甘肃省张掖市2022-2023学年高三上学期第一次诊断考试物理试题（含答案）

张掖市2022-2023学年第一学期高三年级第一次诊断考试

物理试卷

第I卷（选择题  共50分）

一、单项选择题（每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）

1．2022年5月，宇航员王亚平为我们演示了如何在太空洗头，通过直播画面可以看到，洗头时有水漂浮在空间站中，这说明（    ）

A．水滴所受地球引力全部充当向心力

B．水滴所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零

C．水滴受到了来自飞船的空气浮力平衡了重力

D．水滴在空间站时的质量小于在地球上时的质量

2．列车进站做匀减速直线运动的过程中，用t、x、v分别表示列车运动的时间、位移和速度，下列图像正确的是（    ）

A．   B．   C．   D．

3．如图所示，虚线为某电场中的三条电场线1、2、3，实线表示一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是（    ）

A．粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小

B．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能

C．粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小

D．a点的电势高于b点的电势

4．如图，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平天花板上，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，当小球由静止分别从等高的A点和B点向最低点O运动，经过O点时（丝线均保持伸直状态）（    ）

A．小球所受的洛伦兹力相同    B．丝线所受的拉力相同

C．小球的动能相同            D．小球的速度相同

5．在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。假如把运动员看成质点且不计空气阻力，运动员从倾角为的斜面顶端P处以初速度向左水平飞出，落在斜面上的A点处，AP之间距离L为（已知重力加速度为g）（    ）

A．      B．     C．      D．

6．如图，面积为的50匝线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里。己知磁感应强度以的变化率增强，定值电阻，线圈电阻，不计其它电阻。下列说法正确的是（    ）

A．线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向     B．线圈中产生的感应电动势大小为

C．通过的电流为                   D．ab两端的电压为

7．如图所示，滑轮两侧细线上分别系有A球和B球，两球质量不相等，两球从静止开始运动后，A球在下降，B球在上升，当AB两个小球运动到同一水平面的瞬间恰好细线断裂了，两小球先后落到地面上，先落地小球比后落地小球着地时间早，重力加速度为g，B球上升过程中未与滑轮相碰。则细线断裂后，B球上升的最大高度H为（    ）

A．     B．       C．      D．

8．如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（    ）

A．作用力为   B．作用力为   C．摩擦力为   D．摩擦力为

9．在x轴上有两个点电荷，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（    ）

A．和带有同种电荷              B．处的电场强度为零

C．负电荷从移到，电势能减小    D．负电荷从移到，受到的静电力增大

10．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，连线过圆心，甲到圆心距离，乙到圆心距离，且上，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从O开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为g）（    ）

A．当时，乙的静摩擦力恰为最大值

B．取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心

C．取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心

D．如果时，两物体将相对圆盘发生滑动

二、多项选择题：（每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

11．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，由图像可知（    ）

A．该金属的逸出功等于E          B．普朗克常量等于

C．入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为

D．入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为

12．如图为一回旋加速器的简图，和是两个半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速。设质子的电荷量为q，质量为m。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。下列说法正确的是（    ）

A．质子每次经过两D形盒之间的缝隙后动能增加

B．质子的最大动能随加速电压U的增大而增大

C．匀强磁场的磁感应强度大小为

D．不改变交流电源的频率和磁感应强度大小B，该回旋加速器也可以用来加速粒子

13．一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到，在随后的一段时间内速度大小由增大到。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是（    ）

A．      B．      C．      D．

14．如图所示，在一个固定的光滑的倾角为的斜面上，一质量为m的物块在平行于斜面向上的恒力F的作用下，由静止从斜面底端向上做匀加速直线运动，斜面足够长，经一段时间后撤去恒力F，物块又经相同时间回到出发点。重力加速度为g。则（    ）

A．物块在沿斜面向上运动的过程中，机械能先增大后守恒

B．物块在沿斜面向下运动的过程中，机械能一直减小

C．撤去恒力前后，物块物块加速度大小之比为

D．撤去恒力前后，物块物块加速度大小之比为

15．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。己知金属棒与平直分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（    ）

A．流过定值电阻的电流方向是   B．通过金属棒的电荷量为

C．金属棒在磁场中运动的加速度不变     D．金属棒产生的焦耳热为

第Ⅱ卷（非选择题  共60分）

三、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第16题~第20题为必考题，每个试题考生都必须作答。第21题~第22题为选考题，考生根据要求作答。）

（一）必考题（共45分）

16．（6分）某同学用以下器材接成如图2甲所示的电路，并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘，成功地改装了一个简易的“”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处．所供器材如下：

A．满偏电流的微安表一个    B．电动势，电阻可忽略不计的电池

C．阻值调至的电阻箱R           D．红、黑测试表笔和导线若干

（1）根据题中信息可知原微安表的内阻_________。

（2）在图甲电路的基础上，不换微安表和电池，图乙的刻度也不改变，仅增加1个电阻，就能改装成“”的欧姆表．要增加的电阻应接在_________之间（填a、b、c），电阻阻值为_________。（保留两位有效数字）

17．（6分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。

（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是_________。（填选项字母）

A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力

B．四组实验都需要平衡摩擦力

C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件

D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件

（2）按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为时，它的加速度为_________。

（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_________。

18．（8分）飞机起飞会经历一个匀加速助跑的过程后再起飞。如图为某次飞机起飞时的照片，该飞机从静止加速到最大速度用了，达到最大速度后再匀速前行后起飞，飞机的质量为150吨，

求：

（1）飞机从静止加速到最大速度的位移；

（2）飞机的助跑的加速度及飞机从静止到起飞的平均速度；

（3）忽略空气阻力，若飞机受到斜向上与水平方向倾斜的升力F后，飞机竖直方向的加速度为，求升力F的值。

19．（10分）如图所示，间距为d的两平行线间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度大小为B，在左边界上M点处有一粒子源能射出带负电的粒子。若粒子在纸面内从M点垂直于左边界以速度v射入磁场，在N点穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为。不计粒子重力。

（1）求粒子的比荷和穿越磁场的时间；

（2）若粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转射入磁场，速度大小不变，求粒子穿越磁场的时间。

20．（15分）如图所示，长度的轻绳上端固定在O点，下端拴接一个质量的小球，轻绳伸直时小球与水平台面AB右端接触且恰好无压力，质量的长木板紧靠水平台面AB放在水平地面上，其上表面水平且与水平台面AB等高，长木板上表面足够长。质量的小物块在水平台面AB上以大小的初速度向右运动，经过距离后与小球发生碰撞，随后小球恰好可以在竖直平面内做完整的圆周运动且不再与小物块发生碰撞，小物块滑上长木板。已知小物块与小球均可看作质点，小物块与水平台面AB间的动摩擦因数，小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。

求：

（1）碰撞后瞬间轻绳对小球拉力的大小；

（2）小物块刚滑上长木板时的速度大小；

（3）小物块在长木板上相对于长木板滑行的时间。

（二）选考题（共15分。请考生在第21、22题中任选一道题作答。如果多答，则按所答的第一题计分。）

21．选修3-3

（1）（5分）关于热力学定律，下列说法正确的是（    ）（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．理想气体绝热膨胀，内能一定减少

B．相同质量的理想气体，温度相同，则内能相同

C．热量可以从内能小的物体自发地传递到内能大的物体

D．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功

E．功变为热的实际宏观过程是不可逆的

（2）（10分）如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为时，被封闭的气柱长，两边水银柱高度差，大气压强．

①为使左端水银面下降，封闭气体温度应变为多少？

②封闭气体的温度重新回到后，为使封闭气柱长度变为，需向开口端注入的水银柱长度为多少？

22．选修3-4

（1）（5分）关于波的性质，下列说法正确的是（    ）（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．波是振动的传播，所以波的传播都需要介质

B．只要两列波的频率相同，就能形成稳定干涉

C．哈勃望远镜观测到遥远恒星发光的红移现象（频率变小），证明了宇宙在膨胀

D．两列机械波叠加时，振动减弱点可能一直处于平衡位置

E．光的衍射现象证明了光是一种波，而偏振现象则说明它是横波

（2）（10分）如图所示，一半径为R的透明球体放在水平地面上，球心为O，球与地面的接触点为B，在球体的顶点A有一点光源，点光源发出的光通过球体后照亮地面上的部分区域．已知透明球体材料的折射率，真空中光速为c．

①求光从A点到B点的传播时间．

②若不考虑光在透明球体中的反射影响，求地面上被光照亮的区域的面积。

张掖市2022-2023学年第一学期高三年级第一次诊断考试

物理答案

第I卷（选择题  共50分）

选择题（第1~10为单选题，每题3分，第11~15为多选题，每题4分。共50分）

第Ⅱ卷（非选择题  共60分）

三、非选择题

（一）必考题（共45分）

16．（1）   （2）a、c      17（1）BC   （2）1   （3）

18．（1）；  （2）；  （3）

（1）飞机起飞时的速度为

故飞机从静止加速到最大速度的位移为

解得

（2）由可得

设飞机匀速运动的时间为，匀速运动的位移为，则有

飞机从静止到起飞的总位移为

故飞机从静止到起飞的平均速度为

（3）正交分解升力，竖直方向列牛顿第二定律方程可得

解得

19．（1）；；（2）

（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知

又由于

可得

粒子在磁场中运动的时间

圆心角

联立解得

（2）若在纸面内将粒子在M点的速度沿顺时针方向旋转，则粒子恰能到达右侧边界并从左侧边界穿出，粒子在磁场中运动的时间

圆心角

联立解得

20．（1）；（2）；（3）

（1）小物块与小球发生碰撞后，随后小球恰好可以在竖直平面内做完整的圆周运动，小球在最高点时，由牛顿第二定律有

解得

设碰撞后瞬间小球的速度大小为，根据机械能守恒定律有

解得

在最低点，根据牛顿第二定律有

解得

（2）设小物块在水平台面AB上滑到B点时的速度大小为v，根据动能定理有

解得

小物块与小球发生碰撞，根据动量守恒定律有

解得

（3）小物块滑上长木板后，根据牛顿第二定律有

解得

对长木板有

解得

小物块减速，长木板加速，当两者速度相等时，相对静止，有

解得

（二）选考题

21．选修3-3

（1）CDE

（2）①   ②

①设玻璃管的横截面积为S，封闭气体压强为，初始根据水银液面受力平衡可分析得，可得

当左端水银面下降，右端液面必然上升，则左右液面高度差变为

，此时封闭气体压强为

同样根据液面平衡可分析得，可得

根据理想气体状态方程，代入温度，可得

②设此时封闭气体压强为，封闭气体的长度，根据理想气体状态方程可得计算可得

此时作用液面高度差

左端液面上升，右端上升，所以开口端注入水银的长度为

22．选修3-4

（1）CDE

（2）①    ②

①由得

②设光线从球面上P点射出时恰好发生全反射

可得

由几何关系可知

被光照亮区域的半径：

被光照亮区域的面积：