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2023-2024学年山西省太原市高三上学期期末学业诊断 物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年山西省太原市高三上学期期末学业诊断 物理试卷（含答案），共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：上午8:00——9:30）
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题：本题包含8小题，每小题4分，共32分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。
1.辕门射戟，最早出自《三国志·吕布传》，是吕布为了阻止袁术击灭刘备所使的计谋。吕布欲用弓箭射穿距离自己一百五十步外方天画戟中的小孔，假设箭水平射出，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.箭在飞行过程中加速度一定改变B.箭射出位置一定要高于小孔的下边缘
C.箭有可能水平穿过小孔D.箭在飞行过程中重力的功率一定不变
2.实验小组研究汽车有无ABS系统两种情况下的匀减速直线制动距离，测试的初速度均为60km/h。根据如图数据可知加速度大小之比为（ ）
A.4:3B.3:4C.3:2D.2:3
3.用一个质量不计的网兜把足球挂在光滑竖直木板的点，将木板以底边为轴顺时针缓慢转动直至水平，细绳与木板之间的夹角保持不变，在转动过程中（ ）
A.足球对木板的压力逐渐增大B.足球对木板的压力先增大后减小
C.细绳对足球的拉力逐渐增大D.细绳对足球的拉力先增大后减小
4.如图所示，圆轨道上卫星1与椭圆轨道上卫星2周期相同，两卫星轨道相交于、两点，、连线过地心，点为远地点。下列说法正确的是（ ）
A.椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径
B.卫星1在点速度大于卫星2在点速度
C.相等时间内卫星1与地心的连线扫过的面积等于卫星2与地心的连线扫过的面积
D.卫星2在点时万有引力的功率大于在点时万有引力的功率
5.如图所示，真空中两个等量异种点电荷、关于点对称分布，为、连线上的一点。保持位置不变，缓慢增大、之间的距离后二者再次静止，、仍关于点对称。选无穷远处为电势零点，、距离增大后（ ）
A.点的场强不变B.点的电势升高C.点的场强变小D.点的电势降低
6.如图所示，某次足球由静止自由下落1.25m，被重新颠起，足球离开脚部后竖直上升的最大高度为0.8m。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，g取10m/s2，不计空气阻力，下列选项正确的是（ ）
A.足球下落到与脚部刚接触时动量大小为4kg·m/s
B.足球自由下落过程重力的冲量大小为2N·s
C.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为0.8kg·m/s
D.脚部对足球的平均作用力为足球重力的9倍
7.正方体中为边中点，在、两边放置足够长的直导线，通有大小相等、方向如图的电流。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，某点磁感应强度的大小与该点到导线的距离成反比。、两点处磁感应强度的大小之比为（ ）
A.1:1B.1:2C.2:1D.
8.如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和干路电流的关系图像，电池内阻不是常量。图线是某光敏电阻的图像，虚直线为图线过点的切线，在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ ）
A.太阳能电池的电动势为6VB.光敏电阻的功率为1W
C.光敏电阻的阻值为D.太阳能电池的内阻为
二、多项选择题：本题包含4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。
9.如图为一定质量的理想气体在状态状态状态状态的循环过程中，气体压强随热力学温度变化的关系。的延长线过坐标原点，平行于轴，下列说法正确的是（ ）
A.气体在状态时的内能最大
B.状态状态，气体分子数密度增大
C.状态状态，气体向外界放热
D.状态状态，气体对外做的功大于气体吸收的热量
10.如图所示，直角三角形金属线框固定在绝缘水平面上，，、电阻均为，电阻不计。、分别为和的中点，上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。已知两磁场磁感应强度随时间的变化关系均为。下列说法正确的是（ ）
A.金属线框中有逆时针方向的感应电流
B.金属线框的感应电流始终保持不变
C.金属线框所受的安培力大小不变
D.在的时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为
11.如图甲所示，原线圈串联阻值的电阻，副线圈、两端连接阻值的电阻，、两端输入如图乙正弦交流电压，理想变压器原、副线圈匝数之比为4:1。下列说法正确的是（ ）
甲乙
A.理想电压表的示数为20V
B.理想电流表的示数为2A
C.若减小电阻的阻值，电阻两端的电压增大
D.原线圈两端电压的瞬时值表达式可写为
12.如图所示，平行板电容器两极板、与直流电源、理想二极管连接，电源负极接地。初始时电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴在电容器中的点恰好能处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A.将极板向下平移后，油滴在点的电势能增大
B.将极板向下平移后，油滴在点的电势能增大
C.将极板向下平移后，带电油滴静止不动
D.将极板向左平移一小段距离后，点的电势升高
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、实验题：本题包含2小题，共16分。请将正解答案填在题中横线上或按要求作答。
13.（6分）如图为欧姆表原理示意图，电流表的满偏电流，电池电动势，图中与接线柱相连的表笔颜色应是_________色（填“红”或“黑”），按正确方法测量的阻值，指针指在刻度盘的正中央，则_________。
该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.4V，内阻变大，但此表仍能调零，仍按正确方法测量电阻，测量结果与真实值相比会_________（填“变大”“变小”或“不变”），若示数为，所测电阻的阻值应为___________。
14.（10分）物理学习小组要测量一节旧干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材：
A.电流表 eq \\ac(○,A)（量程为200mA，内阻）
B.电压表 eq \\ac(○,V)（0~15V，内阻约为）
C.电阻箱（最大电阻值为）
D.滑动变阻器（最大电阻值为）
F.电键S、导线若干
G.待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为）
（1）该实验除F、G外，还需要以上哪些实验器材_________（填入实验器材前面的序号）；
（2）根据所选用的实验器材，在图（a）虚线框内画出所设计的实验电路图，并标明器材符号；
图（a）
（3）根据图（b）的数据，在图（c）的坐标纸上描点并作图，该电池的电动势________V，内阻_________；（结果保留三位有效数字）
图（b）
图（c）
四、计算题：本题包含4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。
15.（8分）如图所示，竖直平面内有一倾角为30°的固定粗糙斜面，高度。斜面底端有沿逆时针方向匀速转动的水平传送带，，传送带速度。斜面与传送带在点平滑连接。物块从斜面最高点处由静止滑下，经点滑上传送带。物块与斜面间的动摩擦因数，与间的动摩擦因数，物块可视为质点，重力加速度取10m/s2。求：
（1）物块第一次在传送带上向右运动的最大距离；
（2）物块第一次返回斜面后可到达的最大高度。
16.（8分）如图所示，平面直角坐标系的第一象限内有竖直向上的匀强电场，虚线圆内有垂直纸面向外的匀强磁场。虚线圆的圆心在轴上，半径为，。质量为，电荷量为的粒子从圆上点以速度正对圆心射入磁场，并从坐标原点射出磁场。粒子在电场中运动，恰好经过第一象限的点。已知与轴负方向的夹角，粒子重力不计。求：
（1）电场强度与磁感应强度的比值；
（2）粒子从运动到的时间。
17.（10分）如图所示，长为且不可伸长的轻绳一端系于固定点，另一端与质量为的物块拴连。质量为、电荷量为的物块置于光滑水平地面上的点，位于点正下方且。将轻绳水平拉直后，由静止释放，与在圆周最低点处发生对心碰撞，反弹后摆动的最大高度距离水平地面为。从经点滑入半径为的四分之一固定光滑绝缘圆轨道，从轨道点滑出后落至点。右侧的区域内有匀强电场，电场强度。、可视为质点，相互作用过程中电荷量未发生转移，不计空气阻力。求：
（1）与的碰撞是否为弹性碰撞，并说明理由；
（2）、两点之间的距离。
18.（10分）如图所示，两条电阻不计的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，间距为。甲、乙两根金属棒垂直导轨放置，与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中。锁定乙棒，对甲施加水平向右的恒力，作用时间后甲获得速度，立即撤去拉力，同时解锁乙棒。甲、乙的质量分别为和，接入电路中的电阻均为，金属轨道足够长且甲、乙两棒始终未发生碰撞。求：
（1）撤去外力瞬间，金属棒甲、乙加速度的大小；
（2）作用的时间内，通过乙棒的电荷量；
（3）撤去拉力后，直到甲、乙之间的距离不再变化，这一过程中，甲棒中产生的热量以及甲、乙运动的位移差。
太原市2023~2024学年第一学期高三年级期末学业诊断
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：本题包含8小题，每小题4分，共32分。
二、多项选择题：本题包含4小题，每小题4分，共16分。
三、实验题：共16分。
13.（6分）红 1.5 变大 1.4
14.（10分）（1）AC
（2）
（3）（图像为一条直线）
1.36~1.50 3.41~4.65
四、计算题：共36分。
15.（8分）（1）物块第一次在传送带上向右运动的最远点为点
（2）物块从点运动到点
物块从点运动到斜面最高点
16.（8分）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
由几何关系得
粒子从到做类平抛运动，运动时间为
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动时间为
粒子从运动的时间为
17.（10分）（1）物块下摆
物块上摆
以右为正方向
等式成立，与碰撞为弹性碰撞
（2）物块从到
方向竖直向上
物块在从点飞出后水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动
，
竖直方向，以下为正
水平方向，以右为正
18.（10分）（1）撤去外力瞬间，甲棒的速度为回路电流为
甲、乙受到的安培力大小相同，方向相反
，
（2）在时间内，甲、乙两棒的电流相同，流过甲乙的电荷量也相同
甲棒：
（3）撤去外力后，甲做加速度减小的减速运动，乙棒做加速度减小的加速运动，最后两棒速度相等，末速度为，甲乙组成系统动量守恒，以右为正
甲、乙两棒电阻均为
在甲、乙两棒达到共速之前，设两棒的速度分别是和
乙棒：
两棒的位移差
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.130
0.119
0.110
0.102
0.095
0.089
7.70
8.39
9.09
9.79
10.48
11.18
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
选项
B
B
B
B
C
B
B
D
题号
9
10
11
12
选项
AC
BD
AB
CD
（考试时间：上午8:00——9:30）
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题：本题包含8小题，每小题4分，共32分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。
1.辕门射戟，最早出自《三国志·吕布传》，是吕布为了阻止袁术击灭刘备所使的计谋。吕布欲用弓箭射穿距离自己一百五十步外方天画戟中的小孔，假设箭水平射出，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.箭在飞行过程中加速度一定改变B.箭射出位置一定要高于小孔的下边缘
C.箭有可能水平穿过小孔D.箭在飞行过程中重力的功率一定不变
2.实验小组研究汽车有无ABS系统两种情况下的匀减速直线制动距离，测试的初速度均为60km/h。根据如图数据可知加速度大小之比为（ ）
A.4:3B.3:4C.3:2D.2:3
3.用一个质量不计的网兜把足球挂在光滑竖直木板的点，将木板以底边为轴顺时针缓慢转动直至水平，细绳与木板之间的夹角保持不变，在转动过程中（ ）
A.足球对木板的压力逐渐增大B.足球对木板的压力先增大后减小
C.细绳对足球的拉力逐渐增大D.细绳对足球的拉力先增大后减小
4.如图所示，圆轨道上卫星1与椭圆轨道上卫星2周期相同，两卫星轨道相交于、两点，、连线过地心，点为远地点。下列说法正确的是（ ）
A.椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径
B.卫星1在点速度大于卫星2在点速度
C.相等时间内卫星1与地心的连线扫过的面积等于卫星2与地心的连线扫过的面积
D.卫星2在点时万有引力的功率大于在点时万有引力的功率
5.如图所示，真空中两个等量异种点电荷、关于点对称分布，为、连线上的一点。保持位置不变，缓慢增大、之间的距离后二者再次静止，、仍关于点对称。选无穷远处为电势零点，、距离增大后（ ）
A.点的场强不变B.点的电势升高C.点的场强变小D.点的电势降低
6.如图所示，某次足球由静止自由下落1.25m，被重新颠起，足球离开脚部后竖直上升的最大高度为0.8m。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，g取10m/s2，不计空气阻力，下列选项正确的是（ ）
A.足球下落到与脚部刚接触时动量大小为4kg·m/s
B.足球自由下落过程重力的冲量大小为2N·s
C.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为0.8kg·m/s
D.脚部对足球的平均作用力为足球重力的9倍
7.正方体中为边中点，在、两边放置足够长的直导线，通有大小相等、方向如图的电流。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，某点磁感应强度的大小与该点到导线的距离成反比。、两点处磁感应强度的大小之比为（ ）
A.1:1B.1:2C.2:1D.
8.如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和干路电流的关系图像，电池内阻不是常量。图线是某光敏电阻的图像，虚直线为图线过点的切线，在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ ）
A.太阳能电池的电动势为6VB.光敏电阻的功率为1W
C.光敏电阻的阻值为D.太阳能电池的内阻为
二、多项选择题：本题包含4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。
9.如图为一定质量的理想气体在状态状态状态状态的循环过程中，气体压强随热力学温度变化的关系。的延长线过坐标原点，平行于轴，下列说法正确的是（ ）
A.气体在状态时的内能最大
B.状态状态，气体分子数密度增大
C.状态状态，气体向外界放热
D.状态状态，气体对外做的功大于气体吸收的热量
10.如图所示，直角三角形金属线框固定在绝缘水平面上，，、电阻均为，电阻不计。、分别为和的中点，上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。已知两磁场磁感应强度随时间的变化关系均为。下列说法正确的是（ ）
A.金属线框中有逆时针方向的感应电流
B.金属线框的感应电流始终保持不变
C.金属线框所受的安培力大小不变
D.在的时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为
11.如图甲所示，原线圈串联阻值的电阻，副线圈、两端连接阻值的电阻，、两端输入如图乙正弦交流电压，理想变压器原、副线圈匝数之比为4:1。下列说法正确的是（ ）
甲乙
A.理想电压表的示数为20V
B.理想电流表的示数为2A
C.若减小电阻的阻值，电阻两端的电压增大
D.原线圈两端电压的瞬时值表达式可写为
12.如图所示，平行板电容器两极板、与直流电源、理想二极管连接，电源负极接地。初始时电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴在电容器中的点恰好能处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A.将极板向下平移后，油滴在点的电势能增大
B.将极板向下平移后，油滴在点的电势能增大
C.将极板向下平移后，带电油滴静止不动
D.将极板向左平移一小段距离后，点的电势升高
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、实验题：本题包含2小题，共16分。请将正解答案填在题中横线上或按要求作答。
13.（6分）如图为欧姆表原理示意图，电流表的满偏电流，电池电动势，图中与接线柱相连的表笔颜色应是_________色（填“红”或“黑”），按正确方法测量的阻值，指针指在刻度盘的正中央，则_________。
该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.4V，内阻变大，但此表仍能调零，仍按正确方法测量电阻，测量结果与真实值相比会_________（填“变大”“变小”或“不变”），若示数为，所测电阻的阻值应为___________。
14.（10分）物理学习小组要测量一节旧干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材：
A.电流表 eq \\ac(○,A)（量程为200mA，内阻）
B.电压表 eq \\ac(○,V)（0~15V，内阻约为）
C.电阻箱（最大电阻值为）
D.滑动变阻器（最大电阻值为）
F.电键S、导线若干
G.待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为）
（1）该实验除F、G外，还需要以上哪些实验器材_________（填入实验器材前面的序号）；
（2）根据所选用的实验器材，在图（a）虚线框内画出所设计的实验电路图，并标明器材符号；
图（a）
（3）根据图（b）的数据，在图（c）的坐标纸上描点并作图，该电池的电动势________V，内阻_________；（结果保留三位有效数字）
图（b）
图（c）
四、计算题：本题包含4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。
15.（8分）如图所示，竖直平面内有一倾角为30°的固定粗糙斜面，高度。斜面底端有沿逆时针方向匀速转动的水平传送带，，传送带速度。斜面与传送带在点平滑连接。物块从斜面最高点处由静止滑下，经点滑上传送带。物块与斜面间的动摩擦因数，与间的动摩擦因数，物块可视为质点，重力加速度取10m/s2。求：
（1）物块第一次在传送带上向右运动的最大距离；
（2）物块第一次返回斜面后可到达的最大高度。
16.（8分）如图所示，平面直角坐标系的第一象限内有竖直向上的匀强电场，虚线圆内有垂直纸面向外的匀强磁场。虚线圆的圆心在轴上，半径为，。质量为，电荷量为的粒子从圆上点以速度正对圆心射入磁场，并从坐标原点射出磁场。粒子在电场中运动，恰好经过第一象限的点。已知与轴负方向的夹角，粒子重力不计。求：
（1）电场强度与磁感应强度的比值；
（2）粒子从运动到的时间。
17.（10分）如图所示，长为且不可伸长的轻绳一端系于固定点，另一端与质量为的物块拴连。质量为、电荷量为的物块置于光滑水平地面上的点，位于点正下方且。将轻绳水平拉直后，由静止释放，与在圆周最低点处发生对心碰撞，反弹后摆动的最大高度距离水平地面为。从经点滑入半径为的四分之一固定光滑绝缘圆轨道，从轨道点滑出后落至点。右侧的区域内有匀强电场，电场强度。、可视为质点，相互作用过程中电荷量未发生转移，不计空气阻力。求：
（1）与的碰撞是否为弹性碰撞，并说明理由；
（2）、两点之间的距离。
18.（10分）如图所示，两条电阻不计的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，间距为。甲、乙两根金属棒垂直导轨放置，与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中。锁定乙棒，对甲施加水平向右的恒力，作用时间后甲获得速度，立即撤去拉力，同时解锁乙棒。甲、乙的质量分别为和，接入电路中的电阻均为，金属轨道足够长且甲、乙两棒始终未发生碰撞。求：
（1）撤去外力瞬间，金属棒甲、乙加速度的大小；
（2）作用的时间内，通过乙棒的电荷量；
（3）撤去拉力后，直到甲、乙之间的距离不再变化，这一过程中，甲棒中产生的热量以及甲、乙运动的位移差。
太原市2023~2024学年第一学期高三年级期末学业诊断
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：本题包含8小题，每小题4分，共32分。
二、多项选择题：本题包含4小题，每小题4分，共16分。
三、实验题：共16分。
13.（6分）红 1.5 变大 1.4
14.（10分）（1）AC
（2）
（3）（图像为一条直线）
1.36~1.50 3.41~4.65
四、计算题：共36分。
15.（8分）（1）物块第一次在传送带上向右运动的最远点为点
（2）物块从点运动到点
物块从点运动到斜面最高点
16.（8分）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
由几何关系得
粒子从到做类平抛运动，运动时间为
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动时间为
粒子从运动的时间为
17.（10分）（1）物块下摆
物块上摆
以右为正方向
等式成立，与碰撞为弹性碰撞
（2）物块从到
方向竖直向上
物块在从点飞出后水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动
，
竖直方向，以下为正
水平方向，以右为正
18.（10分）（1）撤去外力瞬间，甲棒的速度为回路电流为
甲、乙受到的安培力大小相同，方向相反
，
（2）在时间内，甲、乙两棒的电流相同，流过甲乙的电荷量也相同
甲棒：
（3）撤去外力后，甲做加速度减小的减速运动，乙棒做加速度减小的加速运动，最后两棒速度相等，末速度为，甲乙组成系统动量守恒，以右为正
甲、乙两棒电阻均为
在甲、乙两棒达到共速之前，设两棒的速度分别是和
乙棒：
两棒的位移差
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.130
0.119
0.110
0.102
0.095
0.089
7.70
8.39
9.09
9.79
10.48
11.18
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
选项
B
B
B
B
C
B
B
D
题号
9
10
11
12
选项
AC
BD
AB
CD
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