2024温州高三下学期三模物理试题含解析

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考生须知：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
2.考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卷上。
3.选择题的答案须用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡皮擦净。
4.非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卷上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。
5.可能用到的相关参数：未特殊说明重力加速度 g 均取
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列四组物理量均为矢量的是（ ）
A. 动量、冲量B. 质量、 电量C. 温度、速度D. 电流、 电容
2. 2023年 10月 30日，中国队在男子短道速滑5000米接力赛中，以7分04秒412的成绩夺冠。下列说法正确的是（ ）
A. 题中“7分04秒412”表示时刻
B. 题中“5000米”表示位移大小
C. 运动员在接力过程中，惯性不变
D. 研究队员冲线细节时，可以将其看成质点
3. 现代家居常用吊篮美化室内环境。如图所示，三根等长轻质铁链对称地悬挂在吊篮架上，另一端接在一起，悬挂在支架上。已知吊篮、花和花盆的总质量为3m。下列说法正确的是（ ）
A. 每根铁链的拉力均为mg
B. 给花浇水后支架对墙面的作用力变大
C. 改变铁链的长度，铁链的拉力大小不变
D. 吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力
4. 2024年2月 19日中国科学家成功合成两种新的核素：锇160（）钨156（）。锇160发生α衰变发射出的高能粒子能使空气电离，钨156发生 衰变（正电子）生成钽156（）。下列说法正确的是（ ）
A. 不同温度下，锇160的半衰期不同
B. 能使空气电离的高能粒子主要是γ射线
C. 钨156发生β⁺衰变产生的新核与钨156是一对同位素
D. 锇160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能
5. 2023年9月25日，中国年仅 15岁的小将陈烨在杭亚会滑板男子碗池决赛中夺冠。图示为运动员陈烨在比赛中腾空越过障碍物，若忽略空气阻力，那么腾空过程中（ ）
A. 运动员始终处于超重状态
B. 运动员在最高点的加速度为零
C. 运动员所受重力的冲量一直变大
D. 运动员和滑板构成的系统动量守恒
6. 如图所示，将两小沙包a、b以不同的初速度分别从A、B两处先后相差0.5s水平相向抛出，同时落在水平面同一处，且速度方向与竖直方向夹角相等。两小沙包a、b视为质点，并在同一竖直面内运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A. A处比B处高1.25m
B. 若将两沙包同时水平抛出，落地前可能会相遇
C. 若已知B处高度和沙包b的下落时间，可求出A、B的水平距离
D. 若已知A处高度和沙包a的初速度，可求出A、B的水平距离
7. 2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是（ ）
A. 月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B. “鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C. “鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D. “鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
8. 新安江水库蓄水后，水位落差可达55m，如图所示。已知落差处流量为的水流冲击水轮机发电，水流减少的机械能80%转化为电能。发电机输出电压为11kV，水电站到用户之间采用220kV高压进行远距离输电，输电线上损耗的功率不超过输送功率5%，用户所需电压为220V。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器原副线圈匝数比为1：20B. 发电机的输出功率为
C. 输电线上电阻不能超过110ΩD. 降压变压器原副线圈匝数比为1000：1
9. 蜻蜓在水面上，“点水”激起一圈圈波纹，如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板，A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，AB间距为50cm，O为AB中点， AB 中垂线上的C点，距O 点100cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波，t=0 时波源自平衡位置起振。已知波速为20cm/s，小孔A 处质点第一次处于波谷时，小孔B 处质点刚好第一次处于波峰，下列说法正确的是（ ）
A. 波源S起振方向向下B. t=4s时A、B两处质点振动方向相反
C. OC线段的中点为加强点D. 若蜻蜓点水的频率增大，则波速增大
10. 如图所示是粒子流扩束技术的原理简图。正方形区域I、II、III、IV对称分布，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，四个区域内有界磁场（边界均为圆弧）分布可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
11. 如图，电路中电源电动势8V、内阻0.5Ω， 电流表内阻不计，R为定值电阻，M为电动机，P、Q两极板正对，间距为d。闭合开关S、S1电流表示数为3.2A，电子从P板以速度 v₀垂直于极板射出，恰能到达两极板中央。再将S2闭合，稳定后电流表示数为4A。下列说法正确的是（ ）
A. 电动机M的输出功率为6W
B. 电动机M的绕线电阻为6Ω
C. 定值电阻 R 消耗的功率减小18W
D. 再让电子从P板以速度2v₀垂直于极板射出，能到达Q板
12. 如图甲所示是一圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网，当茶壶中盛有水时，观测者从侧边看到滤网水下部分比水上部分粗一些，其部分光路如图乙所示。测得滤网水上部分直径 滤网的像直径 茶壶壁直径 ，忽略茶壶壁和滤网的厚度，可得茶水的折射率为（ ）
A. 1.31B. 1.52C. 2.00D. 2.50
13. 如图所示在竖直y轴上固定两个点电荷，电荷量为+Q的点电荷在2y0处、电荷量为-4Q的点电荷在3y0处。将质量为m、电荷量为+q的小球从坐标原点O静止释放，经过A点后，能到达最低点B。以y0处为电势能零点、2y0处为重力势能零点，小球可视为点电荷。小球在此运动过程中的重力势能、机械能、动能及电势能随y变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应
B. 乙图中荷叶上的露珠呈椭球形，说明露珠不浸润荷叶
C. 丙图中石英玻璃是由天然石英熔化后再凝固形成，它属于多晶体
D. 丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，其尖端会变钝，是液体表面张力作用的结果
15. 如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（ ）
A. 扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔
B. 频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子
C. 若发光二极管发出频率为的光，则一定无法识别条形码
D. 若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.
（1）某实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，装置中的重物应选择____________（选填“甲”、“乙”或“丙”）
（2）关于该实验，下列说法正确的是 ；
A. 根据公式计算某点的瞬时速度
B. 重物下落的起始位置应靠近打点计时器
C. 用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物
（3）按照正确操作得到如图2所示的纸带，计数点O、A、B、C、D、E、F是打点计时器连续打下的七个点。已知重物的质量为200g，当地重力加速度为，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
①在纸带BE段，重物的重力势能减少量____________ J，打点计时器打下图中 B 点时重物的速度大小是____________（结果均保留3位有效数字）；
②打点计时器打B点和E 点时重物的动能增加量比较与的大小，出现这一结果的原因可能是____________。
A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力
C.接通电源前已释放了纸带 D.打点计时器的实际打点频率小于 50Hz
17.
（1）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，图1中的a、b、c三个位置对应的器材为 ；
A. a是滤光片、b是单缝、c是双缝
B. a是单缝、b是双缝、c是滤光片
C. a是双缝、b是单缝、c是滤光片
（2）可以从测量头内看到的图像是 ；
A. B. C.
（3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。下列实验采用了类似方法的有 。
A. “用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C. “探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量
18.
（1）某实验小组通过测量矿泉水电阻率，来分析其内矿物质含量。用多用电表的欧姆档直接测量矿泉水的电阻，进而得到电阻率。多用电表测电阻时，下列说法中正确的是 ；
A. 测量时电流从“+”插孔流出电表，从“-”插孔流回电表
B. 若不能估计被测电阻大小，可先用中等倍率试测
C. 选择“×10”倍率测量时发现指针位于20和30 正中间，则测量值小于25Ω
（2）取截面积12.5cm2、厚度不计的两铜板 A、B，安装在针筒内两端紧密贴合。铜板 A在靠近针嘴处固定，导线从针嘴里引出，铜板 B固定在活塞上可随活塞一起运动，导线从活塞上端引出（不影响活塞的密封性）。针筒最上方靠近针嘴处有一小孔P用于液体的加入和气体排除。实验步骤如下：
①按图1 电路图连接好电路；
②用另一针筒从小孔 P 处推入适量的该品牌矿泉水，使活塞静置于 90mL处；小刚同学发现测量水的电阻时，阻值会逐渐增加，猜测由水电解引起。查阅资料后，电源使用如图2所示的交流电供电可抑制电解的影响，该交流电电压的有效值为______ V；
③将变阻箱打到1944Ω，输入图2所示的交变电流，闭合开关，用数字多用表的交流电压挡测得电压为0.900V，此时针筒内水的阻值是______Ω；
④向左缓慢推动活塞，处于50ml时，矿泉水恰好未漫出 P小孔。继续推动活塞处于 40mL、30mL，…，记录相应数据。该矿泉水的电阻率为______Ω·m（此结果保留3位有效数字）。
19. 某款气压式升降椅，它通过活塞上下运动来控制椅子的升降，其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸，开口向上竖直放置在水平地面上，筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内，在卡环（可使活塞向下运动而不能向上运动，且当活塞运动时与活塞间无力）的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸，缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量，大气压强，缸内气体视为理想气体，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。
（1）椅面缓慢下降，若活塞对气体做功32J，则缸内气体____________（选填“吸热”、“放热”），其数值为____________；
（2）某同学先虚坐在椅面上（与椅面间恰无作用力），然后逐渐减小脚对地面的压力，使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面，并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。
20. 如图所示，某固定装置由长度的水平传送带，圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成，轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为，物块b与小车的动摩擦因数，其它轨道均光滑，物块均视为质点，不计空气阻力。
（1）求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q；
（2）求物块a 到达D点时对管道的作用力FN；
（3）要使物块a恰好不与物块b发生碰撞，求小车长度的最小值d。
21. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面内建立xOy直角坐标系，在区域I内分布着垂直该平面向外的匀强磁场（右边界EF的横坐标在间某处），其磁感应强度大小随时间变化如图乙所示；在区域Ⅱ内分布着垂直该平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。该平面内有边长为2a、电阻为R、质量为m的正三角形金属框，其MN边与y轴重合，N点与坐标原点O重合。
（1）若金属框不动，在的时间内判断框内电流方向，并求出MN边上产生的焦耳热Q；
（2）若在时，沿x轴正方向给金属框一初速度，使其沿x轴运动。时顶点P刚好运动到边界EF处；当顶点P运动到和处时的速度分别为（未知）和；框顶点P到达处后，继续向前运动直到停止（此时MN边尚未进入区域Ⅱ）。运动中MN边始终与y轴平行。
①比较与大小；
②求金属框停止时顶点P的横坐标；
③若将金属框以初速度大小为、方向与x轴正方向成60°角斜向上推出，其他条件不变。求当框顶点P到达处时的速度v的大小。
22. 如图甲所示，某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成，分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、I象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场，场强大小 在 范围内调节；在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 随E₁的变化而变化；在检测区内，分布着匀强电场或磁场，检测区内适当位置放有长为2L的检测板。在坐标为(-L，-1.5L)的A处有一离子源，可连续释放质量为m、电荷量为 的离子（释放时的速度可视为零），离子沿直线到达坐标为(-L，0)的小孔 C，再经偏转区后从坐标为(0，L)的小孔D 进入检测区，打在检测板上。三个区域的场互不影响，不计离子的重力及其间的相互作用。
（1）要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，试推导磁感应强度大小 随场强E₁变化的关系式；
（2）如图乙所示，将检测板左端放在D孔上沿，板面与x轴正方向的夹角检测区内加沿y轴负方向、场强大小 的匀强电场，在满足（1）的条件下，
①求检测板上收集到离子记录线的长度；
②调整θ角使检测板上收集到离子的记录线最长，求此记录线的长度及调整后的角度正弦值；
（3）如图丙所示，检测板与y轴平行，并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场，磁感应强度大小 沿x轴均匀变化，即 （k为大于零的常量），在满足（1）的条件下，要使检测板能收集到离子，求检测板x坐标的最大值。