中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷性測(cè)試2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期3月測(cè)試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷性測(cè)試2024年3月測(cè)試物理試卷本試卷共300分，考試時(shí)間150分鐘。一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.處于高能級(jí)氦原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可輻射出波長(zhǎng)為447.1nm的藍(lán)光和波長(zhǎng)為587.6nm的黃光，藍(lán)光可以使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)，但不能使金屬b發(fā)生光電效應(yīng)。下列說(shuō)法中正確的是（）A.金屬a的逸出功大于金屬b的逸出功B.金屬a的截止頻率小于金屬b的截止頻率C.黃光可能使兩種金屬都發(fā)生光電效應(yīng)D.在同一介質(zhì)中藍(lán)光的傳播速度更快〖答案〗B〖解析〗AB．藍(lán)光可以使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)，但不能使金屬b發(fā)生光電效應(yīng)，由此可判斷金屬a的逸出功小于金屬b的逸出功，又，故金屬a的截止頻率小于金屬b的截止頻率，A錯(cuò)誤，B正確；C．由題可知，藍(lán)光的波長(zhǎng)短，故藍(lán)光的頻率比黃光的大，根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，黃光同樣不能使金屬b發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)光的折射規(guī)律可知，頻率大的光在相同的介質(zhì)中的折射率也大，又，故在同一介質(zhì)中黃光的傳播速度更快，D錯(cuò)誤。故選B。2.一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，其a-t圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（??）A.質(zhì)點(diǎn)1~4s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)第4s末的速度大小為26m/sC.質(zhì)點(diǎn)在1~4s內(nèi)的位移等于30mD.質(zhì)點(diǎn)在1~4s內(nèi)的路程等于30m〖答案〗C〖解析〗A．質(zhì)點(diǎn)1~4s內(nèi)加速度不0，則速度一定變化，做非勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)-t圖像與時(shí)間軸圍成的面積代表速度，質(zhì)點(diǎn)第4s末的速度大小為故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)在1s末速度1~4s內(nèi)的位移故C正確；D．質(zhì)點(diǎn)在1~4s內(nèi)先向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，后向正方向運(yùn)動(dòng)，路程大于位移大小，即路程大于30m，故D錯(cuò)誤。故選C。3.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在輸出電壓有效值一定的正弦式交變電源上，圖中的各個(gè)電表均為理想電表，L1和L2是兩只規(guī)格相同的白熾燈，若斷開開關(guān)S，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.電壓表V1和V2的示數(shù)之比不變B.電流表A1和A2的示數(shù)之比不變C.燈泡L1的亮度變暗D.理想變壓器的輸入功率變大〖答案〗B〖解析〗A．?dāng)嚅_開關(guān)S，變壓器副線圈兩端的電壓不變，總電阻增大，副線圈電流減小，則電壓表V2的示數(shù)增大，而V1示數(shù)不變，故電壓表V1和V2的示數(shù)之比變小，故A錯(cuò)誤；B．A2的電流與開關(guān)S是否閉合無(wú)關(guān)，故電流表A1和A2的示數(shù)之比其值不變，故B正確；C．由A項(xiàng)可知，V2的示數(shù)增大，燈泡L1的亮度變亮，故C錯(cuò)誤；D．副線圈電流減小，則原線圈電流減小，而V1示數(shù)不變，由可知理想變壓器的輸入功率變小，故D錯(cuò)誤。故選B。4.在傾角為的固定斜面上放置一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的薄木板，木板上端與斜面的頂端對(duì)齊。將質(zhì)量為m的小滑塊置于木板上端，與木板一起由靜止釋放。木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。斜面足夠長(zhǎng)，且小滑塊未脫離木板，則在小滑塊下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A.小滑塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止一起加速下滑B.長(zhǎng)木板相對(duì)斜面勻速下滑C.小滑塊的加速度為D.長(zhǎng)木板的加速度為〖答案〗C〖解析〗ABD．根據(jù)題意，由于，則可知，對(duì)于木板而言，若木板單獨(dú)放在斜面上，則有即木板會(huì)靜止在斜面上，而由于，則對(duì)小滑塊有即小滑塊不能靜止在木板上，當(dāng)在木板上放上小滑塊后，由于小滑塊不能靜止，會(huì)與木板產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，木板對(duì)小滑塊的滑動(dòng)摩擦力沿著木板向上，而根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力沿著木板向下，此時(shí)對(duì)木板有即木板仍然靜止在斜面上，故ABD錯(cuò)誤；C．對(duì)小滑塊，由牛頓第二定律有解得小滑塊在靜止的木板上下滑時(shí)的加速度大小為故C正確。故選C。5.如圖所示，在豎直平面內(nèi)正方形Oabc區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在等腰直角三角形cde區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。在正方形Oabc區(qū)域內(nèi)的某些位置由靜止釋放電子后，這些電子均可到達(dá)x軸上的e點(diǎn)，已知Oa=Oe，不計(jì)電子的重力作用，則這些位置的橫坐標(biāo)x與縱坐標(biāo)y之間的函數(shù)關(guān)系式為（）Ay=2x B.y=4x C.y=x2 D.y=2x2〖答案〗B〖解析〗由題意，正方形Oabc區(qū)域內(nèi)某電子在位置坐標(biāo)x、y由靜止釋放后，沿x軸負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，經(jīng)y軸時(shí)的速度為v0，由速度位移關(guān)系公式，則有進(jìn)入三角形cde區(qū)域的位置為P點(diǎn)，設(shè)，電子在三角形cde區(qū)域內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向則有在豎直方向則有兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，則有，又有聯(lián)立以上各式解得故選B。6.如圖所示，重量為G，半徑為R的粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線懸掛于天花板上，P、Q是位于圓環(huán)上同一高度的兩個(gè)點(diǎn)，且。用輕質(zhì)柔軟導(dǎo)線將P、Q兩點(diǎn)與已固定平行金屬導(dǎo)軌連接，金屬導(dǎo)軌和金屬圓環(huán)處于同一豎直平面內(nèi)，圖中的虛線將豎直平面分為兩個(gè)區(qū)域，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ中均存在垂直于該豎直平面且范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)將水平放置在金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒由靜止釋放，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好，一段時(shí)間后，絕緣細(xì)線中的拉力減小為0，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ中的磁場(chǎng)方向相同B.區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ中的磁場(chǎng)方向相反C.劣弧PQ受到的安培力大小為D.劣弧PQ受到的安培力大小為〖答案〗BD〖解析〗AB．根據(jù)題意，假設(shè)區(qū)域Ⅱ中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里（外），由右手定則可得，導(dǎo)體棒向下移動(dòng)，產(chǎn)生逆時(shí)針（順時(shí)針）的感應(yīng)電流，一段時(shí)間后，絕緣細(xì)線中的拉力減小為0，可知，區(qū)域Ⅰ內(nèi)金屬圓環(huán)受向上的安培力，由左手定則可知，區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)方向垂直紙面向外（里），綜上所述，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ中的磁場(chǎng)方向相反，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，所對(duì)圓心角為，設(shè)感應(yīng)電流為，則流過(guò)劣弧的電流為，流過(guò)優(yōu)弧的感應(yīng)電流為，由于劣弧和優(yōu)弧在區(qū)域Ⅰ內(nèi)有效長(zhǎng)度相等，由公式可知，劣弧PQ受到的安培力大小為優(yōu)弧PQ受到的安培力大小的2倍，設(shè)劣弧PQ受到的安培力大小為，則有解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。7.目前已知的彗星數(shù)量已經(jīng)超過(guò)3000顆，其中最著名的哈雷彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行周期T1約為76.1年，在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r1，在遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r2。月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r3，周期T2約為27天。下列說(shuō)法正確的是（）A.哈雷彗星與地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，它們與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等B.哈雷彗星在近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大小之比為C.哈雷彗星在近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比為D.太陽(yáng)與地球的質(zhì)量之比為〖答案〗CD〖解析〗A．根據(jù)開普勒第二定律，哈雷彗星在相同時(shí)間內(nèi)與太陽(yáng)中心連線掃過(guò)的面積相等，但并不與地球與太陽(yáng)中心連線掃過(guò)的面積相等，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)開普勒第二定律求解，設(shè)在極短時(shí)間內(nèi)，在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)哈雷彗星與太陽(yáng)中心的連線掃過(guò)的面積相等，即有可得故B錯(cuò)誤；C．對(duì)近日點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有對(duì)遠(yuǎn)日點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得故C正確；D．設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為，地球質(zhì)量為，哈雷彗星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，半徑為，根據(jù)牛頓第二定律有月球繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，周期約根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立可以求出太陽(yáng)與地球的質(zhì)量之比故D正確。故選CD。8.如圖所示，光滑的直桿與豎直方向成60°固定放置，桿的下端固定一個(gè)輕彈簧，桿上穿有兩個(gè)小球A和B，開始時(shí)，兩球一起靜止在彈簧上端，某時(shí)刻起，對(duì)小球B施加一個(gè)方向與桿平行的拉力，使小球B以的恒定加速度沿直桿向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，兩球分離時(shí)B的速度為v。已知A球質(zhì)量為m，B球的質(zhì)量為2m，重力加速度為g，則（）A.彈簧的勁度系數(shù)為B.彈簧的勁度系數(shù)為C.從B球開始運(yùn)動(dòng)到兩球分離的過(guò)程中拉力做的功為D.從B球開始運(yùn)動(dòng)到兩球分離的過(guò)程中拉力做的功為〖答案〗BD〖解析〗AB．兩球靜止可得小球分離時(shí)，對(duì)A球分析可得由小球以的恒定加速度沿直桿勻加速運(yùn)動(dòng)可得聯(lián)立求得A錯(cuò)誤，B正確；CD．對(duì)兩球從開始到分離運(yùn)用動(dòng)能定理可得求得C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。二、非選擇題：共174分。9.某研究性學(xué)習(xí)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材改裝了一個(gè)“×1”和“×10”的雙倍率歐姆表，設(shè)計(jì)電路如圖所示，其中干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V（內(nèi)阻很?。?，表頭G的滿偏電流Ig=1mA，內(nèi)阻Rg=90Ω，定值電阻R1=1Ω，R2=9Ω，已知改裝后的歐姆表表盤的中央刻度為“15”。（1）若選用“×10”擋位測(cè)量電阻，則應(yīng)將選擇開關(guān)S撥到______（填“a”或“b”）端；（2）若實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，最大阻值分別為20Ω和200Ω，則該小組應(yīng)該選擇最大阻值為______（填“20”或“200”）Ω的滑動(dòng)變阻器；（3）將選擇開關(guān)S撥到a端，將紅黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零后測(cè)量Rx的阻值時(shí)，指針指向表頭G的0.25mA刻度處，則此時(shí)指針指向歐姆表的刻度為______。〖答案〗（1）a（2）200（3）45〖解析〗【小問(wèn)1詳析】設(shè)歐姆表中值刻度為R中，則歐姆表為“×1”倍率時(shí)的內(nèi)阻為歐姆表為“×10”倍率時(shí)的內(nèi)阻為歐姆表進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，有歐姆表倍率越高，歐姆表的內(nèi)阻越大，可知電路的滿偏電流越??；由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S合向a端，電路的滿偏電流較小，歐姆表的倍率是“×10”擋?！拘?wèn)2詳析】當(dāng)S接a時(shí)，有聯(lián)立解得由于電源內(nèi)阻很小，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值約為141Ω，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選200Ω?！拘?wèn)3詳析】將選擇開關(guān)S撥到a端時(shí)，有指針指向表頭G的0.25mA刻度處時(shí)，回路中的電流為解得由于開關(guān)S接a時(shí)，歐姆表的倍率為“×10”，所以待測(cè)電阻值為450Ω時(shí)指針?biāo)笟W姆表的刻度為45。10.某同學(xué)利用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度與時(shí)間的關(guān)系。讓裝有鉤碼的木塊左端和紙帶相連，右端用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪和3個(gè)鉤碼相連。在水平長(zhǎng)木板左端由靜止釋放木塊，鉤碼下落，帶動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。某次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶如圖（b）所示。（1）已知圖（b）中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔均為T，以打下A點(diǎn)時(shí)木塊的位置為初始位置，則從打下A點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中，木塊的平均速度______（用題中字母表示）。（2）根據(jù)圖（b）中的數(shù)據(jù)，得到小車平均速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖（c）所示。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，小車運(yùn)動(dòng)的圖線可視為一條直線，縱截距為b，斜率為k?？梢耘卸ㄐ≤囎鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，則打下B點(diǎn)時(shí)木塊的速度大小______，木塊的加速度大小a＝______。（結(jié)果用字母k、b、T表示）（3）已知裝有鉤碼的木塊質(zhì)量與鉤碼的總質(zhì)量為m，3個(gè)相連鉤碼的總質(zhì)量為M，則木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝______。（結(jié)果用字母k、m、M、g表示）〖答案〗（1）（2）b＋2kT2k（3）〖解析〗【小問(wèn)1詳析】從打下A點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中，木塊的平均速度【小問(wèn)2詳析】[1][2]根據(jù)可得由圖像可知打下A點(diǎn)時(shí)的速度可知a=2k則打下B點(diǎn)時(shí)木塊的速度大小【小問(wèn)3詳析】對(duì)整體由牛頓第二定律可得11.如圖所示，放置在水平面上高度為2L的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用質(zhì)量為m，面積為S的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸的底部之間用一根輕彈簧連接，彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)，在彈性限度內(nèi)，彈簧能夠承受的最大彈力等于活塞的重力。開始時(shí)，汽缸處于溫度為T的環(huán)境中，彈簧恰好處于原長(zhǎng)。已知大氣壓強(qiáng)的大小恒為，重力加速度為g，不計(jì)彈簧體積、不計(jì)活塞的厚度及活塞與汽缸之間的摩擦力。（1）環(huán)境溫度在什么范圍內(nèi)變化時(shí)，彈簧不會(huì)超出其彈性限度？（2）若環(huán)境溫度從（1）中的最低溫度緩慢升高至最高溫度的過(guò)程中，封閉氣體的內(nèi)能增加了5mgL，求此過(guò)程中氣體從外界環(huán)境中吸收的熱量Q?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）設(shè)大氣壓強(qiáng)為，開始時(shí)活塞受力平衡，則有設(shè)彈簧的彈力最大時(shí)，彈簧的形變量為，由題意可知當(dāng)彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時(shí)，對(duì)活塞受力分析可得由理想氣體狀態(tài)方程可得解得當(dāng)彈簧處于最大伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，對(duì)活塞受力分析可得由理想氣體狀態(tài)方程可得解得故當(dāng)環(huán)境溫度滿足彈簧不會(huì)超出其彈性限度。（2）設(shè)氣溫緩慢升高的過(guò)程中，封閉氣體對(duì)活塞做的功為，由動(dòng)能定理得由熱力學(xué)第一定律得聯(lián)立解得12.2022年，中國(guó)科學(xué)家首次成功獲得嫦娥五號(hào)月壤中未來(lái)核聚變清潔核燃料氦-3的含量及其具體提取參數(shù)?，F(xiàn)有大量的粒子（）及其同位素氦-3核（）組成的混合物飄入豎直方向的加速電場(chǎng)中（粒子的初速度可忽略不計(jì)，加速電壓恒定），混合物經(jīng)過(guò)加速后通過(guò)寬度為d的狹縫沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片上。如圖所示為粒子從狹縫中央進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡，不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用。（1）求粒子與氦-3核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比和時(shí)間之比；（2）若氦-3核的比荷為k，為使到達(dá)照相底片上的兩種粒子完全分離，則加速電壓U應(yīng)滿足什么條件？〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）設(shè)粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，則氦-3核的質(zhì)量為，電荷量也為q，粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理可得粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得聯(lián)立以上兩式可得同理可得，氦-3核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑解得粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間同理可得：氦-3核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間解得（2）根據(jù)題意可知，為使到達(dá)照相底片上的兩種粒子完全分離，需滿足即由題意可知氦-3核的比荷則粒子的比荷由以上各式聯(lián)立解得13.如圖所示，一根豎直固定的上下開口