2023-2024年浙江省强基联盟高三上学期12月联考物理试题

浙江强基联盟2023学年第一学期高三12月联考物理试题一、单选题1.下列选项中的物理量是矢量且其单位表达正确的是（）A.电势 B.力 C.功 D.质量【答案】B【解析】A．电势是标量，单位是，A错误；B．力是矢量，单位，B正确；C．功是标量，单位，C错误；D．质量是标量，单位，D错误。故选B。2.月日时分，列车自杭州东站驶出，亚运智能动车组列车载客运营，串联起杭州与宁波、温州、金华、绍兴、湖州座亚运协办城市。下列表述正确的是（）A.“月日时分”表示时间间隔B.该列车座位上安装有接口，能给手机供交流电C.研究列车从杭州到宁波的运动轨迹，可将列车视为质点D.智能动车组实现自动驾驶，电子屏上显示的“当前时速”指平均速度【答案】C【解析】A．“月日时分”表示时刻，A错误；B．该列车座位上安装有接口，给手机供电电压是或的直流电，B错误；C．研究列车从杭州到宁波的运动轨迹，列车的大小形状可以忽略，因此能将列车看成质点，C正确；D．智能动车组实现自动驾驶，电子屏上显示的“当前时速”指瞬时速度，D错误。故选C。3.如图所示，机器狗将物资驮运在水平背部，忽略空气阻力，则（）A.匀速上坡时，货物的机械能守恒B.加速前进时，物资对机器狗的力小于机器狗对物资的力C.机器狗能跳过小障碍物，起跳离地后物资处于超重状态D.机器狗用信号定位，该信号是电磁波能在真空中传播【答案】D【解析】A．匀速上坡时，货物的动能不变，重力势能增加，则机械能增加，选项A错误；B．物资对机器狗的力与机器狗对物资的力是一对相互作用力，总是等大反向，选项B错误；C．机器狗能跳过小障碍物，起跳离地后物资的加速度向下，处于失重状态，选项C错误；D．机器狗用信号定位，该信号是电磁波能在真空中传播，选项D正确。故选D。4.两静止在水平地面上的“人字梯”和“八字脚”桌子如图所示，“人字梯”上端有铰链链接可改变左右两脚的夹角，桌子为一次注塑成型的塑料桌，则（）A.塑料桌桌脚可能不受地面摩擦力作用B.“人字梯”梯脚不受地面摩擦力作用C.塑料桌左侧桌脚一定受到地面水平向右的摩擦力D.“人字梯”左边梯脚受到地面的摩擦力水平向左【答案】A【解析】AC．桌子为一次注塑成型的塑料桌，静止在水平地面上，对桌子进行分析，受到重力，地面的支持力，重力与支持力的方向均沿竖直方向，因此桌子在水平方向没有运动趋势，即塑料桌桌角不受地面的摩擦力作用，故A正确，C错误；BD．对“人字梯”左侧半边梯子进行分析，其受到重力，地面的支持力与右侧半边梯子向左的弹力作用，左侧半边梯子在右侧半边梯子向左弹力作用下有向左运动的趋势，因此，左侧半边梯子受到地面水平向右的摩擦力作用，同理可以判定，右侧半边梯子受到地面水平向左的摩擦力作用，故BD错误。故选A。5.“神舟十七号”月日顺利对接“天宫”空间站，“天宫”距地约，哈勃望远镜距地约，北斗同步卫星距地约，珠峰顶海拔约，则（）A.珠峰顶山岩随地自转的角速度比山脚下的物体大B.哈勃望远镜绕地的线速度比“天宫”的线速度大C.北斗同步卫星绕地周期与珠峰随地自转的周期相同D.“天宫”对接后由于质量增大，向心加速度将变大【答案】C【解析】A．珠峰顶山岩与山脚下的物体都随地球自转，角速度都相等，A错误；B．根据万有引力提供向心力可得，求得，“天宫”的轨道半径小于哈勃望远镜的轨道半径，哈勃望远镜绕地的线速度比“天宫”的线速度小，B错误；C．北斗同步卫星绕地周期与珠峰随地自转的周期都是，C正确；D．根据万有引力提供向心力可得，求得，“天宫”对接后由于质量增大，但向心加速度与“天宫”质量无关，向心加速度不变，D错误。故选C。6.某汽车无线充电站的无线充电设备充电效率约为，一辆新能源汽车最大充电容量为，从到的加速时间为。当汽车电池容量低于最大容量，要求进入充电站进行充电。下列说法正确的是（）A.充电过程能量不守恒B.从电池容量到充满电，需要消耗电能C.电机正常工作时的电流等于输入电压与电动机电阻的比值D.保持最大功率恒定不变加速时，汽车的加速度减小【答案】D【解析】A．能量守恒定律是物理的普适定律，充电过程遵守能量守恒定律，A错误；B．从电池容量到充满电，需要消耗电能，B错误；C．电机不是纯电阻，不遵守欧姆定律，在电机工作中电阻上的电压小于电机两端电压，因此电机正常工作时的电流小于输入电压与电动机电阻的比值，C错误；D．保持最大功率恒定不变加速时，速度增加，根据可知，牵引力减小，有牛顿第二定律，加速度减小，D正确。故选D。7.一个正六边形玻璃砖的截面图如图所示，有一束光从面的中点处入射，入射角，光线经界面折射恰到达边中点处，则（）A.该玻璃砖的折射率为B.光线在边中点处没有发生全反射C.在处折射光的强度与入射光的强度相同D.增大入射角，一次折射后光线可能射到中点【答案】B【解析】A．由几何关系可知，折射光线平行于，则折射角为，则该玻璃砖的折射率为，选项A错误；B．临界角为，则，光线在边中点处入射角为，则没有发生全反射，选项B正确；C．在处一部分光要发生反射，则折射光的强度小于入射光的强度，选项C错误；D．若一次折射后光线能射到中点，则在点的折射角为，根据，则无解，则增大入射角，一次折射后光线不可能射到中点，选项D错误。故选B。8.如图所示，年科学家发现地球周围近层宇宙空间的范艾伦辐射带，其中存在着高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子。质量为的某科研卫星经过该区域想利用高能粒子发电，发电吸收板面积为，假设每秒单位面积上有个能量为的粒子被吸收板捕捉，其中的能量被吸收并转化为电能，单位面积受到粒子平均作用力为，以下说法正确的是（）A.粒子仅在地磁场的作用下动能不变B.范艾伦辐射带的存在一定与地磁场无关C.吸收板时间内吸收高能粒子获得电能D.吸收板时间内的平均加速度为【答案】A【解析】A．地磁场对粒子有洛伦兹力作用，洛伦兹力对粒子不做功，则粒子仅在地磁场的作用下动能不变，选项A正确；B．地磁场对范艾伦辐射带有力的作用，则范艾伦辐射带的存在一定与地磁场有关，选项B错误；C．吸收板时间内吸收高能粒子获得电能，选项C错误；D．根据牛顿第二定律，吸收板时间内的平均加速度为，选项D错误。故选A。9.一迷你热气球以速度从水平地面上匀速上升，假设从该时刻起，热气球在水平方向上受一恒定风力，且竖直上升的高度与水平方向上的速度在大小上始终满足，则当热气球上升到时，热气球离出发点的水平距离为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】气球在竖直方向上匀速直线运动，所用时间为，气球在水平方向做匀加速直线运动，水平方向走过的位移为，B正确。故选B。10.真空中存在点电荷、产生的静电场，其电场线的分布如图所示，图中两点关于点电荷水平对称。、两点电场强度的大小分别为、，电势分别为、。一个带电粒子沿虚线轨迹从移动至，则（）A.，B.和带同种电荷，C.从移动至，加速度先减小再增大D.粒子带负电，从至它的电势能先变大后变小【答案】D【解析】A．根据电场线的疏密程度表示场强的大小，由图可知，、两点关于点电荷水平对称，到之间场强较大，电势降低较快，可知，故A错误；B．由电场线分布可知，带负电，带正电，由电场线的疏密可知，的电荷量绝对值大于的电荷量绝对值，故B错误；C．由电场线分布可知，从移动至，电场强度先增大后减小，则加速度先增大再减小，故C错误；D．粒子带负电，从至电场力先做负功后做正功，它的电势能先变大后变小，故D正确。故选D。11.如图甲所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距米的两质点、、为中点，从时刻起，波源、波源同时开始振动，且波源发出的波只向右传，波源发出的波只向左传，图乙为的振动图像，图丙为的振动图像，若向右传播的波与向左传播的波在时相遇，则下列说法正确的是（）A.两列波的波长均为B.两列波在间传播的速度大小均为C.在两列波相遇的过程中，在时，点的振动加强D.在的右边有一观察者向右运动，观察者接收到的频率大于【答案】C【解析】AB．波速由介质决定，则两波在同一均匀介质中传播波速相同，设为，则有，代入数据解得，由图知的周期，则波长为，由图知的周期，则波长为，故AB错误；C．向右传播的波与向左传播的波在时相遇，即在点相遇，再经过就到了时刻，由图乙可知波再经过处于平衡位置向上振动，由丙图可知波再经处于平衡位置向上振动，故此时点是振动加强，故C正确；D．由题可在，的右边只接收到波源传过去的波，波的频率为，当在的右边有一观察者向右运动时，远离波源，根据多普勒效应，接收频率小于波源频率，故D错误。故选C。12.粒子直线加速器原理示意图如图所示，它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连，交变电源两极间的电压变化规律如图所示。在时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为）的中央有一自由电子由静止开始发射，之后在各狭缝间持续加速。若电子质量为，电荷量为，交变电源电压为，周期为。不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过圆筒狭缝的时间。下列说法正确的是（）A.要实现加速，电子在圆筒中运动的时间必须为B.电子出圆筒时的速度为出圆筒时速度的两倍C.第个圆筒长度应满足D.要加速质子，无须改变其他条件但要在到时间内从圆板处释放【答案】C【解析】A．电子每经过圆筒狭缝时都要加速，然后进入圆筒做匀速运动，所以电子在筒内运动的时间必须为，A错误；B．由动能定理得电子出圆筒1时的速度为，解得，由动能定理得电子出圆筒时速度为，解得，B错误；C．由动能定理得电子进圆筒时的速度为，第个圆筒的长度为，解得，C正确；D．如果要加速质子，质子的比荷比电子的比荷要小，则质子进入圆筒的速度比电子进入圆筒的速度要小，则圆筒的长度需要相应的变短，释放的时间应该在到时间内释放，D错误。故选C。13.如图所示，发电机矩形线框匝数为，面积为，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度沿顺时针方向转动，线框输出端接有换向器，通过电刷和外电路连接。定值电阻、的阻值均为，两电阻间接有理想变压器，原、副线圈的匝数比为，忽略线框以及导线电阻。下列说法正确的是（）A.安装了换向器，变压器副线圈没有电压B.转动一圈过程，通过的电量为C.图示位置线框产生的电动势最大D.发电机的输出功率为【答案】D【解析】A．变压器中只要有电流的变化就能实现变压，即变压器副线圈有电压，故A错误；B．原、副线圈的匝数比为，设原线圈电压为，则副线圈电压为，副线圈中的电流为，则原线圈的电流为，流过的电流为可知，原线圈的等效电阻为，则总电阻，则转动一圈过程，通过线框的电荷量为，则转动一圈过程，通过的电量为，故B错误；C．图示位置，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，线框产生的电动势最小，故C错误；D．线圈转动产生的感应电动势的最大值为，则有效值为，则功率为，副线圈电压为，则原线圈的功率等于副线圈的功率为，则发电机的输出功率为，故D正确。故选D。二、多选题14.原子核静止时有的可能发生衰变，方程为，并放出能量为的光子。已知、和的质量分别记为和，衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去光子的能量外全部转化为和的动能。在匀强磁场中衰变产生的和，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A.和在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆B.的比结合能大于的比结合能C.生成物的总动能为D.的动能为【答案】BC【解析】A．由题意可知衰变产生的和粒子带电性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场中外切，故A错误；B．由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以的比结合能大于的比结合能，故B正确；C．由能量守恒可知，由爱因斯坦质能方程可知，解得，故C正确；D．根据动量守恒定律有，，联立可得，故D错误。故选BC。15.为了解决光信号传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入铒元素。铒离子能级如图所示，标识为的铒离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁。用能量约为的激光光子把处于基态能级的铒离子激发到能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级，从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为的光子，输出的光大大加强了，普朗克常量。则（）A.无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为B.这种光纤传输能补偿任何频率的光信号C.激光通信利用的是激光可以被调制的性质D.亚稳态的离子向基态跃迁，产生光波波长约为【答案】CD【解析】A．电子从轨道跃迁到轨道得到能量，电子从轨道跃迁到轨道得到能量，所以无辐射跃迁中，一个铒离子放出的能量约为，故A项错误；B．由，解得可知，这种光纤传输只有频率约为的光信号才会补偿，故B项正确；C．由于激光有高度的相干性，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故C项正确；D．由，，带入题中数据，解得，故D项正确。故选CD。三、非选择题部分16.在用如图所示的装置做“探究共点力合成的规律”实验中①本实验主要体现的科学方法是________；A．等效替代法B．极限法C．控制变量法②在某一次实验中，其中一弹簧测力计的指针如图所示，则其读数________，另一拉力的大小为；③、的方向如图所示，用作图法求、合力大小________；④关于此实验下列说法正确的是________；A．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些C．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，弹簧测力计的外壳不能与木板产生摩擦【答案】①.；②.；③.；④.【解析】[1]本实验每次将橡皮条拉到同样的位置，保证对橡皮条的拉力大小和方向相同，即两次的力的作用效果相同，这种方法叫等效替代，A正确，BC错误；故选A。[2]测力计的最小分度值，读数应估读到下一位，所以读数为；[3]根据已给图示做出合力，按比例长度量出，，量出合力为；[4]A．橡皮筋的拉力是与合力等大反向的作用力，两弹簧测力计的拉力是分力，A错误；B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，可以减小方向的相对误差，B正确；C．实验中，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，弹簧测力计的外壳与木板产生摩擦，不会改变测力计示数，C错误。故选B。17.某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，装置如图，气垫导轨上安装了一光电门，滑块上固定一遮光条，测得气垫导轨与水平面的夹角为，滑块静止释放时挡光条的左边缘与光电门的距离为，用天平测得滑块及挡光条的总质量。（1）用游标卡尺测挡光条的宽度如图所示，则________。某次实验，测得挡光条通过光电门的挡光时间为，则滑块的动能________（此空保留两位有效数字）。（2）研究滑块由静止下滑至光电门的过程，重力势能改变取，实验结果表明，系统动能的增加量始终略大于，其原因可能是________．A．挡光条的宽度过大；B．滑块受到的阻力过大；C．滑块的重心在挡光片左边缘的左侧。【答案】（1），；（2）【解析】（1）[1]由图可知，挡光条的宽度为；[2]滑块的速度为，滑块的动能为；（2）[3]根据题意可知，为挡光片左端到达光电门时，滑块减小的重力势能；A．挡光条的宽度过大，计算的速度大于挡光片左端到达光电门时速度，则大于，故A正确；B．滑块受到的阻力过大，会导致系统动能增加量略小于系统减少的重力势能，故B错误；C．滑块的重心在挡光片左边缘的左侧，移动过程重心移动的距离仍为，没有影响，故C错误。故选A。18.某实验小组在电压表、电流表、电阻箱等实验器材中选一些来测量干电池组的电动势与内阻。（1）为了了解电压表内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图所示，多用电表的红表笔应该与电压表的________（填“正”或“负”）接线柱相连，经过正确操作，选择挡时，示数如图所示，则电压表的电阻值约为________。（2）为了测量某电池组的电动势和内阻，除了该电压表外，现提供的器材如下：A．某型号电池组（电动势约为、内阻很小）；B．电流表（量程，内阻约为）；C．电阻箱；D．开关和导线若干。该实验小组设计甲、乙两个实验方案，实验电路图分别如图、所示，利用方案甲测量出的数据，作出它的图像如图，利用方案乙测出的数据作出图像如图所示，则通过方案乙测出电池组的内阻________（用图中的字母表达，为图像的斜率，为图像与纵轴的交点值）（3）你认为以上方案测量的内阻哪一个更接近真实值________（填“甲”或“乙”）。【答案】（1）负，；（2）；（3）甲【解析】（1）[1]多用电表的欧姆挡的电源正极与黑表笔连接，电源负极与红表笔相连，测电压表内阻时应红表笔与电压表的负极相连；[2]电阻读数为；（2）[3]根据闭合电路欧姆定律，化简整理得，在图像中，图像与纵轴的交点值表示内阻为；(本问中电流表内阻的影响属于误差分析范畴)（3）[4]甲方案中，误差来源于电压表分流，由于电压表内阻很大，分流较小，乙方案中电流表分压，其内阻相比电源内阻分压较大，相比较而言，甲方案的误差较小,更接近真实值；19.以下实验中说法正确的是（）A.“测定玻璃折射率”的实验中入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察B.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流C.在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小D.在“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长了，用多组实验数据做出图线，该同学认为这样对值的测量没有影响【答案】BD【解析】A．该实验中，如果入射角过大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，故A项错误；B．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流，故B项正确；C．油酸为完全散开，油膜面积偏小，依据，则测量结果偏大，故C项错误；D．由单摆的周期公式有，整理有，有上述解析式，结合图像整理有，解得，重力加速度与该图像的斜率有关，而摆长偏大还是偏小不影响图像的斜率，因此在“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长了，用多组实验数据做出图线，对值的测量没有影响，故D项正确。故选BD。20.如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积、质量、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离，在活塞的右侧处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图所示，取。（1）竖直后，求活塞与汽缸底部之间的距离；（2）竖直后，求加热到时气体的压强；（3）若汽缸竖直放置时气体压强为，加热到时的压强为，活塞移动距离为，气体总共吸收热量为，求气体内能增量（选用以下物理量表示：、、、、、）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）竖直后，气体的压强为，根据玻意耳定律可得，解得；（2）假设时活塞到达卡环处，则有，根据理想气体整体方程可得，解得，符合假设，则气体的压强为；（3）根据热力学第一定律，活塞到达卡环前气体压强不变，到达卡环后不做功，则有，联立可得。21.如图所示的水平轨道、倾斜直轨道用圆弧管道连接，圆弧半径，管道的内径远小于，可忽略不计。直轨道与圆弧在、两点相切，各部分平滑连接，倾斜直轨道与水平面的夹角，在同一竖直面内，质量的滑块放在水平直轨道离点足够远处，质量的滑块停放在管口处。略小于管道的内径，质量的小球，以某一初速度从物块的右侧某处出发，经过圆弧轨道恰到达处。两滑块与轨道的摩擦因数，不计小球的摩擦力，小球与物块间碰撞均为弹性正碰。（1）求小球在通过点时对管道的压力大小；（2）求小球第一次与相碰后滑块的动能；（3）增大小球向右出发的速度，小球在处与滑块碰撞，碰撞后滑块上升到最远处离点的距离。在处有一特殊装置，使小球与滑块相碰后能停在管口，直到再次与滑块相碰，小球再次离开处。小球通过与滑块的反复碰撞最终停止，求滑块在水平轨道上滑行的总距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）对小球在点分析可得，从到应用动能定理可得，在点由牛顿第二定律可得，联立求得，由牛顿第三定律可得，小球在通过点时对管道的压力为（2）质量相等，弹性碰撞，因此速度交换，对从到应用动能定理，联立求得，对小球弹性碰撞可得，，求得；（3）在弹性碰撞过程中，由于质量相等速度交换，不损失能量，对从最高点到水平轨道应用动能定理可得，在小球弹性碰撞中，，可得，，动能之比，每次碰撞动能都按这一比值分配能量，因此最终分得动能为，由能量守恒可得，联立求得。22.如图，光滑滑板、叠放在水平台面上。如图，在滑板内固定有电阻的线框，在线框右侧内填充有磁介质，可以增强线框中电流产生的磁场。如图，滑板内固定有电阻的线框及与连接的电路，电路中。初始时线框、的位置如图4，线框的左侧有、垂直纸面向下的匀强磁场。只考虑线框在磁介质区域产生磁场，其磁感应强度，其中为线框中的电流大小。线框、足够长，线框的宽度，线框的宽度大于，线框中电流产生的磁场较弱，忽略不计，不计两线框的自感，滑板的总质量，运动过程中滑板、的轴线总保持在一条直线上，将滑板固定。（1）滑板以向左运动，求此时线框中的感应电流及安培力大小；（2）用水平力向右拉滑板，保持滑板以的速度向右做匀速直线运动，求的大小及上消耗的功率；（3）不施加外力，滑板以初动能向右减速滑行，最终停止，减速过程线框产生的热量为，求该过程电阻上产生的焦耳热。【答案】（1），；（2），；（3）【解析】