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2023-2024学年山东省烟台市 菏泽市高三上学期1月期末学业水平诊断 物理试题（含答案）
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这是一份2023-2024学年山东省烟台市 菏泽市高三上学期1月期末学业水平诊断 物理试题（含答案），共13页。试卷主要包含了如图，半径为R的匀质实心圆盘等内容，欢迎下载使用。
2.选择题答案必须用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效t在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求.
1.晴朗的夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝。对于“红星”、“蓝星”以及它们发出的光，下列说法中正确的是
A、红光的波长比蓝光的波长短 B.红光的光子能量比蓝光的光子能量大
C.“红星”的表面温度比“蓝星”的表面温度高 D.“蓝星”的表面温度比“红星”的表面温度高
2.A、B两车在同一条平直公路上行驶，在t=0时刻它们的位置如图甲所示，速度随时间的变化图像如图乙所示。t=4s时刻两车恰好不相撞，t=5s时B车停止运动，且此时A车超前B车5m.两车均可视为质点。则t=0时刻A车的位置为
A.80m B.60m C.40m D.20m
3.一竖直放置的轻质圆环静止于水平面上，质量为m的物体用轻绳系于圆环边缘上的A、B两点，结点恰位于圆环的圆心О点。已知物体静止时，AO绳水平，BO绳与AO绳的夹角为150°.现使圆环沿顺时针方向缓慢滚动，在AO绳由水平转动至竖直的过程中
A.AO绳中的拉力一直增大 B.AO绳中最大拉力为2mg
C.BO绳中的拉力先减小后增大 D.BO绳中最小拉力为mg
4。如图所示，光滑细杆BO和AO构成的直角三角形ABO位于竖直平面内，其中AO杆竖直，BO杆和AO杆间的夹角θ=37，两根细杆上分别套有可视为质点的小球m、M质量之比为1：3。现将m、M两个小球分别从杆AO、BO的顶点A、B由静止释放，不计空气阻力，sin37°=0.6。则m、M两个小球由静止释放后到运动至О点的过程中，下列说法正确的是
A.重力的冲量大小之比为1：1 B.重力的冲量大小之比为4：5
C.合力的冲量大小之比为5：4 D.合力的冲量大小之比为5：12
5.如图，半径为R的匀质实心圆盘。盘面与水平面的夹角为θ，开始时圆盘静止。其上表面均匀覆盖着一层细沙没有掉落，细沙与盘面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴旋转，其角速度从0开始缓慢增加到(未知)。此时圆盘表面上的细沙有被甩掉，重力加速度为g。则的值为
A. B.
C. D.
6.如图所示，直角杆AOB位于竖直平面内，OA水平，OB竖直且光滑，用不可伸长的轻细绳相连的两小球a和b分别套在OA和OB杆上，b球的质量为1kg在作宝a用于α球的水平拉力F的作用下，a、b均处于静止状态。此时a球到О点的距离=0.3m。b球到О点的距离h=0.4m。改变力F的大小，使a球向右加速运动，已知a球向右运动0.1m时速度大小为6m/s.g=10m/s2，则在此过程中绳对b球的拉力所做的功为
A.33J B.32J C.19J D.10J
7.将点电荷+Q和-Q(Q>0)分别固定在光滑绝缘的正四面体ABCD的两个顶点A、B上，E、M、N分别是AB、AC、AD的中点。取无限远处电势为零，点电荷周围任一点的电势为，式中q为场源电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离。下列说法中正确的是
A.M、N两点的场强相同
B.C、D、E三点的电势
C.在该静电场中。沿线段ND电势逐渐升高
D.将试探电荷由E点移动到M点。电场力做正功
8.如图所示，质景分别为m和2m的物块A和静置于光滑水平桌面上。连接两物块的细线通过桌子边缘的两个定滑轮拉着一个动滑轮。动滑轮下面挂质量为4m的物块C，桌面之上左右两侧细线互相平行且都与桌面平行，桌面之下总滑轮与动滑轮之间的两条细线呈竖直状态，不计一切摩擦和滑轮的质量。现将A、B、C三者同时山静止释放，在A、B滑出桌面之前，三个物块的加速度之比aA：aB：aC为
A.1：2：4 B.2：1：4 C.4：2：3 D.4：2：5
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。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.某同学为观察双缝干涉和单缝衍射实验现象，准备了玻璃片、刀片、蜡烛、红蓝两支激光笔、光屏等器材。他先用蜡烛将玻璃片的一面熏黑，再用刀片在熏黑的一面割制成一组双缝和一条单缝。实验中，他将玻璃片和光屏竖直平行放置，再用激光笔照射单、双缝，得到如图甲、乙图样，图丙中激光笔垂直玻璃板照射，屏中心О到两狭缝S1、S2的距离相等，Р为光屏上的一点。则下列说法中正确的是
A.图乙是单缝衍射图样
B.激光笔照射单缝时，红光得到的图样的中央亮纹的宽度比蓝光的稍宽
C.激光笔照射双缝时，若将屏向远离双缝方向移动，条纹间距将变宽
D.激光笔照射双缝时，若Р到两狭缝S1、S2的距离差为入射光波长的5倍，Р处为暗条纹
10.如图所示，天文观测中观测到有质量相等的三颗天体位于边长为l的等边三角形△ABC三个顶点上，三颗天体均做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，不计其他天体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法中正确的是
A.三颗天体的质量均为 B.三颗天体的质最均为
C.三颗天体线速度犬小均为 D.三颗天体线速度大小均为
11.一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴负向传播，t=1s时的波形如图甲所示，M和N是介质中的两个质点，质点M的平衡位置位于x=4m处，质点N的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是
A.该波的传播速度为2m/s
B.M、N两质点的平衡位置相距可能为5m
C.t=3.5s时，质点M向y轴正方向运动
D.质点N做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式为cm
12.如图甲所示，间距为l、电阻不计的光滑金属导轨固定在倾角为θ的斜面上，在区域Ⅰ内有垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B：在区域II内有垂直于斜面向下的磁场，其磁感应强度的大小随时间的变化如图乙所示，其中tx未知，t=0时刻在导轨上端的金属棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时处于区域Ⅰ的另一金属棒cd也由静止释放，在时，ab棒刚好到达区域II。在ab棒运动至区域II的下边界EF前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知ed棒的质量为m，区域II沿斜面的长度为l，从ab开始释放到运动至EF的过程中，下列说法中正确的是
A.cd棒中电流的大小始终等于
B.ab梅开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为l
C.ab棒从开始释放到运动至EF所用时间为
D.ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生的总的热景为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
l3.(6分)
某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径d=___________cm；
(2)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次(n为大于3的奇数)通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T=___________(用t、n表示)。此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的F-t图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为__________。
(3)若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式g=___________，理论上图线在纵轴截距的绝对值等于_____________。
14.(8分)
某同学测量一段圆柱形合金材料的电阻率，其电阻小于10Ω，步骤如下：
(1)用螺旋测微器测量其直径如图所示，圆柱形合金材料直径为_________mm；
(2)用伏安法测合金材料的电阻时。除待测合金材料外。实验室还备有如下器材：
A.电流表A1(录程为200μA，内阻r1=2000Ω)
B.电流表A2量程为0.3A，内阻约0.1Ω)
C.滑动变阻器R1(0~5，额定电流1.0A)
D.电阻箱R(阻值范围为0~9999.9Ω)
E.1节干电池
F.开关S、导线若干。
①由于没有电压表，该同学把电流表A1串联电阻箱R改为量程为2V的电压表，他需要把电阻箱的阻值调为_________Ω；
②为使电表示数能够从零开始连续变化，较准确地测出特测电阻的阻值，请在右侧的虚线框中补充完整的电路图；
③按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数I1、I2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据。并作出I1-I2图像如图所示，则待测电阻Rx=_______Ω(结果保留两位有效数字)。已知该合金材料的长度为10m，则合金材料的电阻率为________Ω·m(结果保留两位有效数字)。
15.(7分)
如图所示，一束光线以45°的入射角射到水平放置的平面镜M上，反射后射到平面镜上方与平面镜平行的光屏N上的Р点。现在将一块上、下表面平行的透明玻璃砖(虚线所示)放到平面镜M上。则进入玻璃砖的光线经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，射到光屏上的另一点Q点(图中未画出)。已知玻璃砖的厚度d=3cm，玻璃砖的折射率，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s，求：
(1)P与Q之间的距离A；
(2)光在玻璃砖中运动时间t.
16.(9分)
一只小青蛙在树林里遇到一棵放在水平地面上的半径为R的树干横亘在它的面前，树干的横截面如图所示，小青娃想跳过树干，它从左侧地面上的某点以最小的初速度起跳时，其运动轨迹与树干左侧相切于B点，重力加速度为g。求：
(1)青蛙在B点的速度方向与水平面的夹角θ；
(2)背蛙起跳时的最小初速度的大小.
17.(14分)
如图所示，S为一离子源，MN为荧光屏。由S到MN做垂线，垂足为P，SP=L，整个装置处在范围足够大的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离子的质量都为m，电荷量都为q，速率v均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力。
(1)若所有离子都打不到荧光屏上，求射出离子速率的取值范围；
(2)若荧光屏足够大，当离子的速率时，求同一时刻发射出的离子达到荧光屏上的最大时间差；
(3)若荧光屏足够大，当离子的速率时，求荧光屏上被离子打中的区域长度；
(4)当离子的速率，P为荧光屏MN的中点，要便MN右侧能全部被离子打中，求MN的长度应满足怎样的条件?
18.(16分)
如图所示，光滑水平地面上固定一轻质弹簧，右侧通过一小段光滑圆弧与倾角θ=30°的直轨道平滑连接，整个装置固定在同一竖直平面内。用力将两个质量分别为m、2m的小滑块A、B向左挤压弹簧后由静止释放。两小滑块冲上直轨道，且A第一次到达最高点时与B的距离为L。已知A与倾斜直轨道问无摩擦，B与倾斜直轨道间的动摩擦因数，重力加速度为g。
(1)求释放小滑块前弹簧的弹性势能；
(2)若A、B之间的碰撞为弹性碰撞，求A、B第一次碰撞后A与倾斜直轨道底端的最大距离；
(3)若A、B每次相碰都为完全非弹性碰撞，但两者并不粘连，求滑块A在倾斜直轨道上经过的总路程；
(4)在满足(3)的条件下，求整个过程中A、B碰撞损失的机械能。
2023—2024学年度第一学期期末学业水平诊断高三物理
参考答案及评分意见
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.D，2.A，3.B，4.D，5.D，6.A，7.B，8.C
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。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.BC；10.AD；11.ABD；12.AC
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)(1)1.240(2分)；(2)，(每空1分)；(3)，(或摆球半径)(每空1分)
14.(8分)(1)1.700(2分)；(2)①8000.0(1分)；②见解析图(2分)；③6.0(2分)；1.4×10-6(或1.3×10-6)(1分)
15.(7分)(1)光线刚进入玻璃砖
由…………(1分)
θ=30°………………(1分)
…(1分)
cm(或2.5cm)...………(1分)
(2)……(1分)
cm………(1分)
t=S_4√6
……(1分)
16.(9分)
解：⑴设青蛙在B点的速度为v，从B点到最高点C的时间为t，则有
……①(1分)
由抛物线的对称性可知，最高点C位于圆心O点的正上方，则有
…………②(1分)
由①②得………③
设青蛙的质量为m，从A点到B点由机械能守恒定律得
，…④(1分)
由③④得……⑤(1分)
…………⑥(1分)
当初速度最小时，……..……⑦(1分)
解得θ=45°……⑧(1分)
(2)将⑦式带入④式得最小初速度的大小为
……⑨(2分)
17.(14分)(1)分析知只要离子沿平行于MN方向向下射出时打不到屏上，则所有离子都打不到屏上，所以离子做匀速圆周运动的半径……………①(1分)
由……②(1分)，
解得..………③(1分)
所有离子都打不到荧光屏上，射出离子速率的取值范围
(2)当时，由②得R1=L……...………④(1分)
离子距离荧光屏最短弦长为SP，对应圆心角最小，离子能打中荧光屏的时间最短，如图所示，由几何关系可得=60°
…⑤(1分)
离子能打中荧光屏的最短时间为⑥(1分)
离子能打中荧光屏在磁场中运动时间最长时轨迹如图所示，轨迹与MN相切，对应圆心角=270°
离子能打中荧光屏的最长时间为
同一时刻发射出的离子达到荧光屏上的最大时间差
…⑦(1分)
(3)如图所示，上侧一个圆与MN相切与A点，A为离子能打中的上侧最远点；下侧一个圆以SO为直径，Q就是离子能打中的下侧最远点。……(2分)
荧光屏上被离子打中的区域长度
……….…⑧(1分)
(4)当时，由②得，……⑨(1分)
要使MN右侧能全部被离子打中，MN的长度应在如图所示的圆内，………(1分)
由几何知识可得：
………⑩(1分)
MN=2PN
即MN<时，能使MN右侧能全部被离子打中。………(1分)
18.(16分)
(1)A、B第一次上滑：……1分)
………②(1分)
……………③
由能量守恒定律可知：…4(1分)
解得：………(1分)
(2)A、B第一次碰撞前：………⑤(1分)
A、B弹性碰撞过程：…………⑥(1分)
…………⑦(1分)
A碰撞后上滑到最高点过程：…………
A与倾斜直轨道底端的最大距离：…(1分)
(3)A、B第一次碰撞：，………⑩(1分)
碰后：………………⑾(1分)
解得：，即A、B在倾斜直轨道上每次一起下滑均做匀速直线运动
A、B第二次冲上倾斜直轨道：……⑿
……⒀
解得：，……⒁(1分)
A、B第二次碰撞前：
A、B第二次碰撞：，
A、B第三次冲上倾斜直轨道：
解得：，
归纳可知：……⒂(1分)
则：.………⒃(1分)
(4)由(3)可知：
………...………⒄(1分)
由能量守恒得：……⒅(1分)
2.选择题答案必须用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效t在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求.
1.晴朗的夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝。对于“红星”、“蓝星”以及它们发出的光，下列说法中正确的是
A、红光的波长比蓝光的波长短 B.红光的光子能量比蓝光的光子能量大
C.“红星”的表面温度比“蓝星”的表面温度高 D.“蓝星”的表面温度比“红星”的表面温度高
2.A、B两车在同一条平直公路上行驶，在t=0时刻它们的位置如图甲所示，速度随时间的变化图像如图乙所示。t=4s时刻两车恰好不相撞，t=5s时B车停止运动，且此时A车超前B车5m.两车均可视为质点。则t=0时刻A车的位置为
A.80m B.60m C.40m D.20m
3.一竖直放置的轻质圆环静止于水平面上，质量为m的物体用轻绳系于圆环边缘上的A、B两点，结点恰位于圆环的圆心О点。已知物体静止时，AO绳水平，BO绳与AO绳的夹角为150°.现使圆环沿顺时针方向缓慢滚动，在AO绳由水平转动至竖直的过程中
A.AO绳中的拉力一直增大 B.AO绳中最大拉力为2mg
C.BO绳中的拉力先减小后增大 D.BO绳中最小拉力为mg
4。如图所示，光滑细杆BO和AO构成的直角三角形ABO位于竖直平面内，其中AO杆竖直，BO杆和AO杆间的夹角θ=37，两根细杆上分别套有可视为质点的小球m、M质量之比为1：3。现将m、M两个小球分别从杆AO、BO的顶点A、B由静止释放，不计空气阻力，sin37°=0.6。则m、M两个小球由静止释放后到运动至О点的过程中，下列说法正确的是
A.重力的冲量大小之比为1：1 B.重力的冲量大小之比为4：5
C.合力的冲量大小之比为5：4 D.合力的冲量大小之比为5：12
5.如图，半径为R的匀质实心圆盘。盘面与水平面的夹角为θ，开始时圆盘静止。其上表面均匀覆盖着一层细沙没有掉落，细沙与盘面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴旋转，其角速度从0开始缓慢增加到(未知)。此时圆盘表面上的细沙有被甩掉，重力加速度为g。则的值为
A. B.
C. D.
6.如图所示，直角杆AOB位于竖直平面内，OA水平，OB竖直且光滑，用不可伸长的轻细绳相连的两小球a和b分别套在OA和OB杆上，b球的质量为1kg在作宝a用于α球的水平拉力F的作用下，a、b均处于静止状态。此时a球到О点的距离=0.3m。b球到О点的距离h=0.4m。改变力F的大小，使a球向右加速运动，已知a球向右运动0.1m时速度大小为6m/s.g=10m/s2，则在此过程中绳对b球的拉力所做的功为
A.33J B.32J C.19J D.10J
7.将点电荷+Q和-Q(Q>0)分别固定在光滑绝缘的正四面体ABCD的两个顶点A、B上，E、M、N分别是AB、AC、AD的中点。取无限远处电势为零，点电荷周围任一点的电势为，式中q为场源电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离。下列说法中正确的是
A.M、N两点的场强相同
B.C、D、E三点的电势
C.在该静电场中。沿线段ND电势逐渐升高
D.将试探电荷由E点移动到M点。电场力做正功
8.如图所示，质景分别为m和2m的物块A和静置于光滑水平桌面上。连接两物块的细线通过桌子边缘的两个定滑轮拉着一个动滑轮。动滑轮下面挂质量为4m的物块C，桌面之上左右两侧细线互相平行且都与桌面平行，桌面之下总滑轮与动滑轮之间的两条细线呈竖直状态，不计一切摩擦和滑轮的质量。现将A、B、C三者同时山静止释放，在A、B滑出桌面之前，三个物块的加速度之比aA：aB：aC为
A.1：2：4 B.2：1：4 C.4：2：3 D.4：2：5
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。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.某同学为观察双缝干涉和单缝衍射实验现象，准备了玻璃片、刀片、蜡烛、红蓝两支激光笔、光屏等器材。他先用蜡烛将玻璃片的一面熏黑，再用刀片在熏黑的一面割制成一组双缝和一条单缝。实验中，他将玻璃片和光屏竖直平行放置，再用激光笔照射单、双缝，得到如图甲、乙图样，图丙中激光笔垂直玻璃板照射，屏中心О到两狭缝S1、S2的距离相等，Р为光屏上的一点。则下列说法中正确的是
A.图乙是单缝衍射图样
B.激光笔照射单缝时，红光得到的图样的中央亮纹的宽度比蓝光的稍宽
C.激光笔照射双缝时，若将屏向远离双缝方向移动，条纹间距将变宽
D.激光笔照射双缝时，若Р到两狭缝S1、S2的距离差为入射光波长的5倍，Р处为暗条纹
10.如图所示，天文观测中观测到有质量相等的三颗天体位于边长为l的等边三角形△ABC三个顶点上，三颗天体均做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，不计其他天体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法中正确的是
A.三颗天体的质量均为 B.三颗天体的质最均为
C.三颗天体线速度犬小均为 D.三颗天体线速度大小均为
11.一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴负向传播，t=1s时的波形如图甲所示，M和N是介质中的两个质点，质点M的平衡位置位于x=4m处，质点N的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是
A.该波的传播速度为2m/s
B.M、N两质点的平衡位置相距可能为5m
C.t=3.5s时，质点M向y轴正方向运动
D.质点N做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式为cm
12.如图甲所示，间距为l、电阻不计的光滑金属导轨固定在倾角为θ的斜面上，在区域Ⅰ内有垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B：在区域II内有垂直于斜面向下的磁场，其磁感应强度的大小随时间的变化如图乙所示，其中tx未知，t=0时刻在导轨上端的金属棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时处于区域Ⅰ的另一金属棒cd也由静止释放，在时，ab棒刚好到达区域II。在ab棒运动至区域II的下边界EF前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知ed棒的质量为m，区域II沿斜面的长度为l，从ab开始释放到运动至EF的过程中，下列说法中正确的是
A.cd棒中电流的大小始终等于
B.ab梅开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为l
C.ab棒从开始释放到运动至EF所用时间为
D.ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生的总的热景为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
l3.(6分)
某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径d=___________cm；
(2)将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次(n为大于3的奇数)通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T=___________(用t、n表示)。此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的F-t图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为__________。
(3)若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式g=___________，理论上图线在纵轴截距的绝对值等于_____________。
14.(8分)
某同学测量一段圆柱形合金材料的电阻率，其电阻小于10Ω，步骤如下：
(1)用螺旋测微器测量其直径如图所示，圆柱形合金材料直径为_________mm；
(2)用伏安法测合金材料的电阻时。除待测合金材料外。实验室还备有如下器材：
A.电流表A1(录程为200μA，内阻r1=2000Ω)
B.电流表A2量程为0.3A，内阻约0.1Ω)
C.滑动变阻器R1(0~5，额定电流1.0A)
D.电阻箱R(阻值范围为0~9999.9Ω)
E.1节干电池
F.开关S、导线若干。
①由于没有电压表，该同学把电流表A1串联电阻箱R改为量程为2V的电压表，他需要把电阻箱的阻值调为_________Ω；
②为使电表示数能够从零开始连续变化，较准确地测出特测电阻的阻值，请在右侧的虚线框中补充完整的电路图；
③按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数I1、I2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据。并作出I1-I2图像如图所示，则待测电阻Rx=_______Ω(结果保留两位有效数字)。已知该合金材料的长度为10m，则合金材料的电阻率为________Ω·m(结果保留两位有效数字)。
15.(7分)
如图所示，一束光线以45°的入射角射到水平放置的平面镜M上，反射后射到平面镜上方与平面镜平行的光屏N上的Р点。现在将一块上、下表面平行的透明玻璃砖(虚线所示)放到平面镜M上。则进入玻璃砖的光线经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，射到光屏上的另一点Q点(图中未画出)。已知玻璃砖的厚度d=3cm，玻璃砖的折射率，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s，求：
(1)P与Q之间的距离A；
(2)光在玻璃砖中运动时间t.
16.(9分)
一只小青蛙在树林里遇到一棵放在水平地面上的半径为R的树干横亘在它的面前，树干的横截面如图所示，小青娃想跳过树干，它从左侧地面上的某点以最小的初速度起跳时，其运动轨迹与树干左侧相切于B点，重力加速度为g。求：
(1)青蛙在B点的速度方向与水平面的夹角θ；
(2)背蛙起跳时的最小初速度的大小.
17.(14分)
如图所示，S为一离子源，MN为荧光屏。由S到MN做垂线，垂足为P，SP=L，整个装置处在范围足够大的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离子的质量都为m，电荷量都为q，速率v均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力。
(1)若所有离子都打不到荧光屏上，求射出离子速率的取值范围；
(2)若荧光屏足够大，当离子的速率时，求同一时刻发射出的离子达到荧光屏上的最大时间差；
(3)若荧光屏足够大，当离子的速率时，求荧光屏上被离子打中的区域长度；
(4)当离子的速率，P为荧光屏MN的中点，要便MN右侧能全部被离子打中，求MN的长度应满足怎样的条件?
18.(16分)
如图所示，光滑水平地面上固定一轻质弹簧，右侧通过一小段光滑圆弧与倾角θ=30°的直轨道平滑连接，整个装置固定在同一竖直平面内。用力将两个质量分别为m、2m的小滑块A、B向左挤压弹簧后由静止释放。两小滑块冲上直轨道，且A第一次到达最高点时与B的距离为L。已知A与倾斜直轨道问无摩擦，B与倾斜直轨道间的动摩擦因数，重力加速度为g。
(1)求释放小滑块前弹簧的弹性势能；
(2)若A、B之间的碰撞为弹性碰撞，求A、B第一次碰撞后A与倾斜直轨道底端的最大距离；
(3)若A、B每次相碰都为完全非弹性碰撞，但两者并不粘连，求滑块A在倾斜直轨道上经过的总路程；
(4)在满足(3)的条件下，求整个过程中A、B碰撞损失的机械能。
2023—2024学年度第一学期期末学业水平诊断高三物理
参考答案及评分意见
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.D，2.A，3.B，4.D，5.D，6.A，7.B，8.C
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。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.BC；10.AD；11.ABD；12.AC
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)(1)1.240(2分)；(2)，(每空1分)；(3)，(或摆球半径)(每空1分)
14.(8分)(1)1.700(2分)；(2)①8000.0(1分)；②见解析图(2分)；③6.0(2分)；1.4×10-6(或1.3×10-6)(1分)
15.(7分)(1)光线刚进入玻璃砖
由…………(1分)
θ=30°………………(1分)
…(1分)
cm(或2.5cm)...………(1分)
(2)……(1分)
cm………(1分)
t=S_4√6
……(1分)
16.(9分)
解：⑴设青蛙在B点的速度为v，从B点到最高点C的时间为t，则有
……①(1分)
由抛物线的对称性可知，最高点C位于圆心O点的正上方，则有
…………②(1分)
由①②得………③
设青蛙的质量为m，从A点到B点由机械能守恒定律得
，…④(1分)
由③④得……⑤(1分)
…………⑥(1分)
当初速度最小时，……..……⑦(1分)
解得θ=45°……⑧(1分)
(2)将⑦式带入④式得最小初速度的大小为
……⑨(2分)
17.(14分)(1)分析知只要离子沿平行于MN方向向下射出时打不到屏上，则所有离子都打不到屏上，所以离子做匀速圆周运动的半径……………①(1分)
由……②(1分)，
解得..………③(1分)
所有离子都打不到荧光屏上，射出离子速率的取值范围
(2)当时，由②得R1=L……...………④(1分)
离子距离荧光屏最短弦长为SP，对应圆心角最小，离子能打中荧光屏的时间最短，如图所示，由几何关系可得=60°
…⑤(1分)
离子能打中荧光屏的最短时间为⑥(1分)
离子能打中荧光屏在磁场中运动时间最长时轨迹如图所示，轨迹与MN相切，对应圆心角=270°
离子能打中荧光屏的最长时间为
同一时刻发射出的离子达到荧光屏上的最大时间差
…⑦(1分)
(3)如图所示，上侧一个圆与MN相切与A点，A为离子能打中的上侧最远点；下侧一个圆以SO为直径，Q就是离子能打中的下侧最远点。……(2分)
荧光屏上被离子打中的区域长度
……….…⑧(1分)
(4)当时，由②得，……⑨(1分)
要使MN右侧能全部被离子打中，MN的长度应在如图所示的圆内，………(1分)
由几何知识可得：
………⑩(1分)
MN=2PN
即MN<时，能使MN右侧能全部被离子打中。………(1分)
18.(16分)
(1)A、B第一次上滑：……1分)
………②(1分)
……………③
由能量守恒定律可知：…4(1分)
解得：………(1分)
(2)A、B第一次碰撞前：………⑤(1分)
A、B弹性碰撞过程：…………⑥(1分)
…………⑦(1分)
A碰撞后上滑到最高点过程：…………
A与倾斜直轨道底端的最大距离：…(1分)
(3)A、B第一次碰撞：，………⑩(1分)
碰后：………………⑾(1分)
解得：，即A、B在倾斜直轨道上每次一起下滑均做匀速直线运动
A、B第二次冲上倾斜直轨道：……⑿
……⒀
解得：，……⒁(1分)
A、B第二次碰撞前：
A、B第二次碰撞：，
A、B第三次冲上倾斜直轨道：
解得：，
归纳可知：……⒂(1分)
则：.………⒃(1分)
(4)由(3)可知：
………...………⒄(1分)
由能量守恒得：……⒅(1分)
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