2023届海南省高三下学期5月学业水平诊断全真演练物理试题(五)

2023届海南省高三下学期5月学业水平诊断全真演练物理试题（五）
一、单选题 (共7题)
第(1)题
如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑特色之一。

屋顶部分结构如图乙所示，横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间。

已知椽子间距离为d，与水平面夹角均为，瓦片质量为m，圆弧半径为d，忽略瓦片厚度，重力加速度为g，则每根椽子对瓦片的支持力大小为（）
A
．B．C．D．
第(2)题
物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。

第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，第三个是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。

以下说法正确的是（ ）
A．法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流
B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动
C．费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会逆时针（俯视）转动
D．法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现
第(3)题
如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。

现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。

O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（）
A．φO > φC B．φC > φA C．φO = φA D．φO－φA = φA－φC
第(4)题
华为Mate60手机的发布引发了万众瞩目，其新增的卫星电话功能是通过北斗系统星座GEO地球静止轨道卫星来实现的。

关于北斗系统星座GEO地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（）
A．其轨道经过北京的上方
B．其线速度大于地球的第一宇宙速度
C．其周期可能和某极地卫星的周期相等
D．其向心加速度大小与地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小相等
第(5)题
某物体以一定初速度做平抛运动，从t＝0时刻起，物体的动能E k随时间t变化的情况是图中所示的哪个图（）
A．B．C．D．
第(6)题
设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（）
A．质量B．向心力大小
C．向心加速度大小D．受到地球的万有引力大小
第(7)题
如图所示为某精密电子器件防撞装置，电子器件T和滑轨PQNM固定在一起，总质量为，滑轨内置匀强磁场的磁感应强度
为B。

受撞滑块K套在PQ，MN滑轨内，滑块K上嵌有闭合线圈abcd，线圈abcd总电阻为R，匝数为n，bc边长为L，滑块K（含线圈）质量为，设T、K一起在光滑水平面上以速度向左运动，K与固定在水平面上的障碍物C相撞后速度立即变为零。

不计滑块与滑轨间的摩擦作用，ab大于滑轨长度，对于碰撞后到电子器件T停下的过程（线圈bc边与器件T未接触），下列说法正确的是（ ）
A．线圈中感应电流方向为abcda
B．线圈受到的最大安培力为
C．电子器件T做匀减速直线运动
D
．通过线圈某一横截面电荷量为
二、多选题 (共3题)
第(1)题
2020年7月23日，中国“天问一号”探测器发射升空，成功进入预定轨道，开启了火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。

如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。

则关于“天问一号”，下列说法中正确的是（ ）
A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在P点加速
B．在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度
C．在轨道Ⅰ上运行周期大于在轨道Ⅱ上运行周期
D．在轨道Ⅰ上运行时的机械能等于在轨道Ⅱ上运行时的机械能
第(2)题
如图，真空中有一圆锥体，O为圆锥底面圆心，O'为圆锥顶点，C、D分别是母线O'A、O'B的中点，是过C、D两点且与底面平行的圆锥截面圆心，E点在底面圆周上。

在圆锥顶点O'处固定一电荷量为＋Q的点电荷，在底面圆心O处固定另一电荷量
为-Q的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．同一试探电荷在A、B、E三点具有的电势能相等
B．过C、D与底面平行的圆锥截面上各点电势相等、场强相同
C．在A点将带正电的试探电荷q沿底面圆周切线射入空间，该电荷将做匀速圆周运动
D．将带负电的试探电荷q从A点沿AE连线移到E点，该电荷电势能先增大后减小
第(3)题
如图所示，平行倾斜导轨与足够长的平行水平导轨平滑连接，导轨光滑且电阻不计，质量为m的金属棒b静止在水平导轨上，棒与导轨垂直。

图中EF虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。

质量为2m的金属棒a垂直放置于倾斜导轨上并由静止释放,释放位置与水平导轨的高度差为h。

金属棒a进入磁场后始终与金属棒b不发生碰撞,重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）
A．金属棒a在下滑过程中机械能守恒
B．金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统机械能守恒
C
．整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为
D
．金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时的速度为
三、实验题 (共2题)
第(1)题
人造闪电——特斯拉线圈由一个巨大的线圈构成，线圈是用单层漆包线绕在PVC管上制作而成，如图1所示。

某兴趣小组在研究特斯拉线圈制作时，想知道绕制特斯拉线圈所需漆包线的总长度，于是设计了如下两种方案进行测量：
方案1．利用几何知识测量长度
先用螺旋测微器测出漆包线直径d；再用刻度尺测出PVC水管的直径D和螺线管围有线圈的侧边长度X，如图2所示；然后使用数学知识长度表达式，可算出漆包线的总长度。

方案2．利用电学知识测长度
现有装置如下：恒压电源（内阻可忽略）；毫安表（量程100mA，内阻5.0Ω）；定值电阻R0（阻值R0=100Ω），电阻箱（最大阻值999.9Ω）；开关；待测螺线管；导线若干，请完成下列实验操作和计算。

（1）电路连接
该小组设计测量电路如图3所示，根据电路图完成图4中的实物连线。

______
（2）螺线管的电阻率的测量
①将电阻箱置于最大阻值处；
②闭合开关，逐渐改变电阻箱接入电路的阻值，使毫安表指针有较大角度偏转，此时毫安表示数如图5所示，为______mA，对
应电阻箱读数（如图6所示）为______Ω。

③继续改变电阻箱接入电路的阻值，得出第二组毫安表和电阻箱的读数，分别为88mA，420.0Ω。

④断开开关，据上述数据，计算得到通电螺线管的电阻R x=______（结果保留三位有效数字）。

⑤用螺旋测微器测出漆包线直径d，如图7所示，读数为d=______mm，再查出常温下该导线的电阻率ρ，最后使用电阻定律，得漆包线的总长度表达式为L=______（用R x、ρ、d等字母表示），代入实验数据可得漆包线的总长度。

（3）误差分析
若考虑直流电源的内阻，则方案2测得的电阻比真实值偏______；简要说明这两种方案的优缺点：______。

第(2)题
某同学利用如图所示的装置来验证牛顿第二定律。

(1)现提供如下器材：
A.小车
B.钩码
C.一端带滑轮的长木板
D.细绳
E.电磁式打点计器（带复写纸）
F.纸带
G.天平 H.游标卡尺 I.低压交流电源 J。

220V交流电源
上述器材中哪两件是本实验不需要的___________（填写器材前的字母），还需要的器材是___________。

(2)平衡摩擦后，消除了摩擦力对本实验的影响，为使钩码重力近似为小车所受合外力，则小车质量M和钩码质量m的关系应该满足___________。

(3)该同学完成实验，得到一条纸带，去掉前面比较密集的点，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号为0-6，相邻点的打点周期为T），测出相关距离如图所示，要求比较准确的计算加速度，加速度平均值表达式=___________（用图中字母及周期T表示）。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，光滑圆弧轨道AB固定在水平面上与水平面平滑连接，圆弧轨道最低点A处静止放置小物块b、c（可看作质
点），b、c的质量分别为m、2m，b、c间有少量火药（质量可忽略），某时刻点燃火药使b、c迅速分开，分开后b以速度大
小v0向左冲上圆弧，圆弧半径远远大于且圆弧足够长（物块b在圆弧轨道上的运动可视为单摆运动的一部分）。

当c刚好停止运动时b与之发生第一次碰撞。

已知b与c的所有碰撞均为弹性碰撞，b与水平面间没有摩擦，c与水平面间的动摩擦因数为，
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

求：
（1）圆弧轨道半径的大小；
（2）b与c发生第3次碰撞前的速度；
（3）b、c第n次碰撞后到第次碰撞前c运动的位移及全过程中c运动的总位移。

第(2)题
如图甲所示，2022年5月9日上午，河北省承德市宽城满族自治县天空出现日晕景观。

日晕是一种大气光学现象，在一定的气象条件下，空气中的水蒸气会变成正六棱柱状的小冰晶。

太阳光穿过小冰晶时发生折射，在太阳的周围出现一个圆形的光圈，这就是日晕。

日晕半径的视角最常见的是22°，如图乙所示，太阳光中的一条光线沿截面方向射向正六棱柱状的小冰晶一侧面，从另一侧面射出，当最后的出射角等于最初的入射角时，偏向角D（光线经过冰晶折射偏转的角度）最小，这时出射光线若到达人的眼睛，人看到的就是22°晕（偏向角为22°），若正六棱柱状的小冰晶截面为边长a=1mm的正六边形，该光线的入射点为边长的中点。

已知，。

求：
（1）冰晶的折射率n；
（2）该光线穿过冰晶所用的时间（不考虑反射）。

第(3)题
如图所示，粒子源内可以飘出（可以认为初速度为零）比荷不同的各种带正电的粒子，经加速电压为U1的加速电场加速后，沿平行板M、N间的中线进入偏转电场，M板带正电，N板带负电，两板间距离为d，板长也为d，质量为m、电荷量为+q的粒子刚好从N板的右端边缘进入垂直于纸面向里的匀强磁场中，长为d的挡板平行于磁场边界（竖直虚线）固定在磁场中，挡板关于M、N板间中线对称，挡板到磁场边界的距离也为d，不计重力，求：
（1）M、N两板间偏转电压U2的大小；
（2）要使粒子打在挡板上，匀强磁场的磁感应强度大小应满足什么条件？。