浙江省臺州市名校聯盟2023-2024學年高三上學期聯考物理試題

2023學年第一學期臺州名校聯盟試題高三年級物理學科考生須知：1.本卷滿分100分,考試時間90分鐘;2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫學校、班級、姓名、試場號、座位號及準考證號。3.所有答案必須寫在答題卷上，寫在試卷上無效；4.考試結束后，只需上交答題卷。5.可能用到的相關參數:重力加速度g取10m/s2。選擇題部分一、選擇題I(本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分)1.中國科學院高能物理研究所牽頭的國際合作組依托國家重大科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)”，在銀河系內發(fā)現12個超高能宇宙線加速器，并記錄到能量達1.4拍電子伏的伽馬光子，這是人類迄今觀測到的最高能量光子。能量值為1.4拍電子伏，即（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】依題意，有故選D。2.如圖所示為2023年杭州亞運會運動員撐桿跳高過桿前的瞬間，則（）A.研究運動員能否過桿，運動員可視為質點B.運動員只受到重力和桿對運動員的彈力C.撐桿跳高的整個過程，運動員的慣性不變D.過桿瞬間運動員的加速度為零【答案】C【解析】【詳解】A．研究運動員能否過桿，不能忽略運動員的大小和形狀，不能視為質點，故A錯誤；B．運動員受到重力、桿對運動員的彈力，還有桿對運動員的靜摩擦力，故B錯誤；C．撐桿跳高的整個過程，運動員的質量不變，則運動員的慣性不變，故C正確；D．過桿瞬間運動員不處于平衡狀態(tài)，加速度不為零，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)，天眼周圍有6座高塔，高塔的功能最有可能的是（）A.吊起饋源接收機B.測量風速C.向宇宙發(fā)射電磁波D.屏蔽外界信號對射電望遠鏡的干擾【答案】A【解析】【詳解】由圖可知，高塔的功能最有可能的是吊起饋源接收機。故選A。4.如圖所示為小球做斜拋運動的頻閃照片，不計阻力。由頻閃照片可知（）A.B位置小球速度最小B.A到B的速度變化量小于E到F的速度變化量C.A到B的重力沖量小于E到F的重力沖量D.AB的水平距離等于EF的水平距離【答案】D【解析】【詳解】A．做斜拋運動小球在最高點速度最小，由頻閃照片可知B位置不是斜拋運動最高點，小球速度不是最小。故A錯誤；B．斜拋運動中相等時間內的速度變化量A到B的時間和E到F的時間相等都等于頻閃照片的周期。A到B的速度變化量等于E到F的速度變化量。故B錯誤；C．重力沖量A到B的時間和E到F的時間相等都等于頻閃照片的周期。A到B的重力沖量等于E到F的重力沖量。故C錯誤；D．斜拋運動水平方向的分運動為勻速直線運動，A到B的時間和E到F的時間相等，故AB的水平距離等于EF的水平距離。故D正確。故選D。5.圖甲是學?；@球存放架，支撐籃球的兩個水平光滑橫桿一高一低，兩桿的距離正好等于籃球半徑的倍，其右視圖簡化為圖乙所示。較低的a桿對籃球的支持力大小為F?，較高的b桿對籃球的支持力大小為已知籃球重力大小為G，忽略桿的粗細。則F?、、G的關系為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】B．由于a、b兩桿的距離正好等于籃球半徑的倍，可知，對籃球受力分析如圖所示可知與之間的夾角為，根據受力平衡可得得故B正確；ACD．設與豎直方向的夾角為，與豎直方向的夾角為，，根據受力平衡可得，故ACD錯誤。故選B。6.如圖所示為研究光電效應電路圖，滑動變阻器的滑片初始時置于最左端，閉合開關后在電路中形成光電流?，F將滑片從最左端向右移動滑動的過程中，光電流i與電壓u的關系圖正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】由圖可知，光電管兩端加的是反向電壓，將滑片從最左端向右移動滑動的過程中，反向電壓逐漸增大，單位時間內到達對陰極A處的電子越來越少，導致光電流逐漸減小，到反向電壓達到遏止電壓時，光電流消失。故選C。7.2023年10月，“神州十七號”飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后與在軌的“天宮”空間站核心艙完成對接。已知“天宮”空間站距地面高度約為400km，地球半徑約為6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2，引力常量。下列說法正確的是（）A.要實現對接，需使飛船先進入空間站軌道，再加速完成對接B.完成對接后，空間站在軌運行的速率可能大于7.9km/sC.由題干條件可以估算出地球的質量D.若無動力補充，核心艙的運行速度會越來越小【答案】C【解析】【詳解】A．要實現對接，需使飛船先進入低軌道，再加速變軌到空間站軌道完成對接。故A錯誤；B．7.9km/s是第一宇宙速度，是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，所以完成對接后，空間站在軌運行的速率小于7.9km/s。故B錯誤；C．根據可知由題干條件可以估算出地球的質量。故C正確；D．若無動力補充，考慮到稀薄大氣的阻力，核心艙逐漸做近心運動，軌道半徑逐漸減小，根據解得可知運行速度會越來越大。故D錯誤。故選C。8.電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現對電子會聚或發(fā)散使微小物體成像。如圖所示，某“靜電透鏡”區(qū)域的等勢面為圖中虛線，其中M、N兩點電勢。現有一正電子束沿垂直虛線AB的方向進入“透鏡”電場，僅在電場力的作用下穿過小孔CD。下列說法正確的是（）A.M點的電場強度小于N點的電場強度B.正對N點射入“透鏡”電場的正電子會經過N點C.正對小孔CD中心射入“透鏡”電場的正電子不會沿直線穿出小孔D.該“透鏡”電場對垂直虛線AB射入小孔CD的正電子束有發(fā)散作用【答案】D【解析】【詳解】A．M點處的等勢面比N點處等勢面密集，則M點的電場強度大于N點的電場強度，故A錯誤；B．電場線與等勢面垂直，則正對N點射入“透鏡”電場的正電子受到的電場力的方向不總是指向N點，不會經過N點，故B錯誤；C．電場線與等勢面垂直，由圖中對稱性及力的合成法則可知，正對小孔CD中心射入“透鏡”電場的正電子受到的電場力的方向與速度方向相同，會沿直線穿出小孔，故C錯誤；D．電場線與等勢面垂直，根據垂直虛線AB射入小孔CD的正電子束受到的電場力方向可知，該“透鏡”電場對垂直虛線AB射入小孔CD的正電子束有發(fā)散作用，故D正確。故選D。9.隨著電動汽車的普及，汽車無線充電受到越來越多的關注。其原理是將受電線圈安裝在汽車的底盤上，供電線圈安裝在路基中，當電動汽車行駛到供電線圈裝置上方時，受電線圈即可“接受”到供電線圈的電流，從而對車載電池進行充電。若已知供電線圈和受電線圈匝數比為。供電線圈接如圖所示的正弦交流電后，下列說法正確的是（）A.受電線圈的輸出電壓為55VB.供電線圈中電流和受電線圈中電流的頻率相同C.供電線圈和受電線圈的磁通量變化率相同D.若供電線圈和受電線圈均采用超導材料，則能量的傳輸效率可達到100%【答案】B【解析】【詳解】A．依題意，供電線圈輸出電壓有效值為供電線圈的磁場不可能全部穿過受電線圈，所以能量傳輸一定會有損失，不能用理想變壓器中電壓與匝數關系求解受電線圈的輸出電壓，根據可知受電線圈的輸出電壓小于55V，故A錯誤；B．無線充電的原理是供電線圈將一定頻率的交流電，通過電磁感應在受電線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端，與變壓器的原理相同，可知供電線圈中電流和受電線圈中電流的頻率相同，故B正確；C．能量傳輸過程有損失，所以供電線圈和受電線圈的磁通量變化率不相同，故C錯誤；D．根據A選項分析可知，能量傳輸過程有損失，所以若供電線圈和受電線圈均采用超導材料，則能量的傳輸效率也不能達到100%，故D錯誤。故選B。10.質量為m、擺長為L的單擺，拉開一定角度后，t?時刻由靜止釋放，在t?、t?、t?時刻擺球動能Ek與勢能Ep第一次出現如圖關系，其中E0為單擺的總機械能。則（）A.此單擺周期為4（t?t?）B.此單擺周期為2（t?t?）C.擺球在最低點的向心加速度為D.擺球在最低點的向心加速度為【答案】C【解析】【詳解】AB．單擺在擺動過程中，只有重力做功，機械能守恒為E0，故重力勢能和動能之和為E0，在t1時刻，即在擺動的最高點，單擺的速度為零，動能為零。在t3時刻，單擺的重力勢能為零，故此時擺球在最低點，則擺球從最高點運動到最低點所用的時間為故周期為故AB錯誤；CD．在最低點，擺球的動能為根據牛頓定律得則故C正確；D錯誤。故選C。11.如圖所示，長為12cm的線光源AB，其表面可以朝各個方向發(fā)光，現將AB封裝在一個半球形透明介質的底部，AB中點與球心O重合。半球形介質的折射率為2，為使光源AB有長度發(fā)出的所有光都能射出球面，不考慮二次反射，則球半徑R至少為（）A.8cm B. C.16cm D.【答案】A【解析】【詳解】如圖所示，在半球面上任選一點P，根據幾何關系可知，若此時線狀光源上距O點處的C點發(fā)出的光能夠射出P點，則線狀光源長度上其它點發(fā)出的光也一定能夠射出P點，所以只要C點發(fā)出的所有光線能夠射出球面，則光源上長度發(fā)出的所有光均能射出球面，在△OPB中，根據正弦定理有解得當=90°時，有最大值為使光線一定能從P點射出，根據全反射應有聯立，解得故選A。12.屏幕上有一面積為A（面積較?。┑墓饽芙邮掌?，離光能接收器正上方距離為d處有功率恒定的點光源S，光能接收器接收到的光能功率為P，現在離屏幕上方垂直距離為2d處增加一個與屏幕平行的平面鏡，不考慮光經平面鏡反射及傳輸時的能量損失。則下列說法正確的是（）A.點光源S的輻射功率為B.放上平面鏡后，接收器接收到的光能功率為PC.放上平面鏡后，接收器接收到的光能功率為D.放上平面鏡后，屏幕上會出現明暗相間的直條紋【答案】C【解析】【詳解】A．依題意，可得解得故A錯誤；BC．放上平面鏡后，接收器接收到的光能功率為故B錯誤、C正確；D．放上平面鏡后，屏幕上會出現明暗相間的以光能接收器為圓心的同心圓條紋，故D錯誤。故選C。13.某科研小組設計測量超導環(huán)中的電流強度，根據帶電量為q的點電荷以速率v直線運動會產生磁場，該運動電荷在速度方向上各點產生的磁感應強度恰為0，垂直該電荷所在處速度方向上、距該電荷r處產生的磁感應強度為，其中k是靜電常數，c是真空中的光速。將霍爾元件放在超導環(huán)的圓心處，通過測量出的霍爾電壓來計算超導環(huán)的電流。已知某次實驗超導環(huán)的半徑為R，流過霍爾元件的電流為，霍爾電壓為，且，其中H是常數，則超導環(huán)中的電流強度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】帶電量為q的點電荷以速率v在超導環(huán)中運動，設其運動一周時間為T，有所以該點電荷產生的電流為則該點電荷運動在霍爾元件處產生的磁感應強度為由題意可知，則該霍爾元件霍爾電壓為帶入數據有整理有故選D。二、選擇題II(本題共2小題，每小題3分，共6分.每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)14.下列說法正確的是（）A.醫(yī)院中用于體檢的“B超”屬于電磁波B.在LC振蕩電路中，當電流最小時，線圈兩端電勢差最大C.大量的處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子共能輻射出4種不同頻率的光子D.半衰期跟放射性元素以單質或化合物形式存在無關【答案】BD【解析】【詳解】A．醫(yī)院中用于體檢的“B超”屬于超聲波，不是電磁波，故A錯誤；B．在LC振蕩電路中，當電流最小時，電流的變化量最大，則穿過線圈的磁通量變化量最大，線圈兩端電勢差最大，故B正確；C．根據可知處于n=4激發(fā)態(tài)的大量氫原子共能輻射出6種不同頻率的光子；如果是一個處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子最多只能輻射出3種不同頻率的光子，故C錯誤；D．半衰期跟放射性元素以單質或化合物形式存在無關，故D正確。故選BD。15.中國自主三代核電“華龍一號”示范工程全面建成投運?！叭A龍一號”利用重核的裂變，一個重要的核反應方程是各個核和中子的質量為，，光速。則下列說法正確的是（）A.利用速度很大的快中子容易引發(fā)核裂變B.鈾塊體積足夠大時鏈式反應才能進行下去C.鈾235分裂成兩個中等質量的核，比結合能減小，放出核能D.該核反應放出的核能約為【答案】BD【解析】【詳解】A．慢中子最適于引發(fā)核裂變。故A錯誤；B．要發(fā)生鏈式反應，鈾塊體積必須大于或等于臨界體積。故B正確；C．鈾235分裂成兩個中等質量的核，比結合能增大，放出核能。故C錯誤；D．該核反應放出的核能為故D正確。故選BD。非選擇題部分三、非選擇題(本題共5小題，共55分)16.（1）小明同學利用如圖所示裝置做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗。下列說法正確的是___________（多選）A.實驗中小車的加速度盡可能大一些B.需要補償小車受到的阻力C.需要通過調節(jié)定滑輪使細線與長木板平行D.先釋放小車再接通電源（2）如圖是實驗打出一條紙帶的一部分，A、B、C、…是紙帶上標出的計數點，每兩個相鄰的計數點之間還有4個打出的點未畫出。據此紙帶可知小車在打點計時器打下D時的速度大小為_____________m/s。（保留2位有效數字）。（3）如果當時電網中交變電流的電壓為210V，那么加速度的測量值與實際值相比________（選填“偏大”，“偏小”，“不變”）（4）小明同學把實驗裝置中的小車換成木塊來測量木塊與木板之間的摩擦因數。將木塊放在水平長木板上，左側拴有一細線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與槽碼相連，木塊右側與打點計時器的紙帶相連，在重物牽引下，木塊在木板上向左運動，重物落地后，木塊繼續(xù)向左運動。如圖是實驗中打出的一條紙帶，每兩個相鄰的計數點之間還有1個打出的點未畫出。①本實驗采用的數據點位于紙帶上_________（填“A”或“B”）段。②測得摩擦因數__________。（保留2位有效數字）?！敬鸢浮竣?BC##CB②.0.64③.不變④.B⑤.0.32【解析】【詳解】（1）[1]A．小車加速度太大會導致所打點較少，不利于數據處理，故A錯誤；BC．為了保證繩子的拉力為小車所受合力，則需要補償小車受到的阻力，需要通過調節(jié)定滑輪使細線與長木板平行，故BC正確；D．實驗中，應先接通電源，后釋放小車，故D錯誤。故選BC。（2）[2]每兩個相鄰的計數點之間還有4個打出的點未畫出，則相鄰計數點間時間間隔為，由中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度可得，小車在打點計時器打下D時的速度大小為（3）[3]如果當時電網中交變電流的電壓變成，交變電流的頻率不變，打點計時器的打點周期不變，加速度的測量值與實際值相比不變。（4）①[4]根據題意可知，重物落地后，物塊只受摩擦力，由牛頓第二定律有可知則本實驗采用的數據點為重物落地后的數據，即B段。②[5]每兩個相鄰的計數點之間還有1個打出的點未畫出，則相鄰技術點間時間間隔為，由逐差法有解得則測得摩擦因數17.某同學用電阻絲代替滑動變阻器測量兩節(jié)干電池的電動勢與內電阻，如圖1所示，電阻絲的左邊接線柱與導線連接，右邊通過金屬夾與電路相連，電阻絲接入電路部分的長度可通過改變金屬夾的位置進行調節(jié)，電流表量程為0.6A時內阻為0.5Ω。（1）圖1中的導線①應與_________(選填電流表的“3”、“0.6”)接線柱連接；（2）某次實驗的電壓表示數如圖2所示，則電壓表讀數為___________V；（3）根據實驗數據獲得的圖像如圖3所示，由圖像得兩節(jié)干電池的總電動勢E=_________V，總內電阻r=___________Ω(計算結果均保留兩位小數)；（4）測得的電阻絲電阻R與其長度L的圖像為一傾斜直線且斜率為k，測得電阻絲的直徑為d，根據實驗數據還可測得電阻絲的電阻率，則電阻率的測量值_________(選填“偏大”、“偏小”)。【答案】①0.6②.1.70③.2.89##2.90##2.91④.2.73##2.74##2.75##2.76##2.77⑤.偏小【解析】【詳解】（1）[1]兩節(jié)干電池電動勢約為3V較小，電路中電流也較小，則電流表選用A的量程，所以圖1中的導線①應與0.6接線柱連接。（2）[2]兩節(jié)干電池的電動勢約為3V，則電壓表肯定接V量程，該最小分度值為0.1V，則電壓表讀數為1.70V。（3）[3][4]根據閉合電路歐姆定律有整理可得結合圖3可得，則兩節(jié)干電池的總電動勢和總內阻分別為，（4）[5]由于電阻絲的阻值較小，則采用圖1電路測量電阻時選擇的是電流表外接法測量電阻絲的電阻，由于電壓表分流，導致電阻的測量值小于真實值，則電阻絲電阻R與其長度L的圖像的斜率k偏小，根據電阻定律可知可得，電阻絲的電阻率為可知圖像的斜率k偏小，則電阻率的測量值偏小。18.以下實驗中，說法正確的是（）A.在“探究影響感應電流方向的因素”實驗中，需要用到交流電源B.在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，增大透鏡與單縫間的距離可觀察到條紋間距增大C.在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”實驗中，所用交流電源的電壓不要超過12VD.在“利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”實驗中，干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用【答案】CD【解析】【詳解】A．在“探究影響感應電流方向的因素”實驗中，需要用到直流電源。故A錯誤；B．根據可知在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，增大透鏡與單縫間的距離不影響觀察到條紋間距。故B錯誤；C．為了人身安全，在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”實驗中，選用低壓交流電源，電壓不要超過12V。故C正確；D．在“利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”實驗中，干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用。故D正確。故選CD。19.如圖1所示，導熱性能良好、內壁光滑的汽缸開口向上放置，其上端口裝有固定卡環(huán)。質量、橫截面積的活塞將一定質量的理想氣體封閉在缸內?，F緩慢升高環(huán)境溫度，氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的VT圖像如圖2所示，已知大氣壓強，求：（1）狀態(tài)A時氣體的溫度；（2）狀態(tài)C時氣體的壓強；（3）氣體從A到C的過程中吸收的熱量為3×10?J，則此過程氣體內能的變化量?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）氣體從A變化到B發(fā)生的是等壓變化，則將圖2中數據代入得（2）開始時，缸內氣體壓強氣體從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，發(fā)生等容變化，則解得（3）氣體從A到B過程對外做功為根據熱力學第一定律，整個過程氣體內能增量20.如圖所示，某裝置由水平直軌道AE、半徑為的螺旋圓形軌道BCD、長的水平傳送帶、長的水平直軌道FG、半徑為的豎直圓軌道組成，兩個圓形軌道與水平軌道分別相切與B(D)、G點。軌道A處的水平彈射器能使質量為的小滑塊獲得8J的初動能。G點上靜止放置質量為的小滑塊，兩滑塊若碰撞則粘在一起，且不計碰撞所需時間。已知，滑塊與傳送帶和FG段之間的動摩擦因數，其余各段軌道均光滑且各處平滑連接，傳送帶以恒定速度順時針轉動。求：（1）滑塊通過圓形軌道最高點C時軌道所受的壓力；（2）若要使兩滑塊碰撞損失的能量最大，傳送帶速度v的最小值；（3）要使兩滑塊能碰撞且最終停在直軌道FG上，則兩滑塊從碰撞到停止運動所需時間t與傳送帶速度v的關系?！敬鸢浮浚?）30N，方向豎直向上；（2）5m/s；（3）見解析【解析】【詳解】（1）A到C由動能定理:在C點解得由牛頓第三定律，軌道所受壓力大小為30N，方向豎直向上；（2）質量為m?的滑塊在傳送帶上一直勻加速，出傳送帶時的速度最大，則兩滑塊碰撞后損失的能量能達最大。從彈出滑塊到F處，由動能定理解得v=5m/s所以傳送帶速度的最小值為5m/s；（3）①當傳送帶速度v≥5m/s時，質量為m1的滑塊出傳送帶時。質量為m?的滑塊從F到G過程，由動能定理解得兩滑塊碰撞過程動量守恒解得兩滑塊碰后能上升的最大高達為h，由動能定理解得故兩滑塊在半徑為R?的圓內運動可看為單擺模型，周期時間兩滑塊返回G點后到停止運動解得對應時間②出F后恰好運動到G點此時當傳送帶速度時解得21.如圖所示，水平絕緣桌面上固定兩根相互平行的金屬導軌ab、cd和電流強度為I的超導棒(可視為無窮長)。金屬桿A、B與