浙江省2024年高三上学期物理期末联考试题

这是一份浙江省2024年高三上学期物理期末联考试题，共16页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。

1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、如图所示，一节干电池的电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1.0Ω，外电路电阻为R，接通电路后，则（ ）
A．电压表读数一定是1.5V
B．电流表读数可能达到2.0A
C．电源每秒钟有1.5J的化学能转化为电能
D．1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做功为1.5J
2、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（ ）
A．质量为2m的木块受到四个力的作用
B．当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断
C．当F逐渐增大到1.5时，轻绳还不会被拉断
D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为
3、如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰，碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中，假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.2，与沙坑的距离为1m，g取10m/s2，物块可视为质点，则A碰撞前瞬间的速度为（ ）
A．0.5m/sB．1.0m/sC．2.0m/sD．3.0m/s
4、一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v0运动，t=0时刻起对它施加一与速度v0垂直、大小为F的水平恒力，则t时刻力F的功率为（ ）
A．0B．C．D．
5、如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（ ）
A．L增大，R不变B．L减小，R不变
C．L不变，R增大D．L不变，R减小
6、如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的点，b粒子打在B板的点，若不计重力，则
A．a的电荷量一定大于b的电荷量
B．b的质量一定大于a的质量
C．a的比荷一定大于b的比荷
D．b的比荷一定大于a的比荷
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示的 “U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（ ）
A．磁场对金属棒做功为
B．流过金属棒的电荷量为
C．整个过程因摩擦而产生的热量为
D．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为
8、下列说法中正确的是（ ）
A．布朗微粒越大，受力面积越大，所以布朗运动越激烈
B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大
C．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先增大后减小
D．两个系统达到热平衡时，它们的分子平均动能一定相同
E.外界对封闭的理想气体做正功，气体的内能可能减少
9、地球探测器的发射可简化为以下过程。先开动发动机使探测器从地表由静止匀加速上升至高处，该过程的平均加速度约为。再开动几次发动机改变探测器速度的大小与方向，实现变轨，最后该探测器在高度绕地球做匀速圆周运动。已知探测器的质量约为，地球半径约为，万有引力常量为。探测器上升过程中重力加速度可视为不变，约为。则关于探测器的下列说法，正确的是（ ）
A．直线上升过程的末速度约为
B．直线上升过程发动机的推力约为
C．直线上升过程机械能守恒
D．绕地球做匀速圆周运动的速度约为
10、回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（ ）
A．粒子获得的最大动能与加速电压无关
B．粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为
C．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为
D．若 ，则粒子获得的最大动能为
三、实验题：本题共2小题，共18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。
11．（6分）某同学用如图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验。所用打点计时器为电火花打点计时器。
(1)实验室除了提供图甲中的器材，还备有下列器材可供选择：
A．220 V交流电源 B．天平 C．秒表 D．导线 E.墨粉纸盘。其中不必要的器材是________ (填对应的字母），缺少的器材是____________。
(2)对于实验要点，下列说法正确的是____________。
A．应选用体积较小且质量较小的重锤
B．安装器材时必须保证打点计时器竖直，以便减少限位孔与纸带间的摩擦
C．重锤下落过程中，应用手提着纸带，保持纸带始终竖直
D．根据打出的纸带，用△x=gT2求出重力加速度再验证机械能守恒
(3)该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，将打出的计时点分别标号为1、2、3、4、5、6，计时点1、3，2、5和4、6之间的距离分别为x1，x2，x3。巳知当地的重力加速度为g，使用的交流电频率为f，则从打计时点2到打计时点5的过程中，为了验证机械能守恒定律，需检验的表达式为____________________________。
(4)由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量。若重锤的质量为m，根据(3)中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小F=__________(结果用m、g、x1、x2、x3)表示）。
12．（12分）某同学欲将量程为、内阻为的表头改装成一个多用电表，改装后的电表有几个不同量程，分别为量程为和的双量程电压表及量程为的电流表，设计电路如图所示。定值电阻和的值待定，为单刀单掷开关，为单刀双掷开关。已知将开关断开，置于“2”挡时，多用电表的量程为10V，回答下列问题:
（1）表笔A应为_______________（填“红”或“黑”）色；
（2）将开关断开，置于“1”挡时，多用电表用于测量_____________（填“电流”或“电压”）；开关闭合,置于“1”挡时，多用电表用于测量__________________（填“电流”或“电压”）；
（3）定值电阻的阻值_______________Ω，____________Ω、____________Ω（结果保留三位有效数字）
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案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。
13．（10分）如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑的斜面上，其上放置一质量为m的小滑块，斜面倾角θ＝，木板受到沿斜面向上拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与力F的关系如图乙所示，重力加速度取g＝10m/s2，sin＝0.6，cs＝0.8。求：
(1)小滑块与木板的动摩擦因数为多少？
(2)当拉力F＝20N时，长木板的加速度大小为多大？
14．（16分）处于真空中的圆柱形玻璃的横截面如图所示，AB为水平直径，玻璃砖的半径为R，O为圆心，P为圆柱形玻璃砖上的一点，与水平直径AB相距，单色光平行于水平直径AB射向该玻璃砖。已知沿直径AB射入的单色光透过玻璃的时间为t，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，求：
（1）该圆柱形玻璃砖的折射率n；
（2）从P点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间。
15．（12分）在水面上P点正下方有两个点光源a、b，a、b分别发出红光和绿光，它们对水的折射率分别为n1和n2。结果发现在水面上只形成了一个半径为R的蓝色圆形区域，显然这是红光和绿光复合而成的。求：
(i)a、b点的高度差是多少?
(ii)若点光源a到P的距离加倍，圆圈边缘为什么颜色?圆图面积变化多少?
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、D
【解析】
A．电压表测量路端电压，读数小于电动势1.5V，A错误；
B．外电阻和内电阻串联，根据闭合电路欧姆定律得
B错误；
C．电路的电流未知，无法求出每秒钟转化为电能的数值，C错误；
D．根据电动势的定义可知，电动势为1.5V，表明1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做的功为1.5J，D正确。
故选D。
2、C
【解析】
A．质量为2m的木块受重力、支持力、m对它的压力以及摩擦力，还有轻绳对它的拉力，总共五个力的作用，故A错误；
BC．当轻绳对质量为2m的木块的拉力为时，根据牛顿第二定律质量为m和2m的木块的加速度：
对整体进行受力分析，有：
可知当拉力为2时，轻绳恰好被拉断，故B错误，C正确；
D．以质量为m的木块为研究对象，当轻绳刚要被拉断时，由牛顿第二定律有：
故D错误。
故选C。
3、D
【解析】
碰撞后B做匀减速运动，由动能定理得
代入数据得
A与B碰撞的过程中A与B组成的系统在水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则
由于没有机械能的损失，则
联立可得
故选D。
4、B
【解析】
根据牛顿第二定律有
因，则恒力F的方向为初速度为零的匀加速直线运动，t时刻的速度为
根据功率的定义可知
故B正确，ACD错误。
故选B。
5、A
【解析】
电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值不变，即电阻R不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数L增大， A正确，BCD错误。
故选A。
6、C
【解析】
设任一粒子的速度为v，电量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度为：
时间为：
偏转量为：
因为两个粒子的初速度相等，则，则得a粒子的运动时间短，则a的加速度大，a粒子的比荷就一定大，但a、b的电荷量和质量无法确定大小关系，故C正确，ABD错误。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BD
【解析】
A．通过R和r的电流相等，R上产生的热量为Q，所以回路中产生的焦耳热
由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做功
故A项错误；
B．由法拉第电磁感应定律得
又
解得：流过金属棒的电荷量
故B项正确；
C．由能量守恒可知
所以整个过程因摩擦而产生的热量
故C项错误；
D．由C选项的分析可知
解得
故D项正确。
8、BDE
【解析】
颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈；根据分子力和分子距离的图像和分子势能和分子之间距离图像，分析分子力和分子势能随r的变化情况；两个系统达到热平衡时，温度相同；根据热力学第一定律判断。
【详解】
A．布朗运动微粒越大，受力面积越大，液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的越趋于平衡，所以布朗运动越不剧烈，故A错误；
B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大，如图所示：
故B正确；
C．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先减小后增大，如图所示：
故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，两个系统达到热平衡时，温度相同，它们的分子平均动能一定相同，故D正确；
E．根据热力学第一定律：
外界对封闭的理想气体做正功，但气体和外界的热交换不明确，气体的内能可能减少，故E正确。
故选BDE。
9、BD
【解析】
A．匀加速上升过程有
解得
A错误；
B．匀加速上升过程有
解得
B正确；
C．匀加速上升过程除地球引力做功外，还有发动机推力做功，则机械能不守恒，C错误；
D．匀速圆周运动过程有
解得
又有
解得
D正确。
故选BD。
10、ACD
【解析】
A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB=m，得
v=
则粒子获得的最大动能
Ekm=mv2=
粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。
B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理
nqU=mvn2
可得
vn=
同理，粒子在加速电场中第n+1次加速获得的速度
vn+1=
粒子在磁场中运动的半径r=，则粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为，故B错误。
C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU，则粒子被加速的次数
n==
粒子在磁场中运动周期的次数
n′==
粒子在磁场中运动周期T=，则粒子从静止开始到出口处所需的时间
t=n′T==
故C正确。
D. 加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即， 当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应该为 ，粒子的动能为Ek=mv2。
当时，粒子的最大动能由Bm决定，则
解得粒子获得的最大动能为
当时，粒子的最大动能由fm决定，则
vm=2πfmR
解得粒子获得的最大动能为
Ekm=2π2mfm2R2
故D正确。
故选ACD.
三、实验题：本题共2小题，共18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。
11、BC 刻度尺 B
【解析】
(1)[1][2] 本实验的实验目的是验证
的正确性，因此可以不测量物体的质量，即可不用天平。打点计时器应接220V的交流电源，打点计时器用来记录物体的运动时间，秒表不必要，不必要的器材为BC，还缺少的器材是处理纸带时用到的刻度尺；
(2)[3] A.应选用体积较小且质量较大的重锤，以减小阻力带来的误差，选项A错误；
B.由于纸带和打点计时器之间存在阻力，因此为了减小摩擦力所做的功，应使限位孔竖直，选项B正确；
C.让重锤拖着纸带做自由落体运动，选项C错误；
D.重力加速度应取当地的自由落体加速度，而不能用△h=gT2去求，选项D错误；
(3)[4] 打计时点2时的速度
打计时点5时的速度
则要验证的机械能量守恒的表达式为：
(4)[5] 根据动能定理有：
解得：
12、黑 电压 电流 4600 100 10.2
【解析】
（1）[1]．根据表头的极性，因电流要从红表笔流入电表，可知表笔A应为黑色；
（2）[2][3]．将开关断开，置于“1”挡时，表头与R2串联，则多用电表用于测量电压；开关闭合，置于“1”挡时，R3与表头并联，则多用电表用于测量电流；
（3）[4]．已知将开关断开，置于“2”挡时，多用电表的量程为10V，则

[5]．将开关断开，置于“1”挡时，多用电表的量程为1V，则
[6]．将开关接通，置于“1”挡时，多用电表的量程为100mA，则
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案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。
13、 (1)0.75(2)2m/s2
【解析】
(1)当F等于18N时，加速度为a＝0。对整体由平衡条件：
F＝(M＋m)gsinθ
代入数据解得
M＋m＝3kg
当F大于18N时，根据牛顿第二定律得
F－Mgsinθ－μmgcsθ＝Ma
长木板的加速度
a＝F－gsinθ－
知图线的斜率
k＝＝1
截距
b＝-gsinθ-＝-18
解得
M＝1kg，m＝2kg，μ＝0.75
(2)当拉力F＝20N时，代入长木板的加速度
a＝F－gsinθ－
解得长木板的加速度为
a1＝2m/s2
14、（1）；（2）。
【解析】
（1）沿AB入射的光将从B点射出，设光在玻璃内的速度为v，则：
v＝
又：
2R＝ct
联立可得：
n＝
（2）过P做入射光的法线，过P做AB的垂线，垂足为C，如图：因，所以∠POC＝30°
由几何关系可知该光的入射角为30°
由折射定律：n＝可得：
由几何关系：
PD＝2R•csr
从P入射的光到达D所用的时间：
联立可得：
t′＝
15、 (1)；(2)边缘为红色，面积增加
【解析】
a、b光发生全反射，根据临界角表达式，结合几何关系求解a、b点的高度差；根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，由此解得增加的面积.
【详解】
（1）根据圆圈都是蓝色可知，a、b光发生全反射时射出水的最大半径均为R，由光的色散可知n1小于n2，设a、b光的临界角为C1和C2，则有：；
由数学知识可知a、b到P的距离分别为 ，
则ab的高度差h=h2-h1，解得
（2）根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，水面上发光半径变为2R，面积增加
【点睛】
解答几何光学问题,关键是画出规范的光路图,结合光的折射定律和全反射的公式,结合几何关系求解.