浙江省杭州高级中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题（Word版附解析）

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注意：
1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数：重力加速度g取。
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. 在“液桥”实验中，已知表面张力大小，其中L为长度，为表面张力系数，表示不同液体表面张力大小的性质，则用国际单位制中的基本单位可表示为（ ）
A. B. C. D.
2. 质点是一个理想化模型,下列说法中正确的是（ ）
A. 研究月球绕地球的运动轨迹时,月球不可看作质点
B. 研究刘翔110m栏比赛的跨栏技术时,其身体可看作质点
C. 研究火车通过隧道所需的时间时,火车不可看作质点
D. 研究“嫦娥一号”在轨道上的飞行姿态时,“嫦娥一号”可看作质点
3. 如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是（ ）
A. 磁体做自由落体运动
B. 磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
C. 磁体受到的合力方向一直向下
D. 磁体的机械能先增大后减小
4. 图甲为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完全相同且保持水平，每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图乙所示，则图甲中上、下各一根绳中的张力大小之比为（ ）
A. 1：1B. 2：1C. 5：2D. 5：4
5. 如图所示，甲、乙、丙、丁所示是四种常见的磁场，下列分析正确的是（ ）
A. 矩形线圈在甲图两异名磁极间匀速转动，可产生正弦式交流电
B. 矩形线框放置在乙图中异名磁极间所制成的磁电式电表，表盘刻度均匀
C. 图丙中相距很近的两个同名磁极之间的磁场，除边缘外，可认为是匀强磁场
D. 图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场可认为是匀强磁场
6. （镅）是一种半衰期长达433年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变方程为（为释放射线中的某种粒子，为产生的新核），在该烟雾探测器中装有大约0.3微克的镅-241，其释放的射线可以使腔内空气电离，从而在探测腔内加有低压的电极间形成微小电流。由于该种射线在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住，因此一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部分射线而使电流减小引发警报。关于该报警器下列说法中正确的是（ ）

A. 烟雾颗粒阻挡的是由镅释放的粒子
B. 发生一次衰变所产生新核的中子数比质子数多51个
C. 0.3微克的镅经过866年剩余的质量为0.075微克
D. 发生火灾环境温度升高会使的半衰期变短
7. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（ ）
A. 0~1s内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上
B. 1~2s内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反
C. 0~2s内线圈中产生的感应电动势为
D. 2~4s内线圈中产生的焦耳热为
8. 2020年7月23日，在文昌发射站发射了首颗火星探测器“天问一号”，已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，天问一号发射后沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度
B. 探测器沿霍曼轨道飞往火星过程中做减速运动
C. 火星探测器“天问一号”的发射速度v应满足
D. 探测器沿霍曼转移轨道运动的周期为个月
9. 如图所示为一半圆形的环，为半圆的水平直径，从点以水平初速抛出一个质量为的小球，经后小球落在半圆上点（图中未画出），下列判断中正确的是（ ）
A. 半圆的半径为
B. 点的速度方向与水平方向夹角的正切为
C. 小球从点运动到刚落在半圆壁前一瞬时，小球动量改变了
D. 选择合适的初速度，小球可以垂直打在半圆壁上
10. 已知天然材料的折射率都为正值（）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（ ）
A 1B. 2C. 3D. 4
11. 如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成，喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水，并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是（ ）
A. 水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s
B. 在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是320J
C. 水泵输出的功率340W
D. 水泵在1h内消耗的电能
12. 在x轴正半轴和负半轴存在两种不同的介质，两波源分别在和处，分别向右、向左传播形成振幅均为的简谐横波，若两波源均只完成一次全振动后停止振动，时刻的波形图如图甲所示，已知两波源振动频率相同，到时间内P点经过的路程为，则下列说法正确的是（ ）
A. 两波源的起振方向相同
B. 时的波形图如图乙所示
C. 两波相遇过程中坐标原点O上下振动
D. 波2在x轴负半轴的传播速度为
13. 近几年，中国的动力电池技术快速发展，电动汽车产品迭代升级，可供消费者选择的车型和品牌也会越来越丰富，如图为蔚来的ES8车型，下列表中数据为ES8的动力系统部分数据：
则下列说法正确是（ ）
A. 若加速是匀加速直线运动，则汽车的加速度约为
B. 按照匀速行驶最大里程，汽车行驶过程受到平均阻力为
C. 用交流电充电，如果能保持充电电流为，则充满标准电池需要约
D. 用直流电充电，如果能保持充电电流为，则充满标准电池需要约
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是符合题目要求的。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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 当处于电谐振时，所有电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B. 泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的衍射现象
C. 照相机镜头上所涂的增透膜利用了光的偏振原理
D. 液晶显示器利用光的偏振显示图像
15. 用的电压对初速度为0的电子加速，然后让它们通过双缝打到屏上，得到如图所示的图样，图甲、图乙、图丙分别表示100多个电子、3000多个电子、70000多个电子通过双缝后的干涉图样，取电子的质量，电量，普朗克常量取，下列说法正确的是（ ）
A. 加速后电子的物质波波长约为
B. 图丙的图样是由于电子的干涉相互作用引起的
C. 与电子、光子相联系的德布罗意波是概率波
D. 电子的物质波是用“轨迹”来描述电子的运动
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，图1让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。
（1）图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选______段，计算两车碰撞后的速度大小应选______段。
（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是______kg·m/s，碰后两小车的总动量是______kg·m/s。（结果均保留三位有效数字）
（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______。
A．实验中小车1必须从静止释放
B．若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证
C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律
17. 利用一段阻值约为5Ω的康铜电阻丝，测定康铜材料的电阻率。
（1）如图，用螺旋测微器测量电阻丝直径，其读数为___________mm；
（2）现有电源（3V，内阻可不计、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A），电压表（0~3V，内阻约3kΩ），开关和导线若干，电流表有两个量程：电流表：0~0.6A，内阻约0.125Ω；0~3A，内阻约0.025Ω；为减小测量误差，在实验中电流表量程应选用0~___________A；实验电路应采用图中的___________ “甲”或“乙”；
（3）实验测得以下数据：电压表示数，电流表示数为，电阻丝长度为、直径为，则电阻率表达式为___________；
（4）图为实验所用的电流表和电压表的表头，可认为其误差为最小刻度的一半。金属材料的电阻率与温度有关，关系式为。其中，称为温度系数，为摄氏温度，为该金属0°C时的电阻率，康铜的温度系数由此可以判断，对康铜电阻率测量值影响更大的是___________。选填“电表读数误差”或“温度”
18. 如图所示，老师带领学生表演“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗里烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时，平均每人施加200N拉力，才把碗拉开。已知碗口的半径为10cm，环境温度为27℃，实验过程中碗不变形，也不漏气。大气压，绝对零度为-273℃，取3.求
（1）大气压施加在一个锈钢碗上的压力；
（2）试定性分析在碗的外面浇水使其冷却的目的；
（3）请你估算两个不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度是多少？

19. 某校科技小组在创新大赛中设计如图所示的轨道装置，已知倾角的斜轨道长为，在轨道中点B点连接一光滑的双层圆轨道，切点B和稍错位，轨道半径，D点连接水平轨道，长为，E点离地面高度为．质量的滑块以一定初速度从A点出发，经过圆轨道从E点平抛飞出，落入放置在水平地面上高为的小桶内，小桶直径为。滑块可看做质点，圆轨道间距可忽略，滑块与斜轨道、水平轨道的动摩擦因数均为，不计空气阻力和滑块在D点的能量损失。（已知，，）
（1）若滑块初速度为零，求到达B点时的速度大小；
（2）若滑块的初速度，求到达圆轨道最高点C处时对轨道的压力；
（3）要使滑块落入小桶内，求小桶左侧离F点的水平距离x与滑块初速度的关系。
20. 如图所示，金属轮和绝缘轮，可绕各自中心金属轴和转动，和平行且水平放置，金属轮由三根金属辐条和金属环组成，轮的辐条长为4r、电阻为R，连接辐条的金属环的电阻可以忽略，三根辐条互成120°角，在图中120°的扇形区域内存在平行于轴向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，绝缘轮半径的为2r，另一半径为r的绝缘圆盘与同轴且固连在一起。一轻细绳的一端固定在边缘上的某点，在上绕足够匝数后，悬挂一质量为m的重物P。当P下落时，通过细绳带动和绕轴转动。转动过程中，、保持接触，无相对滑动。轮的轴和金属环通过导线与两平行的足够长的金属导轨连接，导轨倾角为，其上放置一质量为m、电阻为R、长度为L的金属棒EF，棒与导轨间的动摩擦因数为，轨道间存在沿斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，不计导线电阻。
（1）当P的速度为v时，求金属棒EF两端的电压；
（2）金属棒EF刚好开始运动记为0时刻，经过时间t重物P下落高度为h，金属棒EF仍在轨道上运动，求此时金属棒EF的速度；
（3）为使金属棒EF不脱离轨道，轨道倾角满足的条件。
21. 一条厚度可忽略不计的薄锌片MN长3l0，平放在x轴上，锌条右端N与（－l0，0）点对齐，用某频率的光持续照射锌条的M、N两端点，使之发生光电效应。假设光电子均以最大初动能飞出，且速度方向垂直锌条向上。在第二象限内加上水平向左的匀强电场，使M、N两处的光电子分别从y轴上的A、B两点（未画出）射入第一象限，最后在第一象限内的P点（未画出）相遇。不计电子重力及电子之间的作用。
（1）已知照射光频率为v，锌的逸出功W0，电子电荷量e，质量m，普朗克常量h，求光电子的最大出射速度的大小；
（2）相遇点P到y轴的距离；
（3）在第一象限直线y=yA上方区域，加上垂直xy平面向里的匀强磁场（未画出），当M、N两处的光电子最终从磁场飞出时，求两飞出位置间的距离。
蔚来ES8部分数据
前后轮输出功率
前
标准电池的能量
后
标准电池电荷量
最大扭矩
匀速行驶最大里程
加速时间
交流充电口
，效率80％
最高车速
直流充电口
，效率90％