2023山东省实验中学高三上学期12月第三次诊断考试物理试题含答案

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山东省实验中学 2023 届高三第三次诊断考试

物理试题 2022．12

注意事项：

1. 答卷前，先将自己的考生号等信息填写在试卷和答题纸上，并在答题纸规定位置贴条

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2. 本试卷满分 100 分，分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷为

第 1 页至第 5 页，第Ⅱ卷为第 5 页至第 8 页。

3. 选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上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。

4. 非选择题的作答：用 0.5mm 黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试

卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

第Ⅰ卷（共 40 分）

一、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．如图所示，起重机将重力为G 的正方形工件缓慢吊起。四根等长的钢绳（质

量不计），一端分别固定在工件的四个角上，另一端汇聚成结点挂在挂钩上，已

知钢绳与竖直方向的夹角均为 30°，则每根钢绳的拉力为（

）

1

2

2

3

A． G

B．

G

C．

G

D．

G

4

4

6

6

2．a、b 两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是 a 做匀加速直线运动的 x-t 图

像，图乙是 b 做匀减速直线运动的 x-v2 图像。则下列说法正确的是（

A．t=1.25s 时两物体速度相等

）

B．前 2s 内两物体间距离一直在变大

C．t=0 时刻，a 的速度为 2m/s，b 的速度为 12.5m/s

D．a 的加速度大小为 4m/s2，b 的加速度大小为 8m/s2

物理试题 第 1页/共 8 页

3．中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该

双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示，假设在太空中有恒星 A、B 双星系统绕

O 点做逆时针匀速圆周运动，运动周期为 T ，它们的轨道半径分别为 R 、R ，且 R <R ；C

1

A

B

A

B

为 B 的卫星，绕 B 做逆时针匀速圆周运动，周期为 T ，且 T <T 。A 与 B 之间的引力远大于 C

2

2

1

与 B 之间的引力。引力常量为 G，则（

A．恒星 A 的质量小于恒星 B 的质量

）

4

2

R R  R 

2

B．恒星 B 的质量为 MB 

A

A

B

GT

2

1

C．若知道 C 的轨道半径，则可求出 C 的质量

D．三星 A、B、C 相邻两次共线的时间间隔为 t =

T T

1

2

T1 —T2

4．现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的 65m 高

处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为 15m，与地面距离为

60m，水炮的出水量为 3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（

A．地面对消防车的作用力方向竖直向上

）

B．水炮炮口的水流速度为 10m/s

C．水泵对水做功的功率约为 3.8×104W

D．若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为 1500N

5．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场，一质量为 0.2kg 且足

够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为 m=0.1kg、带正电 q=0.2C 的

滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为 0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦

力。现对木板施加方向水平向左，大小为 F=0.6N 的恒力，g 取 10m/s2。则对滑块运动过程分

析正确的是（

）

A．开始做变加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动

B．开始做加速度为 2m/s2 的匀加速运动，直到飞离木板，最后做匀速直线运动

C．速度为 6m/s 时，滑块开始减速

D．最终做速度为 10m/s 的匀速运动

物理试题 第 2页/共 8 页

6．磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中错误的是（

．．

）

A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关

B．乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同

C．丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，N 侧带负电荷

D．丁中长宽高分别为 a、b、c 的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量 Q 恒定，前后两个

金属侧面的电压与 a、b 有关

7．如图所示，有一边长为 a 的正方形 ABCD，在 ABCD 内的适当区域加一垂直正方形 ABCD

所在平面的匀强磁场。一束电子以某一速度沿正方形 ABCD 所在平面、且垂直于 AB 边射入该

正方形区域，已知该束电子从 AB 边上的任意点入射，都只能从 C 点沿正方形 ABCD 所在平面

射出磁场，不计电子重力，则关于该区域的磁场方向及最小面积，下列说法正确的是（

A．磁场方向垂直于 ABCD 所在平面向外

）

B．电子在磁场中做圆周运动的半径为 2a

(  2)a

2

C．磁场的最小面积为

D．磁场的最小面积为

2

1



a

2

4

8．如图所示，一质量为 2m 的小车静止在光滑水平地面上，其左端 P 点与平台平滑连接。小

车上表面PQ是以O为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道。质量为m的光滑小球，以v0 2 gR



R

的速度由水平台面滑上小车。已知 OP 竖直，OQ 水平，水平台面高h  ，小球可视为质点，

6

重力加速度为 g。则（

）

4 gR

3

A．小车能获得的最大速度为

B．小球在 Q 点的速度大小为

7gR

3

6

C．小球在 Q 点速度方向与水平方向夹角的正切值为

3

5gR

D．小球落地时的速度大小为

3

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二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多

项符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。

9．如图所示,一半径为 R 的绝缘半球壳,球心为 O,a、b 为直径的两端点，与底面平行的某圆

周上有 c、d、e、f 四点,且 c、d 两点位于过直径 ab 的圆周上，e、f 两点位于垂直直径 ab 的

圆周上,Oc 与竖直方向的夹角为 30°,半球壳区域存在着竖直向下的匀强磁场，一电荷量为 q、

质量为 m 的粒子沿着平行于 ab 的方向以速度 v 从 c 点射入，若不计粒子重力，则下列说法正

确的是

A．若粒子带正电,则粒子可能从 f 点射出

B．若粒子带正电，则粒子可能从 e 点射出

2mv

C．若粒子从 f 点射出，则磁感应强度 B =

qR

2 3mv

3qR

D．若粒子从 f 点射出，则磁感应强度 B =

10．如图所示的电路中，电源电动势为 2V，内阻 r＝0.5Ω，电阻 R ＝1.5Ω，电阻 R ＝2Ω，电

1

2

阻 R ＝3Ω，滑动变阻器 R 接入电路的阻值为 2Ω，电容器的电容 C＝1.0μF，电阻 R 与电容器

3

4

3

间的导线记为 d，单刀双掷开关 S 与触点 1 连接，下列说法正确的是(

)

A．如果仅将 R 的滑片向上滑动，R 消耗的功率减少

4

1

B．如果仅将 R4 的滑片向上滑动，电源的输出功率增加

C．如果仅将 R4 的滑片向上滑动，电容器两极板间的电势差减小

D．若仅将开关 S 由触点 1 拨向触点 2，流过导线 d 的横截面的电荷量为 1.75×10－6 C

11．空间存在一沿 x 轴对称分布的电场,其电势φ随 x 变化的情况如图所示，若在-x0 处由静止

释放一带正电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到 x0 的过程中，下列关于带电粒子的

电势能 E 、动能 E 随位移 x 的变化图线,以及速度 v、加速度 a 随时间 t 变化的图线正确的是

p

k

（

）

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12．如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧与 A、B 物块相连，A、C 物块

由跨过光滑小滑轮的轻绳连接。初始时刻，C 在外力作用下静止，绳中恰好无拉力，B 放置在

水平面上，A 静止。现撤去外力，物块 C 沿斜面向下运动，当 C 运动到最低点时，B 对地面

的压力刚好为零。已知 A、B 的质量均为 m，弹簧始终处于弹性限度内，则上述过程中(

A．C 的质量 mC 可能小于 m

)

B．C 的速度最大时，A 的加速度为零

C．C 的速度最大时，弹簧弹性势能最小

D．A、B、C 系统的机械能先变大后变小

第Ⅱ卷（非选择题，共 60 分）

三、实验题（把答案填在答题卡中的横线上，或者按题目要求作答。）

13.（6 分）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，

使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板的气垫导轨和带

有挡光片的滑块 1 和 2 验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块 1、2 的质量 m 、m ；

1

2

b．用游标卡尺测出滑块 1、2 上的挡光片的宽度 d 、d ；

1

2

c．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

d．在滑块 1、2 间放入一个被压缩的轻弹簧(图中未画出)，用电动卡销锁定，静止放置在

两光电门之间的气垫导轨上；

e．按下电钮，松开卡销，记录滑块 1 通过光电门 1 的挡光时间 t1 以及滑块 2 通过光电门

2 的挡光时间 t2。

(1)实验中测量的挡光片的宽度 d 如图乙所示，则 d ＝______mm。

1

1

(2)滑块到达光电门 2 时的速度大小为________(用对应物理量的符号表示)。

(3)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式为________________(用对应的

物理试题 第 5页/共 8 页

物理量的符号表示)。

14.（8 分）某物理兴趣小组想测定一种特殊电池的电动势 E 和内电阻 r。

甲

(1)某成员用多用电表的直流电压“2.5 V”挡进行测量，结果指针偏转如图甲所示，则该电池

的电动势约为______ V。

(2)估测后，该小组成员经过充分讨论后，利用下列器材进行实验：

A．毫安表 A (量程 0～0.2 mA，内阻 r ＝1.0 Ω)

1

1

B．毫安表 A (量程 0～200 mA，内阻 r 约为 0.003Ω)

2

2

C．滑动变阻器 R(0～15Ω)

D．定值电阻 R0＝2.0 Ω

E．定值电阻 R1＝9 999.0 Ω

F．开关一个，导线若干

①为了使测量尽可能精确，请将虚线方框内的实验电路图补充完整；

②实验时，A 的示数为 I ，A 的示数为 I ，根据实验数据绘出 I －I 的图像如图丙所示，则该

1

1

2

2

1

2

电池的电动势为 E＝__________ V，内阻为 r＝__________ Ω。(结果均保留 3 位有效数字)。

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四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不

能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

1

15．（8 分）某传送装置工作原理如图所示，半径 r  m 的两电动滚轮 A 和 B，转动轴互相平

3

行，轴心间的距离为 s=3.2m。A 和 B 均被电动机带动以  6rad/s 的角速度逆时针转动。m=2kg

且质量分布均匀的长木板无初速地放置在 A 和 B 上，其重心恰好在与 B 轮的切点处，木板与

水平面夹角θ=37°。从木板开始向上运动计时，滚轮转动两周木板的动能不再变化，且与水平

方向夹角不变。设木板与两滚轮间的动摩擦因数相同。（重力加速度 g=10.0m/s2，取 

sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

3.0，

（1）滚轮转动两周后木板的动能为多少；

（2）圆柱体 A、B 与木板间的动摩擦因数；

（3）从木板开始运动到重心恰在与 A 轮切点处，电动机需额外做功。

16．（8 分）竖直平面内的一个光滑绝缘轨道由相切于 B 点的两段组成，直段 AB 与水平面夹

角为 60°，弯段 BCD为一个圆弧，半径为 r，AD 在同一高度．在圆心处固定一个负点电荷．将

一质量为 m 的带正电小环（可看作质点）套在轨道上从 A 点静止释放，下滑经 B、C 后滑上

右边圆弧．已知小环刚从 A 点下滑时，恰好不受轨道的作用力；到 C 点时，小球的速度

v  8gr ，重力加速度为 g．求：

（1）小环在 A 点时所受的库仑力 FA 的大小；

（2）小环在 C 点时所受的轨道作用力 FN 的大小；

（3）小环从 A 运动到 D 过程中电势能的变化量．

17、（14 分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图甲所示是离子注入工

作原理示意图，一质量为 m，电量为 q 的正离子经电场由静止加速后沿水平虚线射入和射出速

度选择器，然后通过磁场区域、电场区域偏转后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择

器和磁场区域中的匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和电

场区域中的匀强电场场强大小均为 E，方向分别为竖直向上和水平方向（沿 x 轴）。电场区域

mE

是一边长为 L 的正方形，其底边与晶圆所在水平面平行，间距也为 L（L<

）。当电场区域

2

qB

不加电场时，离子恰好通过电场区域上边界中点竖直注入到晶圆上 x 轴的 O 点。整个系统置

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于真空中，不计离子重力。求：

（1）加速电场的电压大小 U0；

（2）若虚线框内存在一圆形磁场，求圆形磁场的最小面积；

2LB

（3）若电场区域加如图乙所示的电场时（电场变化的周期为

从电场区域飞出后，注入到晶圆所在水平面 x 轴上的范围。

，沿 x 轴向右为正），离子

E

18、（16 分）如图甲所示，在一次爆炸实验中，质量分别为 m＝2 kg 和 M＝8 kg 的 A、B 两个

物体之间装有少量炸药，并排放在水平导轨上。爆炸点的左侧的墙壁上装有轻弹簧，弹簧的左

端固定，右端与 A 物体的距离 L0＝1.25 m。当炸药发生爆炸后，测得 A 物体压缩弹簧的过程

中，对弹簧的压力 F 随压缩量 x 的变化关系如图乙所示(最大压缩量为 25 cm)。已知 A、B 两

物体与水平导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.2，A、B 物体的碰撞不损失机械能，两物体均可看

作质点。重力加速度 g＝10 m/s2。求：

（1）A 压缩弹簧的过程中，克服摩擦力做的功和弹性势能的最大值；

（2）爆炸过程 A、B 获得的机械能之和；

（3）物体 A 和 B 最终静止时离爆炸点的距离。

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