江苏省泰兴市第三高级中学2024届高三第二次诊断考试物理试题

江苏省泰兴市第三高级中学2024届高三第二次诊断考试物理试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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，一端搁在粗糙水平面上，另一端系一根细线（线竖直）处于静止状态的重直杆A受到的作用力个数（）
A．1 B．2
C．3 D．4
2、光滑水平面上，一物体在恒力作用下做方向不变的直线运动，在t1时间内动能由0增大到E k，在t2时间内动能由
E k增大到2E k，设恒力在t1时间内冲量为I1，在t2时间内冲量为I2，两段时间内物体的位移分别为x1和x2，则（）A．I1<I2，x1<x2B．I1>I2，x1>x2
C．I1>I2，x1＝x2D．I1＝I2，x1＝x2
3、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。

现从ab边的中点O 处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。

若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是
A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
B．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
C．离子穿过磁场和电场的时间之比
D．离子穿过磁场和电场的时间之比
4、中国自主研发的“暗剑”无人机，时速可超过2马赫．在某次试飞测试中，起飞前沿地面做匀加速直线运动，加速过程中连续经过两段均为120m的测试距离，用时分别为2s和l s，则无人机的加速度大小是
A．20m/s2
B．40m/s2
C．60m/s2
D．80m/s2
5、如图甲所示，在x≥0的区域有在垂直于xOy平面(纸面)向里的匀强磁场，现用力使一个等边三角形闭合导线(粗细均匀)框，沿x轴向右匀速运动，运动中线框平面与纸面平行，底边BC与y轴平行，从顶点A刚入磁场开始计时，在线框全部进入磁场过程中，其感应电流I（取顺时针方向为正）与时间t的关系图线为图乙中的（）
A．B．C．D．
6、如图所示，等量异种点电荷连线水平，O为两点电荷连线的中点，点A与B、B与C分别关于O点和水平连线对称。

下列说法正确的是（）
A．点A与B的电势一定相等
B．点A与C的场强一定相同
C．将一负电荷沿直线AC从A移至C，电场力不做功
D．将一正电荷沿直线AB从A移至B，电荷电势能一直减小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻绳，小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向可能是()
A ．F 1
B ．F 2
C ．F 3
D ．F 4
8、如图所示，A 、B 是两列波的波源，0s t =时，两波源同时开始垂直纸面做简谐运动。

其振动表达式分别为0.1sin(2π)A x t =m ，0.5sin(2π)B x t =m ，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。

P 是介质中的一点，2s t =时开始振动，已知40cm PA =，50cm PB =，则_________。

A ．两列波的波速均为0.20m/s
B ．两列波的波长均为0.25m
C ．两列波在P 点相遇时，振动总是减弱的
D ．P 点合振动的振幅为0.4m
E. 2.25s t =，P 沿着A 传播的方向运动了0.05m
9、下列说法正确的是
A ．大气中PM1．5的运动是分子的无规则运动
B ．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C ．扩散运动和布朗运动的剧烈程度都与温度有关
D ．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
10、质量均匀分布的导电正方形线框abcd 总质量为m ，边长为l ，每边的电阻均为r 0。

线框置于xoy 光滑水平面上，处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。

如图，现将ab 通过柔软轻质导线接到电压为U 的电源两端（电源内阻不计，导线足够长），下列说法正确的是
A ．若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为0
43BlU mr
B ．若磁场方向沿x 轴正方向，则线框保持静止
C ．若磁场方向沿y 轴正方向，发现线框以cd 边为轴转动，则02mgr U Bl
＞ D ．若磁场方向沿y 轴正方向，线框以cd 边为轴转动且cd 边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动能为202
Bl U mgl r 三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）用如图a 所示的器材，测一节干电池的电动势和内阻实验。

(1)用笔画线代替导线，将图a 连接成可完成实验的电路（图中已连接了部分导线）；
（____）
(2)实验过程中，将电阻箱拔到45Ω时，电压表读数为0.90V ；将电阻箱拔到如图b 所示，其阻值是________Ω，此时电压表的读数如图c 所示，其值是____________V ；
(3)根据以上数据，可以算出该节干电池的电动势E =_______V ，内电阻r =________Ω。

12．（12分）某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a 与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示．实验中所挂钩码的质量20g ，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮．
(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是下列哪一个_____________；(填字母代号)
A ．可使位移传感器测出的小车的加速度更准确
B ．可以保证小车最终能够做直线运动
C ．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力
(2)由图乙可知，1a M
-图线不过原点O ，原因是_____________________________； (3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_____________．
A ．30
B ．0.3
C ．20
D ．0.2
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）高空气象探测要用热气球，热气球下端开口与大气相通，加热球内气体的加热源在开口处。

某次气象探测时，气球外面大气温度为027C t =︒大气压强50 1.01310Pa p =⨯，大气密度和30 1.2kg/m ρ=。

用加热源对球内气体缓慢加热直至气球开始上浮，加热过程中气球体积恒为31m V =。

热气球的质量0.2kg m =，重力加速度g 取210m/s 。

求热气球开始上浮时内部气体的密度及温度。

14．（16分）水平折叠式串列加速器是用来产生高能离子的装置,如图是其主体原理侧视图．图中111aa bb cc 为一级真空加速管,中部1bb 处有很高的正电势ϕ，1aa 、1cc 两端口均有电极接地(电势为零)；1cc 、1dd 左边为方向垂直纸面向里的匀强磁场； 111dd ee ff 为二级真空加速管,其中1ee 处有很低的负电势ϕ-,1dd 、1ff 两端口均有电极接地(电势为零)．有一离子源持续不断地向1aa 端口释放质量为m 、电荷量为e 的负一价离子,离子初速度为零,均匀分布在1aa 端口圆面上．离子从静止开始加速到达1bb 处时可被设在该处的特殊装置将其电子剥离,成为正二价离子(电子被剥离过程中离子速度大小不变)；这些正二价离子从1cc 端口垂直磁场方向进入匀强磁场，全部返回1dd 端口继续加速到达1ee 处时可被设在该处的特殊装置对其添加电子，成为负一价离子(电子添加过程中离子速度大小不变)，接着继续加速获得更高能量的离子．已知1aa 端口、1cc 端口、1dd 端口、1ff 端口直径均为L ,1c 与1d 相距为2L ,不考虑离子运动过程中受到的重力,不考虑离子在剥离电子和添加电子过程中质量的变化,370.6sin ︒=，370.8cos ︒=，求：
(1)离子到达1ff 端口的速度大小v ；
(2)磁感应强度度大小B ；
(3)在保证(2)问中的B 不变的情况下,若1aa 端口有两种质量分别为216()5m m =、2214()15
m m =，电荷量均为e 的的负一价离子,离子从静止开始加速,求从1ff 端口射出时含有m 1、m 2混合离子束的截面积为多少．
15．（12分）如图所示，真空中有一个半径r =0.5m 的圆形磁场区域，与坐标原点O 相切，磁场的磁感应强度大小B =2×
10－4T ，方向垂直于纸面向外，在x =1m 处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M 、N ，板间距离为d =0.5 m ，板长L =1m ，平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心O 1。

若在O 点处有一粒子源，能向磁场中不同方向源源不断的均匀发射出速率相同的比荷为q m
=1×108C/kg ，且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y 轴正方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线O 2O 3方向射入平行板间。

不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求： （1）沿y 轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v 和粒子在磁场中的运动时间t 0；
（2）从M 、N 板左端射入平行板间的粒子数与从O 点射入磁场的粒子数之比；
（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在两板间加上如图示电压（周期T 0），N 板比M 板电势高时电压值为正，在x 轴上沿x 轴方向安装有一足够长的荧光屏（图中未画出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度l 。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、C
【解题分析】
棒保持静止状态，合力为零；对棒受力分析，受重力、绳子竖直向上的拉力，地面的支持力，由于绳子竖直向上的拉力，有合力为零，故地面对棒没有静摩擦力，因此棒共受到3个力作用，故C正确，ABD错误；故选C．
【题目点拨】
受力分析时为防止漏力、多力，可以按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析，同时要结合平衡态分析，注意绳子的拉力方向是解题的关键．
2、C
【解题分析】
根据动能定理，第一段加速过程
F•x1=E k
第二段加速过程
F•x2=2E k-E k
联立可得
x1=x2
物体做初速度为零的加速运动，故通过连续相等位移的时间变短，即通过位移x2的时间t2小于通过位移x1的时间t1；根据冲量的定义，有
I1=F•t1
I2=F•t2
故
I1＞I2
故C正确，ABD错误。

故选C。

3、D
【解题分析】
根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；
若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出可知，本题也考查带电粒子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。

【题目详解】
A、B项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为，
由公式可得：，
联立两式解得：；
粒子在电场中偏转有：
联立解得：
所以，故A 、B 错误；
C 、
D 项：粒子在磁场中运动的时间为：
粒子在电场中运动的时间为：
所以，故C 错误，D 正确。

故选：D 。

4、B
【解题分析】 第一段的平均速度11120m /s 60m /s 2
x v t ===；第二段的平均速度22120m /s 120m /s 1x v t ===，中间时刻的速度等于平均速度，则
()22211212060m /s 40m /s 1 1.5
2v v a t t --===+，故选B. 5、B
【解题分析】 导线框从左进入磁场，磁通量向里增加，根据楞次定律可知，感应磁场向外，根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针，即负方向；设导线框沿x 轴方向运动的速度为v ，经时间t 运动的位移为x vt =，根据几何关系可知，导线框的有效长度为232tan 303
v l x ==，感应电流223E Blv Bv I R R ===，即电流I 与t 成正比，故选B. 6、D
【解题分析】
A ．由等量异种电荷的电场分布可知，A 点电势高于C 点，C 点电势等于
B 点电势，可知点A 的电势高于B 点电势，选项A 错误；
B ．由对称性可知，点A 与
C 的场强大小相同，但是方向不同，选项B 错误；
C ．将一负电荷沿直线AC 从A 移至C ，电场力做负功，选项C 错误；
D ．将一正电荷沿直线AB 从A 移至B ，电场力做正功，则电荷电势能一直减小，选项D 正确；
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BC
【解题分析】
小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与绳子拉力夹角的对顶角范围内（不含水平方向），如图所示；
所以杆对小球的作用力方向可能是F 2和F 3，故BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

8、ACD
【解题分析】
A ．两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播，故两列波的波速相同；根据质点P 开始振动的时间可得
0.40m/s 0.20m/s 2
x v t ∆===∆ 故A 正确；
B ．由振动方程可得，两列波的周期T 相同，由公式
T =2π
=ω1s
故两列波的波长均为
λ=vT =0.2m
故B 错误；
CD ．根据两波源到P 点的距离差
50cm 40cm 10cm 2
x λ∆-＝＝＝ 可知，B 波比A 波传到P 点的时间晚2
T ，根据振动方程可得，A 波起振方向与B 波起振方向相同，故两波在P 点的振动反向，那么，P 点为振动减弱点，故两列波在P 点相遇时振动总是减弱的，P 点合振动的振幅为
0.5m －0.1m=0.4m
故CD 正确；
E ．介质中的各质点不随波逐流，只能在各自平衡位置附近振动，故E 错误。

故选ACD 。

【解题分析】
试题分析：大气中PM1．5的运动是固体颗粒的无规则运动，选项A 错误；晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项B 正确；扩散运动和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，温度越高越明显，选项C 正确；热量能够从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项D 错误；故选BC.
考点：晶体和非晶体；布朗运动和扩散现象；热力学第二定律.
10、ACD
【解题分析】
A ．根据左手定则，安培力的方向沿+y 轴方向
ab U I r ＝ 03dc U I r ＝
根据F=BIl ，线框所受的安培力的合力为：
00
()3ab dc U U F F F Bl r r =+=+ 线框的加速度大小为：
43F BlU a m mr =＝ 故A 正确；
B ．若磁场方向沿x 轴正方向，ad 边受到的安培力竖直向下，cd 边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止，故B 错误；
C ．若磁场方向沿y 轴正方向，发现线框以cd 边为轴转动，则，根据动能定理可得
01 02
BlU l mg l r ⋅-⋅＞ 解得：
02mgr U Bl
＞ 故C 正确；
D ．在转动过程中，由于ab 边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有：
20022k BlU l Bl U mgl E l mg r r ⋅-⋅=-＝
故D 正确；
故选ACD 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、 110 1.10 1.3 20
【解题分析】
(1)[1]．电路图如图；
(2)[2][3]．电阻箱读数为R =1×100+1×10=110Ω；电压表读数为U =1.10V ；
(3)[4][5]．由闭合电路欧姆定律有
111
U E U r R =+ 222U E U r R =+
两式联立代入数据解得
E =1.3V
r =20Ω
12、（1）C （2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大； （3）D
【解题分析】
（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选C.
（2）由F +F 1=Ma 解得11F a F M M =⋅+ 由图乙可知，1a M
-图线不过原点O ，在a 轴上有正截距，可知存在与F 相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；
（3）根据1a F M =⋅可知1a M
-图线斜率等于F ，则最接近的数值是F =mg =0.02×10N=0.2N.故选D.
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、3
1.0kg/m ρ=， 360K T =
【解题分析】
设开始上浮时球内气体密度为ρ，竖直方向受力平衡有 0gV mg Vg ρρ=+
解得
31.0kg/m ρ=①
热气球底部开口，则加热过程中球内原有气体外溢，取全部气体为研究对象，压强不变。

初态：温度
()027273K 300K T =+=
体积0V ；开始上浮时状态：温度T ，体积V '由盖—吕萨克定律得
00V V T T
'=② 球内原有全部气体质量不变，有
00V V ρρ='③
解①②③式得
360K 87C T ==
14、
(1)v =
(2)B = (3)20.083S L = 【解题分析】
（1）对离子加速全过程由动能定理得到：2162
e mv ϕ=
解得：v = （2
）进入磁场中1v =，32r L = 2212v ev B m r =，
解得：B =
（3）2165m m ⎛⎫= ⎪⎝⎭，2
21415m m ⎛⎫= ⎪⎝⎭
， 131.2 1.82r L L =⨯=，1143 1.4152r L L =⨯= 2274120.40.60.08336042L S L L L π⎛⎫=⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭
15、（1）1×104 m/s ，7.85×10－5 s ；（2）
13
；（3）（256m ，0），亮线长为43m 。

【解题分析】
（1）由题意可知，沿y 轴正向射入的粒子运动轨迹如图示
则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径必定为
R =r =0.5m
根据洛伦兹力提供向心力有
Bqv =2
v m R
代入数据解得粒子进入电场时的速度为
v =1×104m/s
在磁场中运动的时间为
t 0=14
T =2m Bq π=7.85×10－5 s （2）如图示沿某一方向入射的粒子的运动圆轨迹和磁场圆的交点O 、P 以及两圆的圆心O 1、O 4组成菱形，故PO 4和y 轴平行，所以v 和x 轴平行向右，即所有粒子平行向右出射。

故恰能从M 端射入平行板间的粒子的运动轨迹如图所示
因为M 板的延长线过O 1O 的中点，故由图示几何关系可知160OO C ∠=，则入射速度与y 轴间的夹角为30 同理可得恰能从N 端射入平行板间的粒子其速度与y 轴间的夹角也为30，如图所示
由图示可知，在y 轴正向夹角左右都为30的范围内的粒子都能射入平行板间，故从M 、N 板左端射入平行板间的粒子数与从O 点射入磁场的粒子数之比为 6011803
= （3）根据U -t 图可知，粒子进入板间后沿y 轴方向的加速度大小为
827291110m /s 4.510m /s 400.5
qU a md ==⨯⨯⨯=⨯ 所有粒子在平行板间运动的时间为 44s 1s 110110L t v -=
==⨯⨯ 即粒子在平行板间运行的时间等于电场变化的周期T 0，则当粒子由t =nT 0时刻进入平行板间时，向下侧移最大，则有
y 1=2a 2023T ⎛⎫ ⎪⎝⎭＋a 00233T T ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭－2
023a T ⎛⎫ ⎪⎝⎭=0.175m 当粒子由t =nT 0＋
023T 时刻进入平行板间时，向上侧移最大，则 y 2=2023a T ⎛⎫ ⎪⎝⎭
=0.025m 因为y 1、y 2都小于2
d =0.25m ，故所有射入平行板间的粒子都能从平行板间射出，根据动量定理可得所有出射粒子的在y 轴负方向的速度为
002033
y qU T qU T mv d d ⨯-⨯=- 解得
v y =1.5×103 m/s
设速度v y 方向与v 的夹角为θ，则
tan θ=0320
y v v = 如图所示
从平行板间出射的粒子处于图示范围之内，则 21l x x =∆-∆
tan θ=11
r y x -∆ tan θ=22
r y x +∆ 代入数据解得
113m 6x ∆=，4m 3
l = 亮线左端点距离坐标原点的距离为 x 左= 13252m m 66
⎛
⎫+= ⎪⎝⎭ 即亮线左端点的位置坐标为（
256m ，0），亮线长为43m。