浙江省湖州市六校联考2023-2024学年高三上学期10月考试物理试题（原卷版）

2023年度10月湖州市高三六校联考（物理部分）注意事项：本卷卷面满分150分，时间要求90分钟，最终分值按照名次赋分请将答案正确填写在答题卡上本试卷填空一题2分一、热力学，光学（共18分）1.下列说法正确的是（）A.铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B.物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C.A、B两物体的质量和温度相同时，它们的内能一定相同D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同2.如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线传播，于玻璃球表面的B点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，c为光在真空中的传播速度，则下列说法中正确的是（）A.激光束在B点的入射角B.此激光束在玻璃中穿越的时间为C.光在玻璃球中频率比在真空中要小D.改变入射角α的大小，细激光束不可能在球表面处发生全反射3.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量理想气体，与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的A高度x可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压下，当温度为27°C时，，将此高度处标记为27°C的刻度线。该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（）A.在标准大气压下，当温度为27°C时，玻璃泡A内气体的压强B.在标准大气压下，为—3°C的刻度线标记在处C.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高D.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低4.设两分子a、b间距离为时分子间的引力和斥力大小相等，现固定a，将b从与a相距处由静止释放，在b远离a的过程中，下列表述正确的是（）A.和均减小，但减小较快B.当a、b间距离为时，a、b间的分子势能最小C.a对b一直做正功D.当b运动最快时，a对b的作用力为零5.1834年，洛埃利用单面镜得到了光的干涉结果（称洛埃镜实验），光路原理如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照射到光屏上与通过M反射的光叠加产生干涉条纹，当入射光波长变长，干涉条纹间距_________（选填“变大”“变小”或“不变”）；如果光源S到平面镜的垂直距离与到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹间距离_________。二、曲线运动与天体运动，动量（共41分）6.人们对的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩，经常出现砸伤眼睛的情况。若的质量为，从离人眼约的高度无初速度掉落，砸到眼睛后未反弹，眼睛受到的冲击时间约为，重力加速度，下列分析正确的是（）A.与眼睛作用过程中动量变化量约为B.对眼睛的冲量大小约为C.和眼睛的碰撞是弹性碰撞D.对眼睛的作用力大小约为7.若地球半径为R，把地球看作质量分布均匀的球体。“蛟龙号”下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度大小之比为（质量分布均匀的球壳对内部物体的万有引力为零）（）A. B. C. D.8.图（a）为流水线上的水平皮带转弯机，其俯视图如图（b）所示，虚线ABC是皮带的中线。中线上各处的速度大小均为v=1.0m/s；AB段为直线，长度L=4m，BC段为圆弧，半径R=2.0m，现将一质量m=1.0kg的小物件轻放于起点A处后，小物件沿皮带中线运动到C处，已知小物件与皮带间的动摩擦因数为μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A.小物件自A点一直做匀加速直线运动到达B点B.小物件运动到圆弧皮带上时滑动摩擦力提供向心力C.小物件运动到圆弧皮带上时所受到的摩擦力大小为0.5ND.若将中线上速度增大至3m/s，则小物件运动到圆弧皮带上时会滑离虚线9.2022年第24届冬奥会在北京张家口成功举办，图甲为在张家口的国家跳台滑雪中心“雪如意”,图乙为跳台滑雪的示意图。质量为m的运动员从长直倾斜的助滑道AB的A处由静止滑下，为了改变运动员的速度方向，在助滑道AB与起跳台D之间用一段弯曲滑道相切衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧，圆弧轨道半径为R。A与C的竖直高度差为H，弯曲滑道末端即起跳台D与滑道最低点C的高度差为h，重力加速度为g。不计空气阻力及摩擦，则运动员（）A.到达C点时的动能为mgHB.到达C点对轨道的压力大小为C.到起跳台D点的速度大小为D.从C点到D点重力势能增加了mg(Hh)10.宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T。P、Q两颗星的距离为L。P、Q两颗星的轨道半径之差为（P星的轨道半径大于Q星轨道半径），万有引力常量为G，则Q、P两颗星的质量和为______，两颗星的向心加速度之比为______。11.如图所示，光滑水平地面上有质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，其中甲车由半径R=1.0m的四分之一光滑圆弧轨道AB和未知长度的光滑水平轨道BC构成；乙车由水平轨道和固定在车右端的轻质弹簧构成，其中水平轨道除EF段粗糙外其余部分均光滑。两车的C、D端等高且接触良好，现已锁定在一起。在甲车的圆弧轨道A端和B端分别有一质量m=1kg可看作质点的滑块，初始状态滑块1和滑块2均静止，现松手让滑块1从圆弧轨道滑下，滑块1和滑块2在甲车的最右端C处发生弹性碰撞，碰撞瞬间两车解除锁定分离，之后滑块2在乙车上运动。已知滑块2在乙车上运动期间弹簧储存的最大弹性势能值是J，弹簧形变始终没有超出最大限度。求：（g=10m/s2）(1)两滑块碰撞前，滑块1的速度大小和水平轨道BC部分的长度L；(2)滑块2第一次经过EF区域时，产生的内能Q；(3)滑块2最终离开乙车时相对地面的速度大小和方向。12.如图所示，竖直平面内由倾角α=60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ=30°，G点与竖直墙面的距离。现将质量为m的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。(1)若释放处高度h=h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vc及在此过程中所受合力的冲量的大小和方向；(2)求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h的关系式；(3)若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？三、机械振动与机械波（共24分）13.一列简谐横波在时的波形图如图所示，介质中处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为的单位是，则下列说法正确的是（）A.这列波沿轴负方向传播 B.该简谐波的周期为C.这列波的波速为 D.时处的质点具有正向最大加速度14.如图所示，质量均为的两物体AB用劲度系数为的轻质弹簧拴接，物体C叠放在物体B上，系统处于静止状态。现将C瞬间取走，物体A恰好不离开地面。已知弹性势能的表达式为，其中为弹簧的形变量，重力加速度为。以下说法正确的是（）A.物体C的质量为B.物体B运动到最高点时的加速度大小为C.物体B的最大速度大小为D.物体B上升的最大高度为15.如图甲所示，现在的智能大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图乙是原理简化图，图丙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波，则下列说法正确的是（）A.降噪过程应用了声波的反射原理，使噪声无法从外面进入麦克风B.理想状态下降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，波长相等C.降噪过程应用的是声波的干涉原理D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长E.P点振动减弱点16.t=0时刻简谐横波的波源从坐标原点处起振，t=0.15s时，波形图如图所示，平衡位置位于x=60cm处的质点M开始振动，质点N的位移为则该波在介质中传播的速度大小为___________m/s，质点N的平衡位置坐标为___________cm。17.某同学做“用单摆测重力加速度”的实验，实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。（1）下列说法中正确的是___________A．测出摆球做一次全振动的时间作为周期的测量值B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球C．可将摆球从平衡位置拉开一个任意角度然后释放摆球D．可以选择有弹性的细绳作为摆线（2）在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球直径d=___________cm；（3）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T=___________（用t、n表示），重力加速度的大小为___________（用L、d和T表示）；（4）实验中该同学测得的重力加速度值经查证明显大于当地的重力加速度值，下列原因可能的是___________。A．摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，使摆线长度增加了B．计算时用作为单摆的摆长C．摆球的振幅偏小D．把n当作单摆全振动的次数四、电路，交变电流，电场（共22分）18.钱学森被誉为中国导弹之父，“导弹”这个词也是他的创作．导弹制导方式很多，惯性制导系统是其中的一种，该系统的重要元件之一是加速度计，如图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的绝缘滑块，分别与劲度系数均为k的轻弹簧相连，两弹簧另一端与固定壁相连．当弹簧为原长时，固定在滑块上的滑片停在滑动变阻器（电阻总长为L）正中央，M、N两端输入电压为U0，输出电压UPQ=0，系统加速时滑块移动，滑片随之在变阻器上自由滑动，UPQ相应改变，然后通过控制系统进行制导。设某段时间导弹沿水平方向运动，滑片向右移动，UPQ=U0，则这段时间导弹的加速度（）A.方向向右，大小为 B.方向向左，大小为C.方向向右，大小为 D.方向向左，大小为19.如图所示，导体棒ab垂直放在水平面内两根平行固定导轨上，导轨右端与理想变压器原线圈A相连，线圈C接图示电路，线圈A与线圈C的匝数比，不计导体棒、导轨的电阻：两导轨间距为20cm；磁感应强度B为0.2T，方向竖直向上：，，滑动变阻器（阻值0~20Ω），V为理想交流电压表。导体棒在外力作用下做往复运动，其速度随时间变化关系符合。以下说法正确的是（）A.电压表示数为B.滑动变阻器滑片向下滑动时变压器输入功率减小C.滑动变阻器滑片滑到正中间位置，在1min内外力对导体棒做的功为192JD.导体棒的最大速度变为，则变压器的输出功率也变为原来的一半20.如图所示的电路中，电流表为理想交流电表。定值电阻的阻值为R，长度为l的金属棒OM可绕O点在竖直面内转动，M端固定一金属小环，长度略大于2l的金属棒PQ穿过小环，可在小环的带动下绕P点在竖直面内转动。t=0时刻，金属棒OM由水平位置开始在外界控制下以角速度ω绕O端逆时针匀速转动，且金属棒OM每次转至水平时立即以大小相等的角速度返回，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中。两金属棒电阻不计，金属环与金属棒接触良好。下列说法正确的是（）A.OM每次转至水平返回前后，电流方向都会发生变化B.从零时刻开始的一段时间内，回路中磁通量的变化量为C.OM由零时刻起到第一次转至竖直的过程中，流过定值电阻的电荷量为D.OM由零时刻起到第一次转至水平的过程中，定值电阻产生的焦耳热为21.光滑绝缘水平面上有一坐标系xOy，半径为R光滑绝缘圆环固定在坐标系内，圆环圆心位于坐标原点，如图甲所示。圆环内侧A（0，R）处放置一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，为了通过电场来控制带电小球的运动，现在圆环内加上水平方向的匀强电场。若小球由静止释放，经时间T沿直线运动到B（R，0）处；若给小球一个沿﹣x方向的初速度，小球恰能做完整的圆周运动。小球可视为质点。（1）求匀强电场的电场强度E1的大小和方向。（2）求小球做圆周运动时，通过A点的动能EK。（3）将原电场更换为图乙所示的交变电场（正、负号分别表示沿y轴负方向和正方向），t=0时刻，小球在A点由静止释放。欲使小球能在一个周期T内不与圆环轨道相碰，试求所加电场强度E2的最大值。五、电磁感应定律，磁场（共45分）22.平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为（）A. B. C. D.23.铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理。有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图）。当它经过固定在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心，相当于在线圈的始末端点M、N处接入一理想电压表。线圈宽为l1，长为l2，匝数为n。设匀强磁场只分布在一个长方形区域内，该区域的长（沿火车行进方向）为L，磁场宽度大于线圈宽度。当火车首节车厢向右运动通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压u与时间t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），则（）A.匀强磁场的长度L一定小于线圈长度l2B.t1~t2时间内，M点电势高于N点电势C.在t1~t2时间内，火车加速度大小为D.将M、N两点用导线短接，设线圈所在回路的总电阻为R，t1时刻火车速度为v1，则该时刻线圈受到的安培力大小为24.已知粒子（即氦原子核）质量约为质子的4倍，带正电荷，电荷量为元电荷的2倍。质子和粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.若它们的动量大小相同，则质子和粒子的运动半径之比约为2：1B.若它们的速度大小相同，则质子和粒子的运动半径之比约为1：4C.若它们的动能大小相同，则质子和粒子的运动半径之比约为1：2D.若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场，则质子和粒子的运动半径之比约为1：225.如图所示，带电量为Q的小球A固定在倾角为的绝缘光滑的固定斜面底部，在斜面上距A球为l的P点放置一质量为m的带电小球B，小球B恰好处于静止状态，若将另一质量也为m的不带电小球C紧贴着小球B由静止释放，两小球一起运动到M点时速度为v；若将小球C从距P点为d处的N点由静止释放，小球C运动到P点时与小球B粘在一起。已知各小球均可视为质点，重力加速度为g，静电力常量为k，运动过程中小球A、B的电量不变，下列说法正确的是（）A.小球B的带电量为B.小球C从N点运动到P点与小球B碰前瞬间的速度为C.小球C从N点运动到M点时速度为D.小球C从N点运动到M点时的速度为26.如图所示，水平粗糙传送带以恒定速度顺时针匀速转动，质量为、边长为的正方形金属线框置于传送带上，在传送带所在区域有一垂直于传送带边界的匀强磁场区域，磁感应强度方向竖直向下。线框在图示位置开始计时，运动过程中边始终与平行，其速度与时间的关系如图所示，时间内为曲线，时间内为直线，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A.线框进入磁场区域过程中，产生顺时针方向的感应电流B.线框进入磁场和穿出磁场过程中通过线框横截面的电荷量相等C.磁场长度为D.整个过程中线框产生的焦耳热为27.如图所示为一实验装置的剖面图，左侧为电压可以控制的加速电场。在加速电场右侧有相距为d、长也为d的两平行金属板构成的区域，区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场的右边界与荧光屏P之间的距离为2d。荧光屏中点O与加速电极上两小孔S1、S2位于两板的中轴线上。在中轴线正下方d位置有另一块