安徽省宣城市八校2024学年高三物理试题第二次诊断性测验试题

安徽省宣城市八校2024学年高三物理试题第二次诊断性测验试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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，小球B 静止在光滑水平台右端，小球A 以一定的初速度v 0与小球B 发生弹性正撞，碰撞后两小球由台阶水平抛出，B 球第一次落在了水平地面上的P 点，A 球第一次落到地面上弹起来后第二次也落到了P 点。

若两球与地面碰撞时没有能量损失，碰撞前后速度方向满足光的反射定律，则A 、B 两球的质量之比m 1：m 2为（ ）
A ．2∶1
B ．3∶1
C ．3∶2
D ．5∶3
2、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。

原线圈A 、B 端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是
A ．电流表的示数为4.0A
B ．电压表的示数为155.6V
C ．副线圈中交流电的频率为50Hz
D ．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
3、如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。

在充电开始后的一段时间t 内，充电宝的输出电压U 、输出电流I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r ，则时间t 内（ ）
A ．充电宝输出的电功率为2UI I r
B ．充电宝产生的热功率为2I r
C ．手机电池产生的焦耳热为2U t r
D ．手机电池储存的化学能为2UIt I rt -
4、两个相距较远的分子仅在彼此间分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。

在此过程中，下述正确的是 A ．分子力先增大后减小
B ．分子力先做正功，后做负功
C ．分子势能一直增大
D ．分子势能先增大后减小
5、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。

圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC h =，此为过程Ⅰ；若圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，则恰好能回到A 处，此为过程Ⅱ．已知弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为g ，则圆环（ ）
A ．过程Ⅰ中，加速度一直减小
B ．Ⅱ过程中，克服摩擦力做的功为
212mv C ．在C 处，弹簧的弹性势能为214
mv mgh - D ．过程Ⅰ、过程Ⅱ中克服摩擦力做功相同
6、吊兰是常养的植物盆栽之一，如图所示是悬挂的吊兰盆栽，四条等长的轻绳与竖直方向夹角均为30°，花盆总质量为2kg ，取g =10m/s 2，则每根轻绳的弹力大小为（ ）
A ．5N
B 103N
C ．10N
D ．20N
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、对于实际的气体，下列说法正确的是______。

A ．气体的内能包括气体分子的重力势能
B ．气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C ．气体的内能包括气体整体运动的动能
D ．气体体积变化时，其内能可能不变
E. 气体的内能包括气体分子热运动的动能
8、下列有关高中物理实验的描述中，正确的是： 。

A ．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B ．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C ．在“研究平抛运动”的实验中，坐标纸上必须标出小球刚开始做平抛运动的初始点
D ．在“验证机械能守恒定律"的实验中，必须要用天平测出悬挂钩码的质量
9、下列说法中正确的是__________.
A ．物理性质各向同性的固体一定是非晶体
B ．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力
C ．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动
D ．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
10、一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程，已知物体在这三个运动过程中的位移均为s ，所用时间分别为2t 、t 和32
t ，则( ) A ．物体做匀加速运动时加速度大小为
2
s t B ．物体做匀减速运动时加速度大小为249s t C ．物体在这三个运动过程中的平均速度大小为
3s t D ．物体做匀减速运动的末速度大小为3s t
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）用如图所示装置探究钩码和小车（含砝码）组成的系统的“功能关系”实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面。

(1)平衡摩擦力时，________（填“要”或“不要”）挂上钩码；
(2)如图乙是某次实验中打出纸带的一部分，O 、A 、B 、C 为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz 通过测量，可知打点计时器打B 点时小车的速度大小为________m/s （结果保留两位有效数字）；
(3)某同学经过认真、规范的操作，得到一条点迹清晰的纸带，他把小车开始运动时打下的点记为O ，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O 的距离s ，及打下各计数点时小车的瞬时速度v 。

如图丙是根据这些实验数据绘出的2-v s 图象，已知此次实验中钩码的总质量为0.15kg ，小车中砝码的总质量为0.50kg ，取重力加速度210m/s g =，根据功能关系由图象可知小车的质量为________kg （结果保留两位有效数字）；
(4)研究实验数据发现，钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量，其原因可能是________。

A ．钩码的重力大于细线的拉力
B ．未完全平衡摩擦力
C ．在接通电源的同时释放了小车
D ．交流电源的实际频率大于50Hz
12．（12分）让小车拖着穿过电磁打点计时器的纸带沿倾斜的长木板滑下，在打出的纸带上依次选取1、2、3、1、5、6六个计数点（每相邻两个计数点间还有三个点未画出）。

用刻度尺测出各计数点间的距离，发现连续相等时间间隔内的距离之差为定值，其中计数点2、3之间的距离23 6.00cm x =，计数点4、5之间的距离4510.00cm x =。

已知打点计时器电源的频率为50Hz 。

通过计算回答下列问题（结果均保留2位小数）
(1)计数点1、6之间的总长度为________cm ；
(2)此过程中小车的加速度大小为________2m/s ；
(3)若从计数点1开始计时，则0.28s 时刻纸带的速率为________m 。

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）如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端封闭的竖直管相连，气缸和竖直管均导热，
气缸与竖直管的横截面积之比为3：1，初始时，该装置底部盛有水银；左右两边均封闭有一定质量的理想气体，左边气柱高24cm ，右边气柱高22cm ；两边液面的高度差为4cm ．竖直管内气体压强为76cmHg ，现使活塞缓慢向下移动，使气缸和竖直管内的水银面高度相差8cm ，活塞与气缸间摩擦不计．求
①此时竖直管内气体的压强；
②活塞向下移动的距离．
14．（16分）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D 1和D 2，磁感应强度为B ，金属盒的半径为R ，两盒之间有一狭缝，其间距为d ，且R ≫d ，两盒间电压为U 。

A 处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D 1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。

通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。

已知带电粒子的质量为m 、电荷量为+q 。

(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。

①求粒子可获得的最大动能E k m ；
②若粒子第1次进入D 1盒在其中的轨道半径为r 1，粒子第2次进入D 1盒在其中的轨道半径为r 2，求r 1与r 2之比； ③求粒子在电场中加速的总时间t 1与粒子在D 形盒中回旋的总时间t 2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t 1与t 2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；
(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV 后，就很难再加速了。

这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。

结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

15．（12分）已知外界大气压恒为50 1.010Pa p =⨯，重力加速度210m/s g =，现有水平放置的导热良好的气缸用横
截面积为220cm S =的活塞封闭一定质量的理想气体，外界温度为27℃，活塞与气缸底部间距离20cm L =，如图甲所示。

求：
(1)现将气缸缓慢转动到开口向下如图乙所示温度降为20℃，若活塞到底部的距离为40cm h =，试计算活塞的质量m 多大？
(2)若温度保持为原来的27℃时，使气缸倾斜至与水平面成53θ=︒()sin530.8︒=，此时气缸中活塞到底部的长度h '多长？（忽略活塞与气缸的摩擦，计算结果取三位有效数字）
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、B
【解题分析】
由题意知两球水平抛出至第一次落到地面时，B 球运动的距离是A 球的3倍，故它们平抛的初速度
213v v =
两球发生弹性碰撞，故
101122m v m v m v =+
222101122111222
m v m v m v =+ 解得
120122m v v m m =
+ 121012
m m v v m m -=+
解得
12:3:1m m =
故选B 。

2、C
【解题分析】
AB ．理想变压器的原线圈接入正弦交流电，由u -t
图像读其最大值为1max U =，可知有效值为
1220V U == 根据理想变压器的电压比等于匝数比，可得副线圈两端的电压：
2211220V 110V 2
n U U n === 由欧姆定律可知流过电阻的电流：
222A U I R
== 所以，电流表的示数为2A ，B 电压表的示数为110V ，故AB 均错误；
C ．因交流电的周期为0.02s ，频率为50Hz ，变压器不改变交流电的频率，则副线圈的交流电的频率也为50Hz ，故C 正确；
D ．根据理想变压器可知，原副线圈每一匝的磁通量相同，变化也相同，则穿过原、副线圈磁通量的变化率相同，比值为1:1，故D 错误；
故选C 。

3、D
【解题分析】
A ．充电宝的输出电压U 、输出电流I ，所以充电宝输出的电功率为
P UI =
A 错误；
BC ．手机电池充电电流为I ，所以手机电池产生的热功率为
2r P I r =
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC 错误；
D ．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
2W UIt I rt =-
D 正确。

故选D 。

4、B
【解题分析】
A ．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，当分子间距大于平衡间距时，分子力表现为引力；当分子间距小于平衡间距时，分子力表现为斥力，分子引力先减小后增大，斥力增大，A 错误；
B ．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，B 正确；
C ．只有分子力做功，先做正功后做负功，根据动能定理，动能先增加后减小，C 错误；
D ．分子力先做正功后做负功；分子力做功等于分子势能的变化量；故分子势能先减小后增加，D 错误。

故选B 。

5、D
【解题分析】
A ．圆环从A 处由静止开始下滑，经过
B 处的速度最大，则经过B 处的加速度为零，到达
C 处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，所以加速度先减小，后增大，故A 错误；
BCD ．在过程Ⅰ、过程Ⅱ中，圆环经过同一位置所受的摩擦力大小相等，则知在两个过程中，克服摩擦力做功相同，设为f W ，研究过程Ⅰ，运用动能定理列式得
0f mgh W W --=弹
研究过程Ⅱ，运用动能定理列式得
2102
f mgh W W mv --+=-弹 联立解得克服摩擦力做的功为
214
f W mv = 弹簧弹力做功
214
W mgh mv =-弹 所以在C 处，弹簧的弹性势能为
214
P E W mgh mv ==-弹 故B 、C 错误，D 正确；
故选D 。

6、B
【解题分析】
根据对称性可知，每根绳的拉力大小相等，设每根绳的拉力大小为F。

在竖直方向由平衡条件得：
4F cos30°=G
解得：
F=
N。

3
A．5N，与结论不相符，选项A错误；
B N，与结论相符，选项B正确；
C．10N，与结论不相符，选项C错误；
D．20N，与结论不相符，选项D错误；
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、BDE
【解题分析】
ABCE．气体的内能包括，气体所有分子势能和分子动能之和；其中分子势能是由分子间的相对位置和相互作用决定的能量，与重力势能无关；分子动能是分子运动的动能，与气体的整体运动的动能无关，故BE正确，AC错误；D．由于是非理想气体，气体的体积发生变化，若温度相应变化时，气体的内能可能不变，故D正确；
8、AB
【解题分析】
A．根据纸带处理方法可知，在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度，故A正确；
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了减小误差，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故B正确；
C．在“研究平抛运动”的实验中，描绘平抛运动轨迹，不一定非得标出平抛的起始点，故C错误；
D．在验证机械能守恒定律实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故D错误。

故选AB。

9、BDE
【解题分析】
A.物理性质各向同性的固体可能是非晶体，也可能是多晶体，故A 错误．
B.液体表面层内分子较为稀疏，分子力表现为引力，故在完全失重的宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，故B 正确．
C,用显微镜观察布朗运动，观察到的是固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，而是液体分子无规则运动的反映，故C 错误．
D.当分子力表现为引力时，分子间距离的增大时，分子力做负功，分子势能增大．故D 正确．
E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据PV /T =C 知，气体的温度升高，内能增大，同时气体对外做功，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热．故E 正确．
故选BDE ．
【题目点拨】
解决本题的关键要理解并掌握热力学的知识，知道多晶体与非晶体的共同点：各向同性．要注意布朗运动既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．
10、BD
【解题分析】
A ．匀速运动的速度
s v t
=， 设匀加速运动的初速度为1v ，根据平均速度公式有：
122v v s t
+=， 联立上面两式得：
10v =，
对匀加速运动，根据位移公式有：
12212
()s a t =， 解得：
22s a t
=， A 错误；
BD ．设匀减速直线运动的末速度为2v ，对匀减速直线运动，根据平均速度公式有：
2 322
v v s t +=， 解得：
23s v t
=， 匀减速直线运动的加速度大小：
243392
s s v s t a t t t t ∆=∆-'==， BD 正确；
C ．三个过程中的平均速度大小
332322s
s v t t t t ==++，
C 错误。

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、不要 0.72 0.85 BD
【解题分析】
(1)[1]．小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力作用，为了在实验中能够把细线对小车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分力来平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不挂钩码，但要连接纸带。

(2)[2]．相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，计数点间的时间间隔为
T =0.02×5s=0.1s
根据匀变速直线运动的规律可知，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打B 点的速度为
220.10 5.7110m/s=0.72m/s 220.1
AC B x v T --==⨯⨯ (3)[3]．设钩码的质量为m ，小车的质量为M ，小车中砝码的质量为m'，对系统，由动能定理得
212
mgx M m m v =++'（） 整理得
22mgx v m m M
=+'+ v 2-x 图象的斜率
220.50m/s 0.25
mg k m m M ==+'+ 解得
M =0.85kg 。

(4)[4]．A ．钩码的重力大于细线的拉力，不影响钩码重力做系统做的功，故A 错误；
B ．长木板的右端垫起的高度过低，未完全平衡摩擦力时，则摩擦力做负功，系统总动能的增量小于钩码重力做的功，故B 正确；
C ．接通电源的同时释放了小车，只会使得纸带上一部分点不稳定，不影响做功与动能的增量，故C 错误；
D ．交流电源的实际频率大于50Hz ，如果代入速度公式的周期为0.02s ，比真实的周期大，则求出来的速度偏小，则动能偏小，故D 正确。

故选BD 。

12、40.00 3.13 1.25
【解题分析】
(1)[1]根据题意可知，计数点3、4之间的距离为8.0cm ，计数点1、2之间的距离为4.00cm ，计数点5、6之间的距离为12.00cm 。

所以计数点1、6之间的总长度为40.00cm ；
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔0.08s T =，根据2x aT ∆=，所以
22345=2x x aT -
得
22=3.125m/s 3.13m/s a ≈
(3)[3]因为
0.28s 3.5T =
故0.28s 时刻即计数点4、5之间的中间时刻，此时刻的瞬时速度等于计数点4、5之间的平均速度 ，45==1.25m/s x v T。

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、①288cmHg P = ②h 5cm =
【解题分析】试题分析：①先以右侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求压强；②再以左侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求气柱的长度，然后根据几何关系求解活塞向下移动的距离。

①若右侧竖直管的横截面积为S ,左侧气缸的横截面积则为3S
以右侧气体为研究对象： 10176cmHg,22P P V S ===
若左侧液面下降1h ，右侧液面升高2h
121224,33cm h h h S h S h +===，， ()222219V h S S =-=
根据玻意尔定律得： 1122PV PV =
解得： 288cmHg P =
②以左边气体为研究对象： ''11180cmHg 243P P g h V S ρ=+∆==⨯，
''22296cmHg,3P P g h V x S ρ=+∆==⨯'
根据玻意尔定律得： ''''1122P V P V =
解得： 20cm x =
活塞下降的高度1245cm h h x =+-=
【题目点拨】本题考查了求压强、水银面的高度变化情况、活塞升高的高度，分析清楚图示情景，知道气体发生等温变化，求出气体的状态参量，应用玻意耳定律即可解题。

14、（1）①222
2q B R m ；③2d R π， t 1可以忽略；（2）见解析 【解题分析】
（1）①粒子离开回旋加速器前，做的还是圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
2
m v qv B m R
= 212
km m E mv =
解得 2222km B R E q m
= ②设带电粒子在两盒间加速的次数为N ，在磁场中有
2
v qvB m r
= 在电场中有
212
NqU mv = 第一次进入D 1盒中N=1，第二次进入D 1盒中N=3，可得
12r r =③带电粒子在电场中的加速度为
qE qU a m md
== 所以带电粒子在电场中的加速总时间为 1m v BdR t a U =
= 设粒子在磁场中回旋的圈数为n ，由动能定理得
2122
m nqU mv = 带电粒子回旋一圈的时间为
2πm T qB
= 所以带电粒子在磁场中回旋的总时间为
2
2π2BR t nT U
== 122πt d t R
= 已知R d ＞＞可知12t t <<，所以1t 可以忽略。

（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期为
2πm T qB
= 对一定的带电粒子和一定的磁场来说，这个周期是不变的。

如果在两盒间加一个同样周期的交变电场，就可以保证粒子每次经过电场时都能被加速，当粒子的速度足够大时，由于相对论效应，粒子的质量随速度的增加而增大，质量的增加会导致粒子在磁场中的回旋周期变大，从而破坏了与电场变化周期的同步，导致无法继续加速。

15、 (1)10.2kg m =；(2)33.8cm h '=
【解题分析】
(1)初态气体的温度
0(27327)K=300K T =+
封闭的气体压强为0p ，乙状态温度
1(27320)K=293K T =+
压强为1P ，对活塞进行分析
01p S mg p S =+
对封闭的气体，由状态甲到状态乙，根据理想气体状态方程 001101
p V pV T T = 解得
10.2kg m =
(2)当气缸倾斜到与水平面夹角53︒时，设此时封闭气体的压强为 420sin 5.9210Pa mg p p S
θ=-=⨯ 由玻意耳定律得
0122p V p V =
即
02p SL p Sh '=
解得
33.8cm h '=。