广东省中山市实验中学2024-2025学年高三第一次诊断性考试物理试题试卷含解析

广东省中山市实验中学2024-2025学年高三第一次诊断性考试物理试题试卷
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，当驾驶员发现前方有险情时，立即进行急刹车，刹车后的速度v
随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时，刹车的距离x1为
A．12m B．12.8m C．14m D．14.8m
2、如图所示，一U型粗糙金属导轨固定在水平桌面上，导体棒MN垂直于导轨放置，整个装置处于某匀强磁场中。

轻轻敲击导体棒，使其获得平行于导轨向右的速度并做切割磁感线运动，运动过程中导体棒MN与导轨始终保持垂直且接触良好。

欲使导体棒能够在导轨上滑行距离较大，则磁感应强度的方向可能为（）
A．垂直导体棒向上偏左
B．垂直导体棒向下偏左
C．垂直金属导轨平面向上
D．垂直金属导轨平面向下
3、如图所示为氢原子的能级图，按照玻耳理论，下列说法正确的是（）
A ．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
B ．一个氢原子从n =4能级向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子
C ．处于基态的氢原子可以吸收14 eV 的光子而发生电离
D ．氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能减少，电势能增加
4、如图所示，图甲是旋转磁极式交流发电机简化图，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为10匝，内阻不可忽略。

产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′（O ′O 沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。

线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=2∶1，电阻R 1=R 2=8Ω。

电流表示数为1A 。

则下列说法不正确的是（ ）
A ．abcd 线圈在图甲所在的面为非中性面
B ．发电机产生的电动势的最大值为102V
C ．电压表的示数为10V
D ．发电机线圈的电阻为4Ω
5、一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q ，则氘核的比结合能为（ ） A ．2Q B ．Q C ．3Q D ．2Q
6、如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点，下列说法中正确的是( )
A ．水平拉力先增大后减小
B ．水平拉力先减小后增大
C ．水平拉力的瞬时功率先减小后增大
D ．水平拉力的瞬时功率逐渐增大
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，真空中有一个棱长为a 的正四面体PQMN 。

若在P 、Q 两点分别放置一个点电荷，P 点为正电荷、Q 点为负电荷，其电荷量均为q 。

再在四面体所在的空间加一个匀强电场，其场强大小为E ，则M 点合场强为0。

静电力常数为k ，下列表述正确的是（ ）
A ．匀强电场的场强大小为2kq a
B ．匀强电场的场强大小为22kq a
C ．N 点合场强的大小为0
D ．N 点合场强的大小为2
2kq a 8、如图所示，卫星a 没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星b 发射成功在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。

认为重力近似等于万有引力。

下列说法正确的是（ ）
A ．a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期
B ．b 做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度g
C ．a 、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小相等
D ．a 、b 做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度
9、如图所示，在xoy 平面的第Ⅰ象限内存在垂直xoy 平面向里的匀强磁场，两个相同的带正电粒子以相同的速率从x 30）的C 点沿不同方向射入磁场，分别到达y 轴上坐标为（0，3L ）的A 点和B 点（坐标未知），到达时速度方向均垂直y 轴，不计粒子重力及其相互作用。

根据题设条件下列说法正确的是（ ）
A．可以确定带电粒子在磁场中运动的半径
B．若磁感应强度B已知可以求出带电粒子的比荷
C．因磁感应强度B未知故无法求出带电粒子在磁场中运动时间之比
D．可以确定B点的位置坐标
10、如图所示，半圆ABC是由一条光滑的杆弯曲而成的。

带有小孔的小球穿在杆上，在水平拉力F的作用下小球由B 点开始缓慢升高，此过程中半圆ABC竖直，固定不动，AC连线水平。

在小球缓慢上升的过程中，有关水平拉力F、F的变化情况，下列说法正确的是
杆对小球的作用力
N
A．F逐渐变大
B．F逐渐变小
C．N F逐渐变大
D．N F逐渐变小，
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）用如图甲所示装置研究平抛运动。

将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。

钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。

由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。

移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）本实验必须满足的条件有____________。

A ．斜槽轨道光滑
B ．斜槽轨道末端切线水平
C ．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D ．挡板高度等间距变化
（2）如图乙所示，在描出的轨迹上取A 、B 、C 三点，三点间的水平间距相等且均为x ，竖直间距分别是y 1和y 2。

若A 点是抛出点，则1
2
y y =________；钢球平抛的初速度大小为________（已知当地重力加速度为g ，结果用上述字母表示）。

12．（12分）某实验小组设计了如图（a ）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度以和所受拉力F 的关系图象。

他们在水平轨道上做了实验，得到了a F -图线，如图（b ）所示。

滑块和位移传感器发射部分的总质量m =_________kg ；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_________（g 取10m/s 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）如图所示，斜面ABC 中AB 段粗糙，BC 段长1.6 m 且光滑．质量为1 kg 的小物块由A 处以12 m/s 的初速度沿斜面向上滑行，到达C 处速度为零．此过程中小物块在AB 段速度的变化率是BC 段的2倍，两段运动时间相等． g = 10 m/s 2，以A 为零势能点．求小物块：
（1）通过B 处的速度；
（2）在C 处的重力势能；
（3）沿斜面下滑过程中通过BA 段的时间．
14．（16分）如图所示，在空间直角坐标系中，Ⅰ、Ⅱ象限（含x 、y 轴）有磁感应强度为11T B =，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为10N/C E =，方向竖直向上的匀强电场；Ⅲ、Ⅳ象限（不含x 轴）有磁感应强度为215T 14B =，方向沿y 轴负方向的匀强磁场，光滑14
圆弧轨道圆心O '，半径为2m R =，圆环底端位于坐标轴原点O 。

质量为11kg m =，带电11C q =+的小球M 从O '处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O '点。

质量为22kg m =，带电2 1.8C q =+小球的N 穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与M 同时运动到O 点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球P （碰撞过程无电荷损失）。

小球M 、N 、P 均可视为质点，不计小球间的库仑力，取210m/s g =，求：
(1)小球M 在O '处的初速度为多大；
(2)碰撞完成后瞬间，小球P 的速度；
(3)分析P 球在后续运动过程中，第一次回到y 轴时的坐标。

15．（12分）如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R ，圆心为O 。

一束单色光由玻璃砖上的P 点垂直于半圆底面射入玻璃砖，其折射光线射向底面的Q 点（图中未画出），折射率为3，测得P 点与半圆底面的距离为
2
R 。

计算确定Q 点的位置。

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】
由题意可知，汽车做匀减速直线运动，设加速度大小a ，由公式202v ax =，其中020m v s
=，20x m =代入解得：210m a s =， 当12m v s =时，汽车刹车的位移为220112.82v v x m a -==，故B 正确。

故选：B 。

2、B
【解析】
欲使导体棒能够在导轨上滑行距离较大，则导体棒在滑行过程中所受摩擦力应较小，则安培力的方向应为斜向上，由右手定则和左手定则可知，磁感应强度的方向可能为垂直导体棒向下偏左，故B 正确。

故选B 。

3、C
【解析】
A ．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不同的，选项A 错误；
B ．一个氢原子从4n =能级向基态跃迁，最多可辐射3种不同频率的光子，大量处于4n =能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子，选项B 错误；
C ．处于基态的氢原子可以吸收14eV 的光子而发生电离，选项C 正确；
D ．氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能增加，电势能减少，选项D 错误。

故选C 。

4、C
【解析】
A.线圈位于中性面时，磁通量最大，由图甲可知，此时的磁通量最小，为峰值面，故A 正确不符合题意；
B.由图乙知
πWb 100
m BS Φ==
，0.02s T = 角速度为
2π100πrad/s T
ω== 电动势的最大值
m E nBS ω==
故B 正确不符合题意；
C.根据欧姆定律以及变压器原副线圈电压关系的
122212R R U I R R =+，2211
U n U n = 解得U 1=8V ，故C 错误符合题意；
D.由闭合电路的欧姆定律得
11E U I r =+
解得
r =4Ω
故D 正确不符合题意。

故选C 。

5、A
【解析】
一个中子与某原子核发生核反应生成一个氘核的核反应方程为
1
1
2011n H H +→
自由核子组合释放的能量Q 就是氘核的结合能，而氘核由两个核子组成，则它的比结合能为
2
Q ，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6、D
【解析】
AB ．
小球是以恒定速率运动，即做匀速圆周运动，小球受到的重力G 、水平拉力F 、绳子拉力T ，三者的合力必是沿绳子指向O 点，设绳子与竖直方向夹角是θ，F 与G 的合力必与绳子拉力在同一直线上，则有
tan F mg θ= (1)
球由A 点运动到B 点θ 增大，说明水平拉力逐渐增大，故AB 错误；
CD ．由几何关系可知拉力F 的方向与速度v 的夹角也是θ，所以水平力F 的瞬时功率是
cos p Fv θ= (2)
联立两式可得
sin p mgv θ=
从A 到B 的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F 的瞬时功率是一直增大的．故C 错误，D 正确。

故选D 。

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、AC
【解析】
AB ．如图所示，正确分析三维几何关系。

两个点电荷在M 点产生的场强大小均为
2
kq E a = 由几何关系知，这两个点电荷的合场强大小为
2
2cos60kq E E a =︒=点 方向平行于PQ 指向Q 一侧。

该点合场强为0，则匀强电场的场强方向与E 点相反，大小为2kq a
，所以A 正确，B 错误； CD ．由几何关系知，两点电荷在M 、N 两点的合场强的大小相等、方向相同，则N 点合场强的大小也为0。

所以C 正确，D 错误。

故选AC 。

8、AB
【解析】
A ．a 在赤道上随地球自转而做圆周运动，所以a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，A 正确；
B ．对卫星b 重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力
2Mm G mg R
= 所以向心加速度等于重力加速度g ，B 正确；
C ．两卫星受到地球的万有引力相等。

卫星a 万有引力的一部分充当自转的向心力，即
2
Mm G F mg R =+向赤 卫星b 万有引力全部用来充当公转的向心力，因此a 、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等，C 错误； D ．a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，根据2r v T π=
可知 a v v <同
万有引力提供向心力
2
2Mm v G m r r
= 解得线速度表达式
v =
因为 b r R r =<同
所以b 卫星的速度等于第一宇宙速度
b a v v v >>同
D 错误。

故选AB 。

9、AD
【解析】
A ．已知粒子的入射点及出射方向，同时已知圆上的两点，根据出射点速度相互垂直的方向及AC 连线的中垂线的交点即可明确粒子运动圆的圆心位置，由几何关系可知AC 长为
AC L ==
且有
30BAC ︒∠=
则
2=2cos30
AC
L R L ︒= 因两粒子的速率相同，且是同种粒子，则可知，它们的半径相同，即两粒子的半径均可求出，故A 正确； B ．由公式
2
v qvB m r
= 得
mv r qB
= 由于不知道粒子的运动速率，则无法求出带电粒子的比荷，故B 错误；
C ．根据几何关系可知从A 射出的粒子对应的圆心角为120︒，B 对应的圆心角为60︒；即可确定对应的圆心角，由公式 2πt T θ
=
由于两粒子是同种粒子，则周期相同，所以可以求出带电粒子在磁场中运动时间之比，故C 错误；
D ．由几何关系可求得B 点对应的坐标，故D 正确。

故选AD 。

10、AC
【解析】
小球受重力、杆的弹力、水平拉力作用, F 与N F 的变化情况如图所示,由图可知F 在小球向上移动的过程中, N F 与竖直方向夹角变大, F 逐渐变大, N F 逐渐变大。

A.A 项与 上述分析结论相符，故A 正确；
B.B 项与 上述分析结论不相符，故B 错误；
C.C 项与 上述分析结论相符，故C 正确；
D.D 项与 上述分析结论不相符，故D 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、BC 1:3 21
g x
y y 【解析】
(1)[1]AB ．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的。

故A 不符合题意，B 符合题意。

C ．要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点。

故C 符合题意。

D ．档板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化。

故D 不符合题意。

(2)[2] A 点是抛出点，则在竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动，则AB 和BC 的竖直间距之比为1：3。

[3]由于两段水平距离相等，故时间相等，根据y 2﹣y 1＝gt 2可知：
t 则初速度为：
v x t ==12、0.5 0.2
【解析】
[1]由图形b 得加速度a 和所受拉力F 的关系图象的斜率
2a k F
== 所以滑块和位移传感器发射部分的总质量
10.5kg F m a k
=== [2]由图形b 得，在水平轨道上F =1N 时，加速度a =0，根据牛顿第二定律得
0F mg μ-=
解得
0.2μ=
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）4m/s （2）40J （3）1.6s
【解析】
（1）设物体在AB 段加速度大小为1a ，BC 段加速度大小为2a
由于122a a = 12t t =
112A B
B t t υυυ-=
4m/s B υ=
（2）由题意分析可知，滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等
从A 到B ：
221122
f G B A W W m m υυ+=-
32f W =-J
从A 到C ：
2102
f A W mgh m υ-=- C 40J P E mgh ==
（3） 在上滑AB 段：
2212A B AB a L υυ-=
在上滑BC 段：
222B BC a L υ=
6.4AB L =m
物体下滑通过BA 段做匀速运动
1.6AB
B L t υ='=s
通过对物体的运动情况的分析知物体的受力状况，再结合受力及运动学公式可以求出题目中的待求量．
14、 (1)1m/s ；(2)1m/s ；(3)坐标位置为()
20m,20πm -
【解析】
(1)M 从O '进入磁场，电场力和重力平衡 Eq mg =
在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动
2
A R r = 洛伦兹力提供向心力
2
A
mv qvB r = 解得
1m/s v =
(2)设N 沿光滑轨道滑到O 点的速度为u ，由动能定理
222212
m gR Eq R m u -=
解得 2m/s u =
M 、N 在O 点发生完全非弹性碰撞，设碰后生成的P 球速度为1v ，选向右为正方向，由动量守恒定律 ()21121m u m v m m v -=+
解得
11m/s v =
方向水平向右
(3)c 球从轨道飞出后，受到竖直向下的电场力和垂直纸面向里的洛伦兹力，在电场力作用下，P 球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向做匀速圆周运动，每隔一个周期T ，P 球回到y 轴上，P 球带电量 21q q q =+
由
211c C
m v qv B R = 及1
2πC R T v =，解得P 球圆周运动周期 2πC m T qB
= P 球竖直方向加速度
a g =
P 球回到y 轴时坐标
212
y aT = 代入数据解得
220πy =
则坐标位置为()
20m,20πm - 15
【解析】
如图所示
P 点折射有
sin sin i n r
= 由几何关系得 1cos 2PM i R == i r α=-
解得
30α=︒
则有
QP QO =
又有
3cos PM QP R α=
= 则 33NQ R QO R -=-= 即Q 33-。