海南省2021一2022学年高三学业水平诊断（三）物理考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.电池是一辆纯电动汽车的“心脏”，质量能量密度是衡量一辆电动汽车电池组性能的重要参数，所谓质量能量密度是指电池所能存储（或释放）的电能与电池自身的质量之比，质量能量密度数值越大，意味着相同质量的电池能存储（或释放）更多的电能，汽车续航里程也就越长。质量能量密度的单位用国际单位制的基本单位符号来表示是A.m2/kgB.m2/s2C.J/kgD.W/kg2.M、N两点相距为d，各固定一正点电荷，两电荷所带电量分别为Q1和Q2，且Q1=2Q2，在M、N连线上A点（未画出）场强为零，则A、N之间的距离为A.B.C.D.3.如图所示，质量为m的小球系在轻绳下端，上端固定在天花板上的O点，用外力F把小球拉到A位置静止，此时0A与竖直方向的夹角θ=30°，重力加速度为g，这种情况下拉力F的大小可能为
A.B.C.D.4.一汽车以大小为a的加速度从A匀加速运动到C，B是AC的中点，汽车通过AB段所用的时间为2t，通过BC段所用的时间为t，则AC段的长度为A.B.C.D.5.如图所示，水平固定粗糙杆上穿过一个小球，小球与左端固定的水平轻弹簧相连，0是弹簧原长位置。若向右把小球拉到B点，t=0时刻由静止释放小球，t=t0时刻小球刚好第一次运动到0点，继续运动到A点时速度为零。下列有关小球运动的v-t图像可能正确的是A.B.C.D.6.有一卫星正在围绕某一颗行星做匀速圆周运动。卫星到行星表面的高度为h，引力常量为G，要计算行星的质量，还需A.测出卫星的周期TB.测出卫星的线速度v
C.测出卫星的向心加速度aD.测出卫星的角速度ω和行星的半径R7.一列沿x轴正向传播的简谐横波，t=0时刻波形如图所示，此时平衡位置坐标为（3.5，0）的质点开始振动，平衡位置坐标为（2，0）的质点起振时间比平衡位置坐标为（3，0）的质点起振时间早0.5s，则下列说法正确的是A.波的传播速度是4m/sB.平衡位置坐标为（1，0）的质点起振方向沿+y方向C.t=0时刻质点P的加速度大于QD.0～3.5s时间内，平衡位置坐标为（2.5，0）的质点通过的路程为28cm8.如图所示，在x0y坐标系中，y轴右侧存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，磁场右边界线与y轴平行，一束带正电荷的同种粒子从0点沿着x轴正方向以恒定速率进入磁场，粒子从右边界离开磁场时速度方向与x轴成θ角。若撤掉磁场，该种粒子从进人到离开右边界用的时间为t，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则此粒子的比荷为A.B.C.D.二、多项选择题：本题共5小题，每小题4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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.平行板电容器充电之后，右侧极板带正电，左侧极板带负电，将右侧极板固定到绝缘支架上，左侧极板接地，手持左侧极板上的绝缘手柄，移动左侧极板，下面说法正确的是
A.保持正对面积不变，增大两极板间距离，场强减小B.保持正对面积不变，增大两极板间距离，右极板电势升高C.保持两极板间距离不变，减少正对面积，场强变大D.保持两极板间距离不变，诚少正对面积，右极板电势降低10.如图所示，理想变压器原线圈有1、2、3三个端子，副线圈与定值电阻R相连，交变电源的电压有效值恒定不变。当1、3接电源时，理想电流表读数为I1，定值电阻R消耗的功率为P1；当2、3接电源时，电流表读数为I2，定值电阻R消耗的功率为P2，下面说法正确的是A.I1>I2B.I1<I2C.P1>P2D.P1<P211.如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电动机M的线圈电阻为R。闭合电键S后，电动机正常工作，此时电压表读数为U，电流表读数为I，电表均为理想电表。下面说法正确的是
A.通过电动机的电流为B.通过电动机的电流为C.电源的效率为D.电动机输出的机械功率为12.如图1所示，矩形金属线圈放在光滑水平桌面上，在水平向右的拉力F作用下进入有界匀强磁场，磁场边界与线圈右边平行。从线圈右边进入磁场开始计时，在线圈进入磁场的过程中，其速度v随时间t变化关系的图像为一条直线，如图2所示。下面说法正确的是A.线圈受到的安培力F安是关于时间t的一次函数B.线圈受到的安培力F安是关于时间t的二次函数C.线圈发热功率P是关于时间t的一次函数D.线圈发热功率P是关于时间t的二次函数13.如图所示，光滑水平地面上有A、B两个小球，A球质量为1kg，B球质量为2kg，两球用轻质弹簧相连，初始状态两小球都被固定，弹簧被拉伸。某时刻释放小球B，当小球B第一次速度大小为3m/s时，再释放小球A，此时弹簧长度仍大于原长，当小球A的速度大小为1m/s时，弹簧刚好恢复原长。则A.释放小球B和小球A后，A、B两球的总动能保持不变B.弹簧弹力刚好为零时，小球B的速度大小为3.5m/sC.弹簧长度最短时，小球A的速度大小为2m/s
D.弹簧长度最短时，弹簧储存的弹性势能为三.实验题：本题共2小题，共20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。14.（8分）用如图所示的实验装置可以验证机械能守恒定律：光滑四分之一圆弧滑槽固定在铁架台上并可以上下移动。铁架台放在水平桌面上。圆弧PQ对应的圆心角是60°，将一可视为质点的金属小球从Q点由静止释放，小球从圆弧最低点P开始做平抛运动最后落到水平地面上的M点。P与M的水平距离为x，竖直距离为h。（1）实验过程中，用刻度尺测出平抛运动的水平位移x以及竖直位移h，还需要测出_________（写出测量量名称及对应字母代号）。（2）如果x=_________，表明机械能守恒定律成立。（3）改变滑槽在铁架台上固定点的上下位置，得到多组x和h的数据，然后用图像法处理数据，以h为纵轴，如果要让画出的图像为一条直线，应该以_________为横轴。若作出的直线斜率k=________，则表明机械能守恒定律成立。15.（12分）在测量金属丝的电阻率实验中，实验室提供的实验器材有：A.待测金属丝（长度l≈50cm，阻值Rx≈10Ω）B.螺旋测微器C.电流表A1（程0-0.6A，内阻约5Ω），电流表A2（程0-0.3A，内阻RA2=10Ω）D.电源E（电动势约6V）E.滑动变阳器、开关及导线若干（1）要测量金属丝的电阻率，还需要一种必要的测量工具：___________。（2）用螺旋测微器测量金属丝直径d，某次的测结果如图1所示，其读数d=___________mm。
（3）请在图2中将本实验的电路图补充完整。（4）按照正确的电路图进行实验，两只电流表的读数不同，读数较大的电流为I1，读数较小的电流为I2，则金属丝电阻的测址值Rx=___________。从实验原理上看，测量值Rx与其真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。（5）金属丝的电阻率ρ=_________（用R、d、l表示）。四、计算题：本题共3小题，共36分。把解答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。16.（10分）如图所示，A、B是竖直放置、相距为d的两块平行金属板，整体构成一电容为C的电容器，两板开有小孔，小孔不影响平行板电容器电场分布，两板之间固定一水平绝缘薄木板，M点位于A板小孔处，绝缘木板上的N点到极板B的距离为L。一质量为m、电荷量为q可看成质点的小滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为μ，当电容器不带电时，小滑块以某一初速度v0（未知）从M点向右运动，刚好能够到达N点：当电容器充电后，小滑块以相同的初速度从M点向右运动，刚好能够到达极板B，重力加速度为g。小滑块在电容器间运动不影响电场分布，求：
（1）充电后电容器极板间的场强大小：（2）充电后电容器所带的电荷量。17.（10分）如图所示，长方形玻璃砖的b边长为1，d边长为，一束单色光从b边的中点A以60°的入射角射到玻璃砖上，光束刚好射到ad边的中点。现保持人射位置不变，使这束单色光人射角减小为45°，光束刚好射到ad边上的P点（未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光的多次反射。求：（1）玻璃对光的折射率；（2）光从A点射到P点的传播时间。18.（16分）如图所示，在x轴上方有一匀强电场，电场强度大小为E，方向沿y轴负方向。x轴下方有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。一质量为m、带电量为+q的粒了自y轴上的M点（0，d）由静止释放，经电场加速及磁场偏转后第一次向上通过x轴时，与另一质量也为m的不带电粒子发生碰撞，并结合在一起。不计粒子重力，求：
（1）带电粒子第一次向上通过x轴时的横坐标值；（2）第一次碰撞后经过多长时间，结合成的粒子速度首次为零；（3）若该带电粒子每次向上经过x轴时，都与一质量为m的不带电粒子发生碰撞，并结合在一起，求带电粒子释放后第n次速度为零时的位置坐标。海南省2021—2022学年高三学业水平诊断（三）物理·答案1～8题每小题3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。9～13小题每小题4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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．B 2．C 3．A 4．D 5．C 6．D 7．D 8．A 9．BC 10．BD 11．CD 12．AD 13．BCD14．（1）圆弧半径R（2分） （2）（2分） （3）（2分） （2分）15．（1）刻度尺（或直尺、米尺，2分） （2）0.722（或0.721、0.723，2分）（3）如图所示（2分）（4）（2分） 相等（2分） （5）（2分）16．（1）电容器不带电时，由动能定理：①（2分）
加电场以后由动能定理：②（2分）由①②解得（1分）（2）电容器带电量（2分）（2分）解得（1分）其他方法得出正确结果同样给分。17．（1）光束以的入射角入射时，光射到ad边的中点，设此时折射角为r则（1分）因此折射角（1分）折射率（2分）（2）减小入射角后，设折射角为（1分）解得根据几何关系，AP间的距离为（1分）光在玻璃中的折射率为（1分）
因此，光在玻璃中的传播速度：（1分）光从A点射到P点的传播时间（2分）18．（1）带电粒子在电场中运动，由动能定理（1分）带电粒子在磁场中运动，有（2分）解得（1分）由几何关系得，粒子第一次向上通过x轴的横坐标值即为粒子做圆周运动的直径，有（1分）（2）粒子在磁场中运动速度不变，对碰撞过程有碰撞后两粒子结合在一起在电场中运动，由牛顿第二定律（2分），又（2分）解得（1分）（3）粒子第一次进入磁场时动量为一定值，而粒子在磁场中运动速度大小不变，动量大小不变；粒子穿过磁场随后与下—粒子碰撞时动量守恒，随后在电场中运动，再次进入磁场时动量的大小依然不变，综上可得粒子在磁场中的动量的大小为一定值。第n次碰撞后粒子结合体质量为粒子第n次碰撞后进入电场直到速度为零，根据动能定理有（1分）又，联立有（1分）
解得（1分）又结合体在磁场中运动时，磁感应强度不变，带电量不变，动量不变，由粒子在磁场中的半径公式，即粒子在磁场中运动的半径为定值。（1分）由（1）中结果得，第n次碰撞后粒子的横坐标为（2分）即粒子坐标为
