海南省2023-2024学年高三下学期学业水平诊断（三）物理试题

绝密★启用前海南省2023—2024学年高三学业水平诊断（三）物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置．2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、单项选择题：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．1．2023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，世界首个钍基反应堆在甘肃省武威市正式运行，钍总储量够全球用2万年．钍原子核反应过程为，下列说法正确的是（）A．三个核反应都是衰变反应 B．为中子C．是来自于原子核外的电子 D．针原子核有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（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D．喷气结束时火箭模型的速度大小为4．一列沿轴传播的简谐横波，时的部分波形图如图1所示，处质点的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（）图1图2A．这列横波的传播速度为 B．这列横波沿轴正方向传播C．处质点在内通过的路程为 D．处质点时沿轴正方向振动5．已知地球半径为，地球表面重力加速度为，中国空间站离地面的高度为，引力常量为，则（）A．地球的密度为 B．空间站运动的速度大小为C．空间站运动的周期为 D．空间站运动的加速度大小为6．如图所示，电源电动势，内阻，小电动机电阻为，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，电流表示数为，则（）A．定值电阻阻值为 B．电动机的输出功率为C．电源的输出功率为 D．电源的效率为7．如图所示，是水平面上两个平行的半圆柱体，光滑圆柱体搁置其上，三者均静止．、为切点，，半径与竖直方向的夹角为，圆柱体受到的支持力大小分别为和受到的摩擦力大小分别为，则（）A． B． C． D．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，与杆垂直，小球在点时，弹簧处于自然伸长状态，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（）A．小球运动到点时速度最大B．小球运动到点时的速度是运动到点速度的倍C．从点到点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变大再变小D．从点到点和从点到点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同二、多项选择题：本题共5小题，每小题4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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．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，其中是基态能量，而．大量氢原子处于能级，普朗克常量为，下列说法正确的是（）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C．辐射出的光子最大频率为 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，圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法正确的是（）A．大人和小孩抛出的圆环初速度之比为B．大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为C．大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为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11．如图所示，边长为的正方形区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面（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、电荷量为的带电粒子，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边中点射出磁场，下列说法中正确的是（）A．粒子带负电B．磁场的磁感应强度大小为C．从点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为D．有粒子从点射出磁场12．如图所示为远距离输电示意图，现将输送电压由升级为，在保持发电站况下，则（）A．升压变压器原、副线圈匝数比变为原来的B．输电线上损失的电压变为原来的C．输电线损失的功率变为原来的D．降压变压器原、副线圈匝数比变为原来的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，到轴的距离均相等，是点电荷连线与坐标轴的交点，下列说法正确的是（）A．点的电场强度为0B．两点的电场强度大小和方向均相同C．将电子沿轴从点移动到点，电场力一直不做功D．将电子从点沿轴正方向移动，其电势能一直减小三、非选择题：本题共5小题，共56分．14．（10分）（1）某实验小组的同学利用如图1所示的双缝干涉实验装置测量光的波长．图1①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②如果双缝间距是，双缝到屏的距离是，第1条亮纹中央到第5条亮纹中央间距是，则光的波长是_____________（用表示）．（2）用如图2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发生对心碰撞，碰后小球反弹，向左摆到一定的高度，小球做平抛运动，已知重力加速度为．图2①测量出细线长度，小球的半径球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，可知小球碰撞前瞬间的速度大小_____________．②测量出碰撞后小球做平抛运动的水平位移，竖直下落高度，可知碰撞后小球的速度大小_____________．③测量出小球的质量，小球的质量，碰后瞬间球速度大小为，实验中验证动量守恒定律的表达式为_____________（用表示）．15．（10分）如图1所示是利用两个电流表和测量电池电动势和内阻的电路原理图，图中为开关，为电阻箱，电流表（量程，内阻），电流表（量程，内阻）．图1图2（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）将电流表改装为量程为的电压表，应将电阻箱的阻值调为_____________．（3）调节电阻箱阻值，读出电流表和的示数和，多次改变电阻箱阻值，以为纵坐标、为横坐标画出所对应的图线如图2所示，利用图线求得电源电动势_____________，内阻_____________（均保留2位有效数字）．16．（10分）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封闭了质量相等的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，其中为大气压强，为活塞截面积，为重力加速度．已知环境温度、大气压强均恒定，两活塞可以沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气．图1图2（1）判断此过程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，稳定后两部分气体的长度分别为多少．17．（12分）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，半径．质量为、长度为的长木板和圆弧槽紧靠在一起（二者未粘连、上表面相切）．一质量为的小滑块从长木板的左端以初速度冲上长木板，小滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面之间的动摩擦因数，重力加速度取．（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）．18．（14分）如图所示，相距为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的匀强磁场中，倾斜部分导轨粗䊁，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，甲和乙的质量均为，接人电路的电阻均为，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；（2）金属棒甲停止时在磁场中运动的距离；（3）整个过程甲金属棒产生的焦耳热．

海南省2023—2024学年高三学业水平诊断（三）物理·答案1．答案D命题透析本题以钍基反应堆为情景，考查原子核反应，考查考生的物理观念、科学思维和科学态度与责任．思路点拨是衰变，是衰变，是人工核反应，不是衰变反应，A错误；为电子，B错误；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，C错误；钍原子核有142个中子，D正确．2．答案B命题透析本题考查产生感应电流的条件，考查考生的物理观念、科学思维．思路点拨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，增大通电直导线中的电流不会产生感应电流，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，A、C、D错误；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．3．答案C命题透析本题以箭升空为情景，考查动量守恒，考查考生的物理观念、科学思维和科学态度与责任．思路点拨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；系统动量守恒，机械能不守恒，A错误；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，喷气结束时火箭模型的动量大小，C正确；，解得，D错误．4．答案A命题透析本题考查振动图像和波动图像，考查考生的物理观念、科学思维．思路点拨根据图像可知，传播速度，A正确；时，处质点沿轴负方向振动，根据波源带动法可知这列横波沿轴负方向传播，B错误；振动周期为，则内通过的路程为，C错误；处质点时沿轴正方向振动，时沿轴负方向振动，D错误．5．答案D命题透析本题以空间站为情景，考查万有引力与航天，考查考生的物理观念、科学思维和科学态度与责任．思路点拨根据万有引力定律，地球的体积，地球的密度，联立以上各式解得，A错误；空间站运行半径，根据牛顿第二定律，解得，B错误；空间站运动的周期为，C错误；，得，D正确．6．答案C命题透析本题考查欧姆定律和闭合电路欧姆定律，考查考生的物理观念、科学思维．思路点拨根据，可得外电压，电源的输出功率为，C正确；电源的效率为，D错误；通过的电流，定值电阻阻值为，A错误；电动机输出功率，B错误．7．答案A命题透析本题以多物体的静止为背景，考查受力分析与共点力平衡等知识点，意在考查学生灵活应用整体法与隔离法解平衡问题的能力．思路点拨以圆柱体为研究对象，其受力如图所示，根据平衡条件可得，，，A正确，B错误；对和整体，半圆柱体在水平方向的合力为零，即和受到的摩擦力大小，方向相反，选项C、D错误．8．答案D命题透析本题以弹簧小球模型为情景，考查受力分析、功能关系，考查考生的物理观念、科学思维．思路点拨小球从点向点运动过程，设弹簧与竖直方向夹角为，弹簧的拉力为逐渐减小，支持力为逐渐减小，摩擦力逐渐减小，加速度为零时速度最大，小球运动到点时加速度不为零，A错误；小球从到根据功能关系，从到根据功能关系，B错误；从点到点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大，C错误；根据对称性可知在任意关于点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知到和到摩擦力做功大小相等，D正确．9．答案AB命题透析本题以氢原子能级图为情景，考查原子跃迁，考查考生的物理观念、科学思维．思路点拨大量氢原子从能级向基态跃迁时，最多可辐射种不同频率的光子，A正确；由公式可知，由跃迁到时辐射的光子频率最大，则辐射出最大能量为，B正确；辐射出的光子最大频率为，C错误；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，可得，可知轨道半径减小，则电子动能增大，D错误．10．答案BCD命题透析本题以“套圈圈”为情景，考查平抛运动，考查考生的物理观念、科学思维和科学态度与责任．思路点拨圆环做平抛运动，竖直方向上根据，可得，运动时间之比为，B正确；圆环在水平方向上有，可得，平抛初速度之比为，A错误；圆环落地时重力的瞬时功率为，落地时重力的瞬时功率之比为，C正确；根据动量定理，可得，动量的变化量之比为，D正确．11．答案BC命题透析本题考查带电粒子在有界磁场中的运动，考查考生的物理观念和科学思维．思路点拨根据左手定则可知粒子带正电，A错误；洛伦兹力提供向心力，垂直边射入的粒子恰好从边中点射出磁场，运动半径为，磁场的磁感应强度为，B正确；从点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为，C正确；运动半径为之间距离大于，没有粒子从点射出磁场，D错误．12．答案AB命题透析本题以远距离输电为情景，考查变压器和远距离输电，考查考生的物理观念和科学思维．思路点拨根据电压匝数比的关系有，输送电压变为原来的10倍，升压变压器原、副线圈匝数比值变为原来的，A正确；输送总功率，输电电流变成原来的，损失的电压变为原来的，B正确；输电线损失的功率，变为原来，C错误；根据电压分配关系有，根据，降压变压器原、副线圈匝数比值不是原来的，D错误．13．答案BC命题透析本题以点电荷为情景，考查电场的叠加、电势能和电场力做功，考查考生的物理观念和科学思维．思路点拨两个正电荷在处激发的电场沿轴负方向，两个负电荷在处激发的电场也沿轴负方向，所以处合电场的电场强度方向沿轴负方向，A错误；根据场强的叠加，两点的电场强度大小和方向均相同，B正确；轴为等势面，将电子沿轴运动，电场力不做功，C正确；电子在点受电场力向上，开始电场力做正功，电势能减小，电势能为负值，运动到无穷远电势能为零，所以电势能先减小后增加，D错误．14．答案（1）①BD②（2）①②③命题透析本题考查双缝干涉测波长和验证动量守恒实验，考查考生的科学探究素养．思路点拨（1）①根据双缝干涉的条纹间距公式，式中为双缝到光屏的距离，为双缝间距离，由此可知，仅增大双缝间距，相邻干涉条纹中心间距减小，A错误；仅增大双缝到屏的距离，相邻干涉条纹中心间距增大，B正确；仅将单缝与双缝间距增大不会影响条纹间距，C错误；仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，红光波长长，相邻干涉条纹中心间距增大，D正确．②第一条亮纹到第五条亮纹间距是，则相邻亮条纹间距为，根据公式可得光的波长是．（2）①机械能守恒可得，解得．②竖直方向，水平方向，解得．③若碰撞过程满足动量守恒，则有．15．答案（1）最大（2）4（3）2.51.4命题透