中学生标准学术能力诊断性测试2023-2024学年高三下学期3月测试理科综合试题（PDF版含答案）

中学生标准学术能力诊断性测试 2024 年 3 月测试 理科综合试卷 物理参考答案 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 14～ 18 题只有一项符合题目要求，第 19～21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分， 选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 14 15 16 17 18 19 20 21 B C B C B BD CD BD 三、非选择题：共 62 分。 22．（6 分） 答案： （1）a （2 分） （2）200 （2 分） （3）45 （2 分） 23．（9 分） 答案： x （1） 1 + x2 + x3 （2 分） 3T （2）b+ 2kT （3 分） 2k （2 分） Mg 2k (M +m) （3） （2 分） mg 24．（12 分） 解析： （1）设大气压强为 p ，开始时，活塞受力平衡：0 p0S +mg = pS （1 分） 设弹簧的弹力最大时，弹簧的形变量为 x，由题意可知： kx = mg （1 分） 当弹簧处于最大压缩状态时，对活塞受力分析可得： p0S +mg = p S + kx （1 分） 1 pLS p1(L x)S由理想气体状态方程可得： = （1 分） T T1 T 解得：T1 = 4 当弹簧处于最大伸长状态时，对活塞受力分析可得： p0S +mg + kx = p2S （1 分） 第1页 共4页 pLS p2 (L + x)S由理想气体状态方程可得： = （1 分） T T2 9T 解得：T2 = 4 T 9T 故当环境温度 T 时，弹簧不会超出其弹性限度（1 分） 4 4 （2）设气温缓慢升高的过程中，封闭气体对活塞做的功为 W 由动能定理得：W mg 2x p S 2x = 0（2 分） 0 由热力学第一定律得： U =Q W （2 分） 解得：Q = 7mgL（1 分） 25．（15 分） 解析： 3 （1）设 α 粒子的质量为 m，电荷量为 q，则氦-3 核的质量为 m，电荷量也为 q 4 1 α 粒子在电场中加速，由动能定理可得： qU = mv2 （2 分） 2 v2 α 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得： qvB =m （2 分） r 1 2mU 联立以上两式可得： r = （1 分） B q 1 3mU 同理可得：氦-3 核在磁场中做匀速圆周运动的半径 r = （1 分） B 2q 解得： r : r = 2: 3（1 分） 2 m α 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T = （1 分） qB 1 m α 粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间 t = T = （1 分） 2 qB 3 m 同理可得：氦-3 核在磁场中做匀速圆周运动的时间 t = （1 分） 4qB 解得： t : t = 4:3（1 分） （2）为使到达照相底片上的两种粒子完全分离，需满足 2r d＞2r （2 分） 第2页 共4页 2 2mU 2 3mU 即 d＞ B q B 2q q 由题意可知氦-3 核的比荷 k = 3 m 4 q 3 则 α 粒子的比荷 = k （1 分） m 4 （3 7 + 4 3） 由以上各式联立解得：U＞ kB2d 2 （1 分） 8 26．（20 分） 解析： （1）设小球从圆管的上端口由静止开始下落 L 时速度为v ，由机械能守恒定律得： 0 1 mgL = mv20 （1 分） 2 设第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度分别为 v ，1 v 2 mv （2 分） 0 =mv1 +Mv2 1 1 mv2 = mv2 1 0 1 + Mv 2 2 （2 分） 2 2 2 1 解得： v1 = 2gL ，向上 3 2 v2 = 2gL ，向下（2 分） 3 （2）第一次碰撞后，小球做竖直上抛运动，圆盘做匀减速直线运动 由牛顿第二定律得： f Mg = Ma （1 分） 设经过时间Δt 二者速度相等且速度为 v ，取向下为正方向。 3 v （1 分） 3 = v1 + g t v = v a t （1 分） 3 2 5 2gL 2gL 解得： t = ， v3 = （2 分） 6g 2 设 t 时间内小球和圆盘的位移为 x球 和 x盘 v + v 5 x球 = 1 3 t = L （1 分） 2 36 第3页 共4页 v2 + v 35x = 3 t = L （1 分） 盘 2 36 由于 v3＞0，且 x 盘＜2L，故当二者速度相等时，圆盘仍在圆管内向下运动 则从第一次碰撞后到第二次碰撞之前，小球与圆盘之间的最大距离 5 xmax = x x球 = L （1 分） 盘 6 （3）假设从第一次碰撞后经过时间 t ，小球和圆盘在圆管内发生第二次碰撞， 1 1 v2t at 2 = v1t + gt 2 （1 分） 2 2 5 2gL 解得： t = （1 分） 3g 2 ... ...