2022-2023学年广东省东莞市东莞中学高三下学期第一次教学诊断物理试题

2022-2023学年广东省东莞市东莞中学高三下学期第一次教学诊断物理试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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，质量不计的细直硬棒长为2L，其一端O点用铰链与固定转轴连接，在细棒的中点固定质量为2m的小球甲，在细棒的另一端固定质量为m小球乙。

将棒置于水平位置由静止开始释放，棒与球组成的系统将在竖直平面内做无阻力的转动。

则该系统在由水平位置转到竖直位置的过程中（）
A．系统的机械能不守恒
B．系统中细棒对乙球做正功
C．甲、乙两球所受的向心力不相等
D．乙球转到竖直位置时的速度比甲球小
2、我国高铁舒适、平稳、快捷。

设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300km/h和350km/h 的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为（）
A．6∶7 B．7∶6 C．36∶49 D．49∶36
3、某一小车从静止开始在水平方向上做直线运动，其运动过程中的加速度随时间变化关系如图所示，则关于小车的运动下列说法中正确的是（）
A．小车做先加速后减速，再加速再减速的单向直线运动
B．小车做往复直线运动，速度反向时刻为1s、3s末
C．小车做往复直线运动，且可以运动到出发点的另一侧
D．小车运动过程中的最大速度为2.5m/s
4、如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是（）
A ．OA 绳中的拉力先减小后增大
B ．OB 绳中的拉力不变
C ．人对地面的压力逐渐减小
D ．地面给人的摩擦力逐渐增大
5、根据爱因斯坦的“光子说”可知（ ）
A ．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”
B ．只有光子数很多时，光才具有粒子性
C ．一束单色光的能量可以连续变化
D ．光的波长越长，光子的能量越小
6、如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d ，电容为C ，上板B 接地。

现有大量质量均为m 、带电量均为q 的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A 的正中央P 点。

如果能落到A 板的油滴仅有N 滴，且第1N +滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A 板的油滴的电量能被板全部吸收，而使A 板带电，同时B 板因感应而带上等量异号电荷，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )
A ．落到A 板的油滴数2
3C m 4d g N q = B ．落到A 板的油滴数22Cdmg N q =
C ．第1N +滴油滴通过电场的整个过程所增加的电势能等于
8
mgd D ．第1N +滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于54mgd 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、一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t =0时刻刚好传到E 点，且A 点在波峰，B 、C 、D 也是波上质点，波形如图(a)
所示；质点C 的振动图像如图（b ）所示。

在x 轴正方向E 有一能接收简谐横波信号的接收器（图中未画出）以5 m/s 的速度向x 轴正方向运动。

下列说法正确的是 。

A ．波速是10m/s
B ．t =0.05 s 时刻，B 点在波谷
C ．C 、
D 两点振动的相位差是π
D ．简谐横波波源起振方向沿y 轴负方向
E.接收器接收到的波的频率比波源振动频率小
8、如图所示，光滑轻质细杆AB 、BC 处在同一竖直平面内，A 、C 处用铰链铰于水平地面上，B 处用铰链连接，AB 杆竖直，BC 杆与水平面夹角为37°。

一个质量为3.2kg 的小球（可视为质点）穿在BC 杆上，现对小球施加一个水平向左的恒力F 使其静止在BC 杆中点处（不计一切摩擦，取g=10m/s 2）。

则
A ．F 的大小为40N
B ．小球对B
C 杆的作用力大小为40N C ．AB 杆对BC 杆的作用力大小为25N
D ．地面对BC 杆的作用力大小为25N
9、如图，光滑平行导轨MN 和PQ 固定在同一水平面内，两导轨间距为L ，MP 间接有阻值为2
R 的定值电阻。

两导轨间有一边长为2
L 的正方形区域abcd ，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ，ad 平行MN 。

一粗细均匀、质量为m 的金属杆与导轨接触良好并静止于ab 处，金属杆接入两导轨间的电阻为R 。

现用一恒力F 平行MN 向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（ ）
A ．金属杆匀速运动时的速率为223FR
B L B ．出磁场时，dc 间金属杆两端的电势差2dc FR U BL =
C ．从b 到c 的过程中，金属杆产生的电热为23FL
D ．从b 到c 的过程中，通过定值电阻的电荷量为2
6BL R
10、如图所示为等离子体发电机的示意图。

N 、S 为两个磁极，所夹空间可看作匀强磁场。

一束含有正、负离子的等离子体垂直于磁场方向喷入磁场中，另有两块相距为d 的平行金属板P 、Q 。

每块金属板的宽度为a 、长度为b 。

P 、Q 板外接电阻R 。

若磁场的磁感应强度为B ，等离子体的速度为v ，系统稳定时等离子体导电的电阻率为ρ。

则下列说法正确的是（ ）
A ．Q 板为发电机的正极
B ．Q 板为发电机的负极
C ．电路中电流为Bdvab Rab d ρ+
D ．电路中电流为2Bvad Rab d
ρ+ 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）有一电压表V ，量程为3V ，要求测量其内阻R V 。

可选用的器材有：
滑动变阻器甲，最大阻值10Ω；
滑动变阻器乙，最大阻值10k Ω；
电阻箱2R ，最大阻值9999.9Ω；
电源1E ，电动势约为4V ，内阻不计；
电源2E ，电动势约为10V ，内阻不计；
电压表V 0，量程6V ；
开关两个，导线若干；
(1)小兰采用如图甲所示的测量电路图，在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接________；
(2)连接好实验电路后，小兰进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤：
①断开开关2S 和1S ，将1R 的滑片移到最左端的位置；
②闭合开关2S 和1S ，调节1R ，使V 满偏；
③断开开关2S ，保持________不变，调节2R ，使V 示数为2.00V ，读取并记录此时电阻箱的阻值为0R ，为使得测量结果尽量准确，滑动变阻器1R 应选择________（填“甲”或“乙”），电源应选择________（填“1E ”或“2E ”），小兰测出的电压表内阻R =测________，它与电压表内阻的真实值R V 相比，R 测________R V （选填“＞”、“=”或“＜”）；
(3)小兵同学采用了如图乙所示的测量电路图，实验步骤如下：
①断开开关2S 和1S ，将1R 的滑片移到最左端的位置；
②闭合开关2S 和1S ，调节1R ，使V 满偏，记下此时V 0的读数；’
③断开开关2S ，调节1R 和2R ，使V 示数达到半偏，且V 0的读数不变；
读取并记录此时电阻箱的阻值为0R '，理论上分析，小兵测出的电压表V 内阻的测量值R '测
与真实值相比，R '测________R V （选填“＞”“=”或“＜”）。

12．（12分）在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置
了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。

实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s ，挡光片经过光电门的速度为v ，钩码的质量为m ，（重力加速度为g ，摩擦可忽略）
（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；
（2）该同学作出了v 2—m 的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__ （选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。

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）如图所示，竖直固定的绝热气缸，上下由横截面不同的圆筒制成，气缸内壁光滑，导热薄活塞a 、b 用长为40cm L =的细杆连接，活塞内封闭一定质量理想气体，活塞移动过程中不漏气，a 、b 面积b a 3S S =。

初始时理想气体温度1500K T =，活塞a 距气缸连接处120cm L =，处于静止状态，已知活塞b 下部气体与大气相通，大气压
强保持为50 1.010Pa p =⨯不变，已知圆柱气缸足够长，活塞和杆重力可忽略，求：
(1)初始时气体压强大小；
(2)气体温度缓慢降至2200K T =时，气体压强大小。

14．（16分）如图所示，闭合矩形线框abcd 可绕其水平边ad 转动，ab 边长为x ，bc 边长为L 、质量为m ，其他各边的质量不计，线框的电阻为R 。

整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中。

现给bc 边施加一个方向与bc 边、磁场的方向均垂直的初速度v ，经时间t ，bc 边上升到最高处，ab 边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g 。

求t 时间内：
（1）线框中感应电动势的最大值；
（2）流过线框导体截面的电量；
（3）线框中感应电流的有效值。

15．（12分）如图甲所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图中的“●”表示人的重心。

图乙是由力传感器画出的F－t图线。

图乙中1～4各点对应着图甲中1～4四个状态和时刻。

取重力加速度g=10m/s2。

请根据这两个图所给出的信息，求：
（1）此人的质量。

（2）此人1s内的最大加速度，并以向上为正，画出此人在1s内的大致a－t图像。

（3）在F－t图像上找出此人在下蹲阶段什么时刻达到最大速度？简单说明必要理由。

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
【解析】
A ．以系统为研究对象，由于只有重力做功，只发生重力势能和动能相互转化，故系统的机械能守恒，A 错误；
B ．在转动过程中，甲、乙两球的角速度相同，设转到竖直位置时，甲球的速度为v 1，乙球的速度为v 2，由 v r ω=
同轴转动ω相等，可得
212v v =
由系统的机械能守恒知系统减少的重力势能等于增加的动能，可得
22121122222
mgL mg L mv mv +⋅+=
⋅ 解得
1v =2v =设细棒对乙球做的功为W ，根据动能定理得
22122
W mg L mv +⋅=
解得 23
W mgL = 可见，系统中细棒对乙球做正功，B 正确；
C ．甲、乙两球所受的向心力分别为
2112v F m L
= F 2＝m 222v L ＝m ()2
122v L ＝2m 21v L 则
12F F =
C 错误；
D ．由上分析知，乙球转到竖直位置时的速度比甲球大，D 错误。

故选B 。

2、C
【解析】
列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则
f kv
=
则克服阻力的功率为
2
p fv kv
==
所以高铁分别以300km/h和350km/h 的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为
2 11
2 2236 49
p kv
p kv
==
故ABD错误，错C正确。

故选C。

3、D
【解析】
ABC．由加速度时间图线可判断，0~1s内，小车沿正向做加速度增大的加速运动，1s~2s内小车沿正向做加速度减小的减速运动，由对称性知2s末小车速度恰好减到零，2s~3s内小车沿负向做加速度增大的加速度运动，3s~4s内小车沿负向做加速度减小的减速运动，4s末小车速度恰好减到零。

由于速度的变化也是对称的，所以正向位移和负向位移相等，即4s末小车回到初始位置，故ABC错误；
D．小车在1s末或3s末速度达到最大，图线与时间轴所围面积表示速度的变化，所以最大速度为
max 1
15m/s 2.5m/s 2
v=⨯⨯=
故D正确。

故选D。

4、D
【解析】
解：将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，
则OA与竖直方向夹角变大，
OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；
OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；
人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；
故选D ．
【点评】本题考查了动态平衡问题，用图解法比较直观，还可以用函数法．
5、D
【解析】
A ．“光子说”提出光子即有波长又有动量，是波动说和粒子说的统一，不同于牛顿的“微粒说”，A 错误；
B ．当光子数很少时，显示粒子性；大量光子显示波动性，B 错误；
C ．爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E h ν=，故光的能量是不连续的，C 错误；
D ．光的波长越大，根据c νλ=
，频率越小，故能量E h ν=越小，D 正确．
故选D.
6、A
【解析】
AB ．对于第一滴油，则有： 012
L v t = 21122
d gt = 联立解得：
2
20
4gL d v = 最多能有N 个落到下极板上，则第1N +个粒子的加速度为a ，由牛顿运动定律得：
mg qE ma -=
其中：
U Q Nq E d Cd Cd
=== 可得：
2
Nq a g Cmd
=- 第1N +粒子做匀变速曲线运动，有：
02L v t =
2212
y at = 第1N +粒子不落到极板上，则有关系： 2d y 联立以上公式得：
2
34gCmd N q ≥ 故选项A 符合题意，B 不符合题意；
C ．第1N +滴油滴通过电场的整个过程所增加的电势能为：
328
P d mgd E qE ∆== 故选项C 不符合题意；
D ．第1N +粒子运动过程中电场力做的负功等于粒子减少的机械能： W 电328
d mgd qE =-=- 故选项D 不符合题意。

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、ACE
【解析】
A ．由（a ）图可知，波长为4m λ=。

由（b ）图可知，周期0.4T s =。

所以波速：
10m/s λv T
== 故A 正确。

B ．靠近平衡时振动速度更大，所以B 点从图示位置振动到波谷应该用大于18
T 的时间。

故B 错误。

C ．C 、
D 两点传播相差半个波长，所以振动的相位差π，故C 正确。

D ．因为简谐横波沿x 轴正方向传播，所以由质点带动法可以判断波源起振方向沿y 轴正方向。

故D 错误。

E ．接收器和波源之间的距离增大，产生多普勒效应，所以接收器接收到的波的频率比波源振动频率小。

故E 正确。

8、BCD
【解析】
AB ．对小球受力分析，受重力、推力和支持力，如图所示
根据平衡条件，得到：
337 3.21024N 4
F mgtan =︒=⨯⨯＝ 3.21040N 370.8
mg N cos ⨯=︒＝＝ 故A 错误，B 正确；
C ．对杆BC 和球整体分析，以C 点为支点，设AB 对杆的作用力为F′，AB 杆没有绕A 点转动，说明AB 对BC 的作用力的方向沿AB 的方向。

根据力矩平衡条件，有：
F •0.6h =F′•1.6h -mg •0.8h
解得：
F ′=25N
故C 正确；
D ．对杆BC 和球整体分析，整体在竖直方向受到小球的重力和杆的重力、AB 杆的作用力以及地面的作用力，设该力与水平方向之间的夹角为θ，则：
竖直方向：
Mg +mg -F ′-F C sinθ=0
水平方向：
F C cosθ=F
联立得：
F C =25N
故D 正确。

故选BCD 。

9、BD
【解析】
A ．设流过金属杆中的电流为I ，由平衡条件得
2
L F F BI ==⋅安
解得
2F I BL
= 根据欧姆定律有 232L B v BLv I R R R ==+ 所以金属杆匀速运动的速度为
226FR v B L = 故A 错误；
B ．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为 2L E Bv = 所以金属杆在出磁场时，dc 间金属杆两端的电势差为
222226222
233232L FR L FR U E E Bv B B L R R R L R B ===⋅⋅=++=⋅ 故B 正确； C ．设整个过程电路中产生的总电热为Q ，根据能量守恒定律得
2122=-L Q F mv 代入v 可得
22
441182mF R Q FL B L =- 所以金属杆上产生的热量为
22
44
211233mF R Q Q FL B L '==- 故C 错误；
D ．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为
22()262
L B BL q It R R R
R ∆Φ====+总 故D 正确。

故选BD 。

10、AC
【解析】
AB ．等离子体进入板间受洛伦兹力而发生偏转，由左手定则知：正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力方向向上。

则Q 板为电源的正极。

故A 正确，B 错误；
CD ．离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时有
qvB qE =
又有 U E d = 则流过R 的电流为 U I R r =
+ 内电阻为
d r S
ρ
= 其中 S ab =
解得
Bdvab I Rab d
ρ=+ 故C 正确，D 错误。

故选AC 。

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、 R 甲 E 1 02R ＞ =
【解析】
(1)[1]．实物连线如图
(2)③[2][3][4][5][6]．断开开关2S ，保持R 不变，调节R 2，使V 示数为2.00V ，读取并记录此时电阻箱的阻值为R 0，为使得测量结果尽量准确，滑动变阻器R 1应选择阻值较小的甲；电源应选择E 1；当电压表读数为2V 时，电阻箱两端电压为1V ，则由串联电路的特点可知，测出的电压表内阻02R R =测；因断开开关2S 后，电阻箱与电压表串联，则电阻值变大，此时电阻箱与电压表两端电压之和要大于3V ，而电压表读数为2V 时电阻箱两端电压大于1V ，则实际上电压表内阻小于2R 0，则电压表内阻的真实值R V 相比，R 测＞R V ；
(3)[7]．此测量方法中，S 2闭合时电压表两端电压等于S 2断开时电压表和R 2两端的电压之和，则当S 2断开时电压表半
偏时，电压表的内阻等于电阻箱R 2的阻值，此方法测量无误差产生，即=V R R '测。

12、钩码质量远小于滑块质量 无 滑块质量
【解析】
（1）[]1设钩码质量为m ，滑块质量为M ，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度
a =mg M m
+ 隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力
F T =Ma =1Mmg mg m M m M =++
要保证绳子的拉力F T 等于钩码的重力mg ，则钩码的质量m 要远小于滑块的质量M ，这时有F T mg ≈；
（2）[]2滑块的加速度a =2
2v s
，当s 不变时，可知加速度与v 2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v 2﹣m 的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s 不变，v 2—m 的关系图象是一条过原点的直线，所以每次小车的释放点无改变；
[]3因为a 与F 成正比，则有：22v mg s M
=，则22gs v m M =，结合图线的斜率可以求出滑块的质量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、 (1)51.010Pa ⨯ (2) 48.010Pa ⨯
【解析】
(1)对a 、b 活塞整体进行受力分析，有
1001a b a b p S p S p S p S +=+
解得
51 1.010Pa p =⨯
(2)温度缓慢降低，初始时压强不变，体积减小，因此活塞a 、b 均向上移动，当活塞b 到达连接处时，根据盖•吕萨克定律 1a 2b a 13
L S L S LS T T += 根据计算可得：
32250K 200K T T =>=
此后气体体积不变，根据查理定律
0232
p p T T = 可得
428.010Pa p =⨯
14、（1）BLv ；（2）sin Blx R θ；（322(1cos )2m v gx Rt
θ⎡⎤--⎣⎦ 【解析】
（1）开始时速度最大且与磁感应强度方向垂直，感应电动势最大，则有
max E BLv =
（2）根据电荷量的计算公式可得
q It =
根据闭合电路欧姆定律可得 E I R = 根据法拉第电磁感应定律可得
sin BLx E t t
θ∆Φ==∆ 解得
sin BLx q R
θ= （3）根据能量守恒定律可得
21(1cos )2
mv mgx Q θ=-+ 根据焦耳定律
2Q I Rt =有
解得
()221cos 2m v gx I Rt θ⎡⎤--⎣⎦=有
15、（1）60kg （2）（3）0.43s －0.47s
【解析】
(1)此人状态1处于静止状态，对应图乙中1点
F 1=600N ，
可知此人质量为：
m =60kg ；
(2)由图可知：图乙中2点F 2=1800N 最大，
由：
F mg ma -=，
有： 2max 180********
F mg a m --===m/s 2， 1s 内的a -t 图像如图
(3)下蹲阶段先加速后减速，支持力与重力平衡时速度最大，由a -t 图像可读出速度最大时刻约为0.45（0.43-0.47之间都算对）。