精品解析：山东省济南市历城第二中学2024-2025学年高三上学期第三次阶段性诊断物理试题

山东省历城二中2024-2025学年高三上学期第三次阶段性诊断试题 物理 1. 如图（a）为救生缓降器材，发生火灾时先将安全钩挂在可以承重的物体上，再将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索安全落地．在逃生演练时，某同学利用缓降器材逃生，图（b）为该同学整个运动过程的位移与时间的图像，以竖直向下为正方向，、内的图像均为抛物线且平滑连接。在时刻该同学从静止开始下落，在时，该同学恰好抵达地面，不计空气阻力。以下说法正确的是（ ） A. 内，该同学的加速度大小为 B. 内，该同学先超重后失重 C. 内，该同学重力的功率先增加后减小 D. 内，该同学的机械能先增加后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．0~2s的图像均为抛物线，由 可得 故A错误； B．0~4s内，该同学竖直向下先匀加后匀减，加速度先竖直向下后竖直向上，所以先失重后超重，故B错误； C．2s时的速度为 2~4s内的图像为抛物线，物体做匀减速直线运动，设加速度大小为 解得 该同学内，速度先增大后减小，由重力的功率 可知重力的功率先增加后减小，故C正确； D．内，绳子拉力一直做负功，该同学的机械能减小，故D错误。 故选C。 2. 在东京奥运会女子单人10米跳台跳水决赛中，中国选手全红婵夺冠。下图为全红婵从跳水的最高点到入水最深处的位移时间图像，已知入水前全红婵做自由落体运动，入水后做匀减速直线运动。图上x1、x2、t0均为已知量，重力加速度为g，由此可知（　　） A. 全过程的位移大小为 B. 入水时的速度大小为 C. 入水后加速度大小为 D. 在水中减速时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知全过程的位移大小为，故A错误； B．为全过程的平均速度，根据图像的斜率的绝对值表示速度大小可知人水时的速度大于，故B错误； C．设人入水后加速度大小为，根据速度位移关系得 可解得 故C正确； D．设在水中减速的时间为，根据 解得 故D错误。 故选C。 3. 哈雷彗星是目前人类已知的唯一短周期性彗星。哈雷彗星上一次回归时间是1986年，预测哈雷彗星下次飞近地球将在2061年左右。如图所示，地球的公转轨道可近似看作圆，但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的0.6倍。下列说法正确的是（　　） A. 彗星在回归过程中的机械能在不断增大 B. 彗星在远日点加速度等于在近日点加速度 C. 地球公转线速度为彗星在近日点线速度的倍 D. 彗星椭圆轨道的半长轴为地球公转半径的倍 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．彗星在回归过程中势能减小，动能增大，机械能不变，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，可得 解得 则可知彗星在远日点加速度小于在近日点加速度，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 解得 则地球公转线速度为近日点所在圆轨道上线速度的倍，而彗星在近日点要做离心运动，故彗星在近日点的线速度比近日点所在圆轨道上线速度要大，故C错误； D．根据开普勒第三定律，可得 解得 故D正确。 故选D。 4. 如图，圆环均匀带正电，沿其中心轴线建立x轴。将另一点电荷从圆心处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为。取无穷远处为电势能零点，则电荷具有的电势能与位置坐标x的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】点电荷从圆心处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为，由电势能的定义可知，点电荷在处的电势能 又与的关系图像的斜率的绝对值表示静电力的大小，将圆环分成很多可以看成点电荷的小段，由电场叠加原理可知，处电场强度为零，且从向左、向右电场强度都变小，无穷远处电场强度为零。电荷从向左、向右受到的静电力都是先增大后减小。与的关系图像的斜率的绝对值从向左、向右都是先增大后减小。 故选A。 5. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心，r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势并记录相应转过的角度θ，再用此数据绘制图。当半径r分别取时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为，且曲线③的最小值恰好为零，则下列说法正确的是（　　） A. 曲线①对应的r取值为 B. 电场方向沿x轴负方向 C. 坐标原点O的电势为 D. 电场强度的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】B．三条曲线均在时达到最大值，即圆周上电势最大点在，表明电场线不是沿着x轴，而是沿着与x轴正方向的夹角为的直线，根据沿电场线电势降低，可知电场线方向指向左下方，即电场强度的方向与x轴夹角为，且指向左下方，故B错误； A．曲线①的最大值在三条图像中最大，只有半径越大，P点绕原点逆时针转过时，逆着电场线走过的距离才越大，对应的电势才越高，所以曲线①对应的r取值为，故A错误； C．根据上述可知，曲线③对应的r取值为。根据题意，曲线③对应的最高电势和最低电势分别为、0，由于坐标原点在最高电势点和最低电势点连线的中点，所以坐标原点O的电势为 故C正确； D．取曲线③最高点电势和最低点电势来求电场强度 故D错误。 故选C。 6. 电子束光刻技术以其分辨率高、性能稳定、功能强大而著称，其原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，在束偏移器间不加扫描电压时，电子束垂直射到晶圆上某芯片表面并过中心O点，单个电子进入束偏移器的初动能恒定。电子的重力不计，则（　　） A. 束偏移器间加的电压越大，电子通过束偏移器的时间越短 B. 进入束偏移器的初动能越大，电子通过束偏移器的时间越短 C. 束偏移器间加上稳定扫描电压，电子在束偏移器内做变加速运动 D. 在不同的扫描电压下，电子离开束偏移器时速度的反向延长线不可能相交同一点 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子通过束偏移器，在初速度方向做匀速直线运动，所以通过束偏移器的时间与所加的扫描电压无关，故A错误； B．电子在初速度方向做匀速直线运动，故电子进入束偏移器的初动能越大，初速度越大，通过束偏移器的时间越短，故B正确； C．束偏移器间加上稳定扫描电压，电子在束偏移器内做类平抛运动，是匀变速曲线运动，故C错误； D．根据平抛运动的推论，在不同的扫描电压下，电子离开束偏移器时速度的反向延长线相交于初速度方向的位移中点，所有电子通过束偏移器在初速度方向的位移相同，故电子离开束偏移器时速度的反向延长线相交于同一点，故D错误。 故选B。 7. 如图所示为某物体沿一直线做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 B. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 C. 和，合外力做功相同、合外力的冲量也相同 D. 和，合外力做功相同、合外力的冲量不相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．设最大速度大小为，则内动能的变化量为，动量变化量为，内动能变化量为，动量变化量为，根据动能定理可知这两段时间内合力做功不相同，根据动量定理知合力的冲量不相同，故A错误； B．内动能变化量为 动量变化量为，结合上述和相比，合外力做功不相同、合外力的冲量相同，故B正确； C．内动能变化量为 动量变化量为 结合上述和相比，合外力做功不相同、合外力的冲量相同，故C错误； D．结合上述可知和内动能变化量均为0，动量变化量均为0，根据动能定理和动量定理得知合力的功和冲量都相同，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，在倾角θ=30°的固定的斜面上有物块A和B，物块A通过劲度系数为k 的轻弹簧栓接在斜面底端的挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与物块C相连，三个物块的质量均为m，弹簧和细线与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直。现撤去外力，让物块C由静止释放。已知重力加速度为g，物块C下落过程没有触地，物块B没有接触定滑轮，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 释放物块C的瞬间，物块A、B整体的加速度为 B. 从释放到物块A、B分离的过程中，A、B两物块沿斜面运动的位移为 C. 从释放到物块A、B分离的过程中，物块A的机械能保持不变 D. 从释放到物块A、B分离的过程中，物体C减小的机械能等于物块A、B增加的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直，细线对B的作用力为零，释放物块C的瞬间，以物块A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 对物块C有 解得物块A、B整体的加速度为 故A错误； B．初始时，弹簧的形变量为 物块A、B分离时，物块A、B间作用力为零，对物块A有 对物块B有 对物块C有 可得A、B两物块沿斜面运动的位移为 故B正确； C．从释放到物块A、B分离的过程中，物块A做加速运动，动能增大，高度升高，重力势能增大，故物块A的机械能增大，故C错误； D．从释放到物块A、B分离的过程中，根据能量守恒可知，弹簧弹性势能的减少量与物体C减小的机械能之和等于物块A、B增加的机械能，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题；每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上行驶，某时刻两车正好并排行驶，从该时刻起两车的速度－时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. t0时刻两车相遇 B. 0~t1时间内，甲、乙两车的加速度大小均逐渐减小且方向相反 C. 0~t0时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度 D. t1时刻甲、乙两车一定再次相遇，之后甲车将一直在乙车前方 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据速度－时间图像与时间轴所围的“面积”表示位移，知0~t0时间内乙车的位移比甲车的大，则t0时刻两车没有相遇，故A错误； B．0~t1时间内，甲、乙两车图像斜率的绝对值均逐渐减小，则它们的加速度大小均逐渐减小，甲图像切线斜率为正，乙图像切线斜率为负，则加速度方向相反，故B正确； C．0~t0时间内甲车的位移比乙车的小，则甲车的平均速度小于乙车的平均速度，故C正确； D．0~t1时间内，甲车的位移比乙车的大，则甲、乙两车没有在t1时刻相遇，在之间相遇，之后甲车的速度比乙车的大，则甲车将一直在乙车前方，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲沿x轴正方向传播，乙沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波的波形图如图所示。已知波速v=8cm/s，下列选项中正确的是（　　） A. 波的频率为0.5Hz B. 甲、乙两列波的波源处质点的起振方向相反 C. 两列波叠加后，x=7cm处的质点将做振幅为7cm的简谐振动 D. 形成稳定干涉后，相邻振动加强区和减弱区之间的距离为2cm 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像可知，两列波波长均为4cm。根据，可知两列波的频率均为2Hz，A错误。 B．由波形图可知，甲波波源的起振方向沿y轴正方向，乙波波源的起振方向沿y轴负方向，B正确。 C．由波形图可知，甲波波形此时位于x=3cm处的质点在波峰与乙波波形此时位于x=11cm处的质点在波峰，将同时到达x=7cm处，因此，x=7cm处的质点是振动加强点，其振幅为甲乙两列波的振幅之和 C正确。 D．同上述分析可知，x=6cm是振动减弱区，稳定干涉时，x轴上的振动加强区和振动减弱区是均匀交替分布的，相邻振动加强区和减弱区之间的距离为波长，为1cm，D错误。 故选BC。 11. 节能的LED灯越来越普及，而驱动LED灯需要恒流源。如图所示，电路中的电压表电流表都是理想电表，电源是一个恒流源（该恒流源输出的电流大小方向都不变），在改变的过程中，电压表的读数为，电流表的读数为，电流表的读数为，它们的变化量的绝对值分别为、、，以下说法正确的是（　　） A. ， B. C. 恒流源输出的功率不变 D. 当时，滑动变阻器消耗的电功率最大 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由部分电路欧姆定律可知 ， 故A正确； B．由于总电流不变，则电流表的变化量与电流表的变化量的绝对值相等，两电阻并联电压相同，电压的变化量也相同，所以有 故B正确； C．由于恒流源输出的电流I的大小方向都不变，则，恒流源的输出的功率为 可知，当增大时，恒流源的输出的功率也将增大，当减小时，恒流源的输出的功率也将减小，故C错误； D．滑动变阻器消耗的电功率为 根据数学对勾函数可知，当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，故D正确。 故选ABD。 12. 如图所示，在直角坐标系xOy中，位于坐标轴上的M、N、P三点到坐标原点O的距离均为r，在第二象限内以O1(－r，r)为圆心，r为半径的圆形区域内，分布着方向垂直xOy平面向外的匀强磁场；现从M点平行xOy平面沿不同方向同时向磁场区域发射速率均为v的相同粒子，其中沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限，为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N点，在第一象限内，以适当的过P点的曲线为边界(图中未画出，且电场边界曲线与磁场边界曲线不同)，边界之外的区域加上平行于y轴负方向的匀强电场或垂直xOy平面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用及其重力，下列说法正确的是（　　） A. 若OPM之外的区域加的是磁场，则所加磁场的最小面积为 B. 若OPM之外的区域加的是电场，粒子到达N点时的速度最大为 C. 若OPM之外的区域加的是电场，粒子到达N点时的速度方向不可能与x轴成45° D. 若OPM之外的区域加的是电场，则边界PN曲线的方程为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题意知，沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限，轨迹为圆弧，速度方向水平向右（沿x轴正方向）由几何关系知轨迹半径等于圆形磁场半径，作出由粒子轨迹圆的圆心、磁场圆的圆心以及出射点、入射点四点组成的四边形为菱形，且所有从M点入射粒子进入第一象限速度方向相同，即均沿+x方向进入第一象限，为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N点，OPN之外的区域加的是磁场，最小的磁场面积为图中阴影部分的面积，如图所示： 根据几何关系可得所加磁场的最小面积为 故A正确； BC．由几何关系可得，粒子出第II象限的磁场时，速度沿x轴正方向。 若OPN之外的区域加的是电场，粒子进入第一象限做类平抛，沿MO1入射的粒子到达N点时的运动时间最长，速度最大，速度与水平方向夹角也最大，设类平抛运动时间为t，在N点速度与水平方向夹角为θ，则水平方向和竖直方向有 联立解得 粒子到达N点时的速度最大为 粒子到达N点时的速度方向 因 粒子到达N点时的速度方向可能与x轴成，故B正确，C错误； D．若OPN之外的区域加的是电场，设边界PN曲线上有一点的坐标为（x，y），则 ， 由于粒子均过N点，则从P点射出的粒子过N点有，，，则 则 故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某学习小组用下图所示实验装置探究“平抛运动的规律”。 （1）关于该实验，将你认为正确的一个选项前面的字母填在横线上___________； A．小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差 B．本实验应该选用密度较大的小钢球 C．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些 D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）实验中，该小组让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中可以看出甲的错误最可能是___________，乙的实验错误最可能是___________。（将正确选项前面的字母填在横线上） A．小球与斜槽之间摩擦太大 B．斜槽末端不水平 C．每次由静止释放小球的位置不同 D．用铅笔记录小球位置时，没有每次严格地等距离下降 E．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高 【答案】 ①. B ②. B ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]A．本实验中需要小球每次从斜槽末端抛出时的速度相同，需要将小球每次由斜槽上同一位置由静止释放，小球与斜槽之间的摩擦对上述要求无影响，不会增大实验误差，故A错误； B．为了尽可能减小空气阻力对实验的影响，本实验应该选用密度较大的小钢球，故B正确； C．小球释放的初始位置过高，从斜槽末端抛出时的速度过大，使抛物线开口过大，轨迹上点之间竖直距离测量的相对误差较大；初始位置过低，从斜槽末端抛出时的速度过小，使抛物线开口过小，轨迹上点之间水平距离测量的相对误差较大。所以小球释放的初始位置既不要过大也不要过小，应以尽可能使小球运动轨迹掠过整张坐标纸为宜，故C错误； D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成光滑曲线，故D错误。 故选B。 （2）[2][3]A．根据前面分析可知，小球与斜槽之间摩擦太大对实验无影响，不会出现图甲、乙中的错误； B．斜槽末端不水平，使小球抛出时速度方向不水平，会造成甲图中出现的错误； C．每次由静止释放小球的位置不同，小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小不同，即小球每次运动的抛物线轨迹不同，从而使记录的点迹呈现无规律的情况，会造成乙图中出现的错误； D．用铅笔记录小球位置时，没有每次严格地等距离下降，则点迹之间的竖直距离不同，不会出现图甲、乙中的错误； E．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高，从斜槽末端抛出时速度较大，会使记录的点迹所描绘的抛物线开口较大，不会出现图甲、乙中出现的错误。 14. 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中是电池；、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头电流表G的量程为，内阻，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，5个挡位为；直流电压5V挡和10V挡，直流电流10mA挡和100mA挡，欧姆挡。 （1）开关S接位置______（填“1”或“2”）时是电流挡的小量程，根据题给条件可得______Ω； （2）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为______； （3）已知图中的电源E的电动势为10V，当把开关S接到位置3，短接A，B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为______Ω； （4）当电池长期使用使得电动势变小，用该电池的多用电表测量电阻时，所测得的阻值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 2 ②. 30 （2） ①. 59Ma（58mA~60mA） ②. 110Ω （3）1000 （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1][2]开关S接位置2时，是电流挡的小量程，根据题给条件可得 开关S接位置1时，是电流挡的大量程，根据题给条件可得 解得 ， 【小问2详解】 [1]B端是与“1”相连的，是电流挡的大量程，分度值是2mA，指针指在29.5格，则多用电表读数为 [2]此时端与“3”相连，则是欧姆挡，指针指在11的位置，则读数为 【小问3详解】 图中的电源的电动势为10V，当把开关S接到位置3，短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为 【小问4详解】 当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流不变，则有 待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，则有 可知当E变小时，变小，指针跟原来的位置相比偏左，欧姆表的示数变大。 15. 2024年5月底，武汉市正式投入运营上千辆无人驾驶出租车“萝卜快跑”，并以超低的优惠价格吸引广大市民，这引起了社会的广泛关注。在某次乘客体验中，车从静止开始做匀加速直线运动，某时刻因系统检测到前面红灯即将出现，车立即以另一加速度做匀减速直线运动，刚好在斑马线前停止。若测得匀加速阶段第3 s内位移为5 m，匀加速与匀减速的时间之比为1∶2，全程总位移为108 m。求 （1）匀加速阶段的加速度大小； （2）全程的最大速度。 【答案】（1）2 m/s2 （2）12 m/s 【解析】 【小问1详解】 设加速阶段的加速度为a，其中t2 = 2 s，t3 = 3 s则 解得 【小问2详解】 设加速阶段时间为t，减速阶段加速度为a′，时间为t′，全程最大速度为vm，则 解得 ， 16. 如图，光滑绝缘水平桌面位于以ab、cd为边界的匀强电场中，电场方向垂直边界向右。两小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。两小球质量分别均为，A带电荷量为，B不带电。初始时小球A距ab边界的距离为，两小球间的距离也为。已知电场区域两个边界ab、cd间的距离为10L，电场强度大小。现释放小球A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。求： （1）第一次碰撞后A和B的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，A与B的最远距离； 【答案】（1）0， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理有 解得，碰撞前瞬间小球A的速度为 第一次碰撞过程，根据动量守恒有 根据机械能守恒有 解得，第一次碰撞后A和B的速度大小分别为， 【小问2详解】 第一次碰撞后，小球A在电场力的作用下从静止开始加速，小球B做匀速。对小球A，根据牛顿第二定律有 设经过时间两者共速，此时A与B的距离最远，则有 此过程中A的位移为 B的位移为 则A与B的最远距离为 17. 如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 （1）要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小； （2）调整极板间磁场，使的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场。若且上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积和吞噬板的发光长度； （3）若撤去极板间磁场且偏转磁场边界足够大，离子速度为、且各有n个，能进入磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求的取值范围及吞噬板上收集的离子个数。 【答案】（1）；（2），；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据受力平衡 得 （2）洛伦兹力提供向心力 解得 上述离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动能恰打在吞噬板的最左端。设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几何关系得 解得 磁场的最小面积 有上述分析可知，其发光长度一个临界在吞噬板的端点，另一个临界点是从正极板射出的离子所打的位置，由于其在磁场中轨迹为半圆，所以打在距离正极板，所以发光长度 （3）离子在电场中偏转，有 又有 因为 整理有电场中偏转距离 代入数据得 能进入磁场区域收集的离子个数为 进入磁场离子圆周运动半径 在磁场中偏转距离 离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 则 同理离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 则 综上所述 18. 如下图所示，有一足够长的斜面固定在水平地面上，它与水平方向的夹角，斜面上每隔固定一个挡板，从上往下依次标记为。挡板1的上方某处有一厚度均匀、质量为的长木板A，A的上表面放有一质量为的小物块B，B与A之间动摩擦因数，A与斜面之间动摩擦因数，最初A、B均处于静止状态。现给物块B一个平行于木板斜向下、大小的作用力，经后撤去。再经后，木板A与挡板1发生碰撞。若木板A每次与挡板碰撞都以碰前的速度反弹，且每次与挡板碰后立即撤离被碰挡板，物块B始终没有与挡板相碰，B也始终没有滑离木板A，重力加速度，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。求： （1）作用的内A、B的加速度大小； （2）A与挡板1碰撞时的速度大小； （3）B在A上面滑行时，B相对于A滑行的总路程（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设F作用的内A、B的加速度大小分别为、，则对A、B分别受力分析由牛顿第二定律可得 代入数据可得 ， 【小问2详解】 刚撤去F时A的加速度不变，B的加速度设为，对B受力分析由牛顿第二定律得 代入数据可得 A继续加速B以减速直至共速，设F作用的时间为t，撤去F后经两者达到共同速度，则 代入数据可得 ， 因，之后0.1s两者一起匀速直至与第一个固定挡板碰撞，故A与挡板1碰撞时的速度大小 【小问3详解】 与第一个挡板碰前B相对于A滑行的路程 与第一个挡板碰后瞬间B速度不变之后以减速，A速度大小不变方向相反，设其加速度为，受力分析由牛顿第二定律可得 代入数据可得 则A速度先减速到0，其位移及所用时间为 之后A以反向沿斜面向下加速B仍以减速至达到共同速度，用时，则 代入数据可得 ， A沿斜面加速的位移为 由几何关系可知此时A距离第二个固定挡板还有 因，两者一起匀速直至与第二个固定挡板碰撞，与第一个固定挡板碰撞到与第二个固定挡板碰撞这个过程B相对于A滑行 之后的过程与此类似，可以以此类推设，与第n个固定挡板碰撞时的速度为，则有 即 与第n个固定挡板碰撞后至与第n+1个固定挡板碰撞前B相对于A滑行的路程 即 故B在A上面滑行时，B相对于A滑行的总路程 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省历城二中2024-2025学年高三上学期第三次阶段性诊断试题 物理 1. 如图（a）为救生缓降器材，发生火灾时先将安全钩挂在可以承重的物体上，再将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索安全落地．在逃生演练时，某同学利用缓降器材逃生，图（b）为该同学整个运动过程的位移与时间的图像，以竖直向下为正方向，、内的图像均为抛物线且平滑连接。在时刻该同学从静止开始下落，在时，该同学恰好抵达地面，不计空气阻力。以下说法正确的是（ ） A. 内，该同学的加速度大小为 B. 内，该同学先超重后失重 C. 内，该同学重力的功率先增加后减小 D. 内，该同学的机械能先增加后减小 2. 在东京奥运会女子单人10米跳台跳水决赛中，中国选手全红婵夺冠。下图为全红婵从跳水的最高点到入水最深处的位移时间图像，已知入水前全红婵做自由落体运动，入水后做匀减速直线运动。图上x1、x2、t0均为已知量，重力加速度为g，由此可知（　　） A. 全过程的位移大小为 B. 入水时的速度大小为 C. 入水后加速度大小为 D. 在水中减速时间为 3. 哈雷彗星是目前人类已知的唯一短周期性彗星。哈雷彗星上一次回归时间是1986年，预测哈雷彗星下次飞近地球将在2061年左右。如图所示，地球的公转轨道可近似看作圆，但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的0.6倍。下列说法正确的是（　　） A. 彗星在回归过程中的机械能在不断增大 B. 彗星在远日点加速度等于在近日点加速度 C. 地球公转线速度为彗星在近日点线速度的倍 D. 彗星椭圆轨道的半长轴为地球公转半径的倍 4. 如图，圆环均匀带正电，沿其中心轴线建立x轴。将另一点电荷从圆心处沿x轴正方向移到无穷远处的过程中，电场力做功为。取无穷远处为电势能零点，则电荷具有的电势能与位置坐标x的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心，r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势并记录相应转过的角度θ，再用此数据绘制图。当半径r分别取时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为，且曲线③的最小值恰好为零，则下列说法正确的是（　　） A. 曲线①对应的r取值为 B. 电场方向沿x轴负方向 C. 坐标原点O的电势为 D. 电场强度的大小为 6. 电子束光刻技术以其分辨率高、性能稳定、功能强大而著称，其原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，在束偏移器间不加扫描电压时，电子束垂直射到晶圆上某芯片表面并过中心O点，单个电子进入束偏移器的初动能恒定。电子的重力不计，则（　　） A. 束偏移器间加的电压越大，电子通过束偏移器的时间越短 B. 进入束偏移器的初动能越大，电子通过束偏移器的时间越短 C. 束偏移器间加上稳定扫描电压，电子在束偏移器内做变加速运动 D. 在不同的扫描电压下，电子离开束偏移器时速度的反向延长线不可能相交同一点 7. 如图所示为某物体沿一直线做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 B. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 C. 和，合外力做功相同、合外力的冲量也相同 D. 和，合外力做功相同、合外力的冲量不相同 8. 如图所示，在倾角θ=30°的固定的斜面上有物块A和B，物块A通过劲度系数为k 的轻弹簧栓接在斜面底端的挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与物块C相连，三个物块的质量均为m，弹簧和细线与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直。现撤去外力，让物块C由静止释放。已知重力加速度为g，物块C下落过程没有触地，物块B没有接触定滑轮，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 释放物块C的瞬间，物块A、B整体的加速度为 B. 从释放到物块A、B分离的过程中，A、B两物块沿斜面运动的位移为 C. 从释放到物块A、B分离的过程中，物块A的机械能保持不变 D. 从释放到物块A、B分离的过程中，物体C减小的机械能等于物块A、B增加的机械能 二、多项选择题：本题共4小题；每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上行驶，某时刻两车正好并排行驶，从该时刻起两车的速度－时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. t0时刻两车相遇 B. 0~t1时间内，甲、乙两车的加速度大小均逐渐减小且方向相反 C. 0~t0时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度 D. t1时刻甲、乙两车一定再次相遇，之后甲车将一直在乙车前方 10. 如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲沿x轴正方向传播，乙沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波的波形图如图所示。已知波速v=8cm/s，下列选项中正确的是（　　） A. 波的频率为0.5Hz B. 甲、乙两列波的波源处质点的起振方向相反 C. 两列波叠加后，x=7cm处的质点将做振幅为7cm的简谐振动 D. 形成稳定干涉后，相邻振动加强区和减弱区之间的距离为2cm 11. 节能的LED灯越来越普及，而驱动LED灯需要恒流源。如图所示，电路中的电压表电流表都是理想电表，电源是一个恒流源（该恒流源输出的电流大小方向都不变），在改变的过程中，电压表的读数为，电流表的读数为，电流表的读数为，它们的变化量的绝对值分别为、、，以下说法正确的是（　　） A. ， B. C. 恒流源输出的功率不变 D. 当时，滑动变阻器消耗的电功率最大 12. 如图所示，在直角坐标系xOy中，位于坐标轴上的M、N、P三点到坐标原点O的距离均为r，在第二象限内以O1(－r，r)为圆心，r为半径的圆形区域内，分布着方向垂直xOy平面向外的匀强磁场；现从M点平行xOy平面沿不同方向同时向磁场区域发射速率均为v的相同粒子，其中沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限，为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N点，在第一象限内，以适当的过P点的曲线为边界(图中未画出，且电场边界曲线与磁场边界曲线不同)，边界之外的区域加上平行于y轴负方向的匀强电场或垂直xOy平面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用及其重力，下列说法正确的是（　　） A. 若OPM之外的区域加的是磁场，则所加磁场的最小面积为 B. 若OPM之外的区域加的是电场，粒子到达N点时的速度最大为 C. 若OPM之外的区域加的是电场，粒子到达N点时的速度方向不可能与x轴成45° D. 若OPM之外的区域加的是电场，则边界PN曲线的方程为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某学习小组用下图所示实验装置探究“平抛运动的规律”。 （1）关于该实验，将你认为正确的一个选项前面的字母填在横线上___________； A．小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差 B．本实验应该选用密度较大的小钢球 C．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些 D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）实验中，该小组让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中可以看出甲的错误最可能是___________，乙的实验错误最可能是___________。（将正确选项前面的字母填在横线上） A．小球与斜槽之间摩擦太大 B．斜槽末端不水平 C．每次由静止释放小球的位置不同 D．用铅笔记录小球位置时，没有每次严格地等距离下降 E．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高 14. 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中是电池；、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头电流表G的量程为，内阻，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，5个挡位为；直流电压5V挡和10V挡，直流电流10mA挡和100mA挡，欧姆挡。 （1）开关S接位置______（填“1”或“2”）时是电流挡的小量程，根据题给条件可得______Ω； （2）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为______； （3）已知图中的电源E的电动势为10V，当把开关S接到位置3，短接A，B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为______Ω； （4）当电池长期使用使得电动势变小，用该电池的多用电表测量电阻时，所测得的阻值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 15. 2024年5月底，武汉市正式投入运营上千辆无人驾驶出租车“萝卜快跑”，并以超低的优惠价格吸引广大市民，这引起了社会的广泛关注。在某次乘客体验中，车从静止开始做匀加速直线运动，某时刻因系统检测到前面红灯即将出现，车立即以另一加速度做匀减速直线运动，刚好在斑马线前停止。若测得匀加速阶段第3 s内位移为5 m，匀加速与匀减速的时间之比为1∶2，全程总位移为108 m。求 （1）匀加速阶段的加速度大小； （2）全程的最大速度。 16. 如图，光滑绝缘水平桌面位于以ab、cd为边界的匀强电场中，电场方向垂直边界向右。两小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。两小球质量分别均为，A带电荷量为，B不带电。初始时小球A距ab边界的距离为，两小球间的距离也为。已知电场区域两个边界ab、cd间的距离为10L，电场强度大小。现释放小球A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。求： （1）第一次碰撞后A和B的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，A与B的最远距离； 17. 如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 （1）要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小； （2）调整极板间磁场，使的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场。若且上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积和吞噬板的发光长度； （3）若撤去极板间磁场且偏转磁场边界足够大，离子速度为、且各有n个，能进入磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求的取值范围及吞噬板上收集的离子个数。 18. 如下图所示，有一足够长的斜面固定在水平地面上，它与水平方向的夹角，斜面上每隔固定一个挡板，从上往下依次标记为。挡板1的上方某处有一厚度均匀、质量为的长木板A，A的上表面放有一质量为的小物块B，B与A之间动摩擦因数，A与斜面之间动摩擦因数，最初A、B均处于静止状态。现给物块B一个平行于木板斜向下、大小的作用力，经后撤去。再经后，木板A与挡板1发生碰撞。若木板A每次与挡板碰撞都以碰前的速度反弹，且每次与挡板碰后立即撤离被碰挡板，物块B始终没有与挡板相碰，B也始终没有滑离木板A，重力加速度，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。求： （1）作用的内A、B的加速度大小； （2）A与挡板1碰撞时的速度大小； （3）B在A上面滑行时，B相对于A滑行的总路程（结果保留2位有效数字）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $