球A和B的加速度大小为，故D错误。故选C。4、B【解析】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：对B星球有得又得故A错误；B．根据解得周期，故B正确；C．A星球和B星球的线速度大小之比故C错误；D．O点处的质点受到B星球的万有引力受到A星球的万有引力故质点受到两星球的引力之和不为零，故D错误。故选B。5、C【解析】

A．人在最低点时加速度竖直向上指向圆心，人处于超重状态，故A错误；B．在最高点A时，人和秋千受到的合力为他们自身的重力，故B错误；CD．由于荡秋千过程中不可避免存在空气阻力，如果没有能量补充，则系统机械能就越来越小，即秋千荡起最大高度越来越低，故C正确，D错误。故选C。6、C【解析】

B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知A．1:2，与结论不相符，选项A错误；B．2:1，与结论不相符，选项B错误；C．1:，与结论相符，选项C正确；D．:1，与结论不相符，选项D错误；故选C.考点：考查受力平衡的分析点评：本题难度较小，明确B球所在位置夹角为90°是本题求解的关键二、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【解析】

A．如图所示，作两界面法线相交于D点，在AB界面，由几何知识知，入射角为，折射角为，所以故A正确；B．光在BC界面上人射角为，则即临界角则在BC面上不会发生全反射，故B错误；C．分析知BC面上折射角为，入射光线与出射光线相交于G点，，，则，，则所以从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为，故C正确；D．紫光频率比红光频率大，棱镜对紫光的折射率大，若改用紫光沿相同角度从E点人射，则出射点在F点右侧，D错误。故选AC。8、BD【解析】

A．金属杆ab静止不动，所受安培力应沿导轨平面向上，若磁场垂直导轨平面向下，根据右手定则可判断感应电流方向为a→b→c→d→a，故A错误；B．对金属杆ab由平衡条件有mgsinθ=BIL金属杆cd切割磁感线产生感应电流I=解得v=故B正确；C．由于金属杆ab静止不动，金属杆cd匀速运动，由整体法有细绳拉力F=2mgsinθ故C错误；D．电动机的输出功率等于细绳拉力的功率，功率P=Fv=故D正确。故选BD。9、AB【解析】

A．由于波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法，知道b质点正向下振动，位移增大，加速度正在增大，故A正确；B．由图知，波长λ=4m，则该波的周期为从图示时刻开始，经过0.01s，即半个周期，质点b位于平衡位置上方，并向y轴正方向做减速运动，故B正确；C．质点a不会沿波传播方向迁移，故C错误；D．当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射，所以若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4

m小或和4m差不多，故D错误。故选：AB。10、BC【解析】

AB．由题意可知变压器输入电压的有效值，由可知，副线圈两端电压电压表的示数为；通过电阻的电流由得电流表的示数为4A，故A错误，B正确；C．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率故C正确；D．交流电的频率变压器不改变交流电的频率，故D错误。故选BC。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、200【解析】

（1）[1][2]毫安表示数为3mA时，由闭合电路的欧姆定律，有若选电源，则滑动变阻器电阻为，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源，此时滑动变阻器电阻为，只能选。（2）[3]毫安表示数为1mA时，拉力最大，由闭合电路的欧姆定律，有由图1有解得拉力最大值为200N。电子测力计的量程200N。12、1.1695~97均正确【解析】

[1]根据公式可得[2]同理可得物体有B到C过程中，动能增加量为重力势能的减少量为动能的增加量约为重力势能减少量的四、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