2024届浙江强基联盟高三上学期12月联考物理试题及答案

浙江强基联盟2023学年第一学期高三12月联考物理试题考生须知：1.本卷满分100分,考试时间90分钟;2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息；3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效，考试结束后，只需上交答题卷；4.本卷中重力加速度g均取10m/s²。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.下列选项中的物理量是矢量且其单位表达正确的是A.电势JB.力NC.功VD.质量kg2.9月16日7时35分，G9313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5座亚运协办城市。下列表述正确的是A.“9月16日7时35分”表示时间间隔B.该列车座位上安装有USB接口，能给手机供220V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5G信号定位，该信号是电磁波能在真空中传播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【高三物理第1页(共8页)】D.“人字梯”左边梯脚受到地面的摩擦力水平向左5.“神舟十七号”10月26日顺利对接“天宫”空间站，“天宫”距地约400km，哈勃望远镜距地约600km,北斗同步卫星距地约36000km,珠峰顶海拔约8800m,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6.某汽车无线充电站的无线充电设备充电效率约为80%，一辆新能源汽车最大充电容量为54kW·h，从0到100km/h的加速时间为7s。当汽车电池容量低于最大容量20%，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20%到充满电,需要消耗电能43.2kW·hC.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7.一个正六边形玻璃砖的截面图如图所示，有一束光从AB面的中点O处入射，入射角θ=45°,光线经AB界面折射恰到达CD边中点处，则A.该玻璃砖的折射率为3B.光线在CD边中点处没有发生全反射C.在O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BC中点8.如图所示，1958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m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S，假设每秒单位面积上有n个能量为E的粒子被吸收板捕捉，其中60%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F，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t时间内吸收高能粒子获得电能nSEt퐹푆푡D.吸收板t时间内的平均加速度为푚9.一迷你热气球以速度푣푦=5푚/푠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h与水平方向上的速度vₓ在大小上始终满足h=vx,则当热气球上升到h=4m时，热气球离出发点的水平距离为A.1.4mB.1.6mC.1.8mD.2.0m10.真空中存在点电荷q₁、q₂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푞₁水平푃푄对称。푃、푄两点电场强度的大小分别为퐸、퐸，电势分别为휑、휑。一个带电粒子沿虚线轨迹从M移푝푄푃푄动至N，则【高三物理第2页(共8页)】퐴.퐸>퐸,휑<휑푄푃푄푃B.q₁和q₂带同种电荷,푞₁>푞₂C.从M移动至N，加速度先减小再增大D.粒子带负电，从M至N它的电势能先变大后变小11.如图1所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距10米的两质A、B，C为AB中点，从0时刻起，波源A、波源B同时开始振动，且波源A发出的波只向右传，波源B发出的波只向左传，图2为A的振动图像，图3为B的振动图像，若A向右传播的波与B向左传播的波在0.5s时相遇，则下列说法正确的是A.两列波的波长均为2mB.两列波在AB间传播的速度大小均为5m/sC.在两列波相遇的过程中，在t=0.7s时，C点的振动加强D.在B的右边有一观察者向右运动，观察者接收到的频率大于5Hz12.粒子直线加速器原理示意图如图1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2所示。在t=0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0)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m，电荷量为e，交变电源电压为U，周期为T。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TB.电子出圆筒1时的速度为出圆筒2时速度的两倍2푛푒푈푚푇C.第n个圆筒的长度应满足퐿=⋅23푇D.要加速质子，无须改变其他条件但要在T/₄到时间内从圆板处释放413.如图所示，发电机矩形线框匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置开始绕轴OO'以恒定的角速度ω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R₁、R₂的阻值均为R，两电阻间接有理想变压器，原、副线圈的匝数比为2：【高三物理第3页(共8页)】1，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8푁퐵푆B.转动一圈过程，通过R₁的电量为푅C.图示位置线框产生的电动势最大5푁2퐵2푆2휔2D.发电机的输出功率为8푅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)14.64퐶푢原子核静止时有19%的可能发生β⁺衰变，方程为64퐶푢→64푁푖+0푒,并放出能量为Er的γ光子。已知2929281Cu、Ni和1푒的质量分别记为和푚₃，衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去γ光子的푚₁푚₂、能量Ey外全部转化为푁푖和푒的动能。在匀强磁场中衰变产生的푁和푒，两者速度方向均与磁场垂640640281281直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是A.64푁푖和0푒在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆281B.64푁푖的比结合能大于64퐶푢的比结合能2829C.生成物的总动能为퐸푘=푐2−퐸훾(푚−푚−푚)123푚2푚2+푚3D.%Ni的动能为퐸푘푁푖=2(푚−푚−푚)푐−퐸훾12315.为了解决光信号传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入辑元素。辑离子能级如图所示，标识为⁴I₁₃/₂的辑离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁。用能量约为2.0×10⁻¹⁹퐽的激光光子把处于基态能级⁴I₁₅/₂的辑离⁴I₁₁/₂能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级4퐼132,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1.3×10⁻¹⁹퐽的光子，输出的光大大加强了，普朗克常量ℎ=6.6×10−34퐽∙푠。则A.无辐射跃迁中一个镇离子放出的能量约为1.3×10⁻¹⁹퐽B.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1.5μm非选择题部分三、非选择题部分(本题共5小题，共55分)16.实验题(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)16-Ⅰ.(7分)(1)在用如图1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2所示，则其读数퐹₁=푁,另一拉力F₂的大小为3N;【高三物理第4页(共8页)】③퐹₁、퐹₂的方向如图3所示，用作图法求퐹₁、퐹₂合力大小퐹=푁;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(2)某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，装置如图4，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θ，滑块静止释放时挡光条的左边缘与光电门的距离为l，用天平测得滑块及挡光条的总质量m=0.20kg。①用游标卡尺测挡光条的宽度如图5所示，则d=间为40.1ms，则滑块的动能퐸ₖ=퐽(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△퐸ₚ=푚푔푙푠푖푛휃,实验结果表明，系统动能的增▲cm。某次实验，测得挡光条通过光电门的挡光时加量△퐸ₖ始终略大于△퐸ₚ，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。16-Ⅱ.(5分)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。【高三物理第5页(共8页)】(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1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×100挡时，示数如图2所示，则电压表的电阻值约为Ω。▲▲(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3.0V)；B.Ⓐ(量程2A，内阻约为2Ω);C.电阻箱R(0~99.9Ω);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3、4所示，利用方案甲测量出的数据，作出它的푈⁻¹−푅⁻¹图像如图5，利用方案乙测出的数据作出푅−퐼⁻¹图像如图6所示，则通过方案乙测出电池组的内阻푟=(用图中的字母表达，k为图像的斜率，b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16-Ⅲ.(2分)以下实验中说法正确的是(多选)。▲(填“甲”或“乙”)。▲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푇²−퐿图线，该同学认为这样对g值的测量没有影响17.(8分)如图1所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积푆=2×、质量10⁻³푚²m=4kg、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푙₀=24푐푚,，在活塞的右侧d=12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度T₀=300K,大气压强푝₀=1.0×10⁵푃푎。现将汽缸竖直放置，如图2所示，取푔=10푚/푠²。(1)竖直后，求活塞与汽缸底部之间的距离l₁；(2)竖直后,求加热到630K时气体的压强p₂;(3)若汽缸竖直放置时气体压强为p₁，加热到630K时的压强为푝₂,，活塞移动距离为L，气体总共吸收热量为Q，求气体内能增量△U(选用以下物理量表示：Q、p₁、p₂、S、L、m)【高三物理第6页(共8页)】18.(11)如图所示的水平轨道AB、倾斜直轨道DE用圆弧管道连接，圆弧半径.푅=1푚,管道的内径远小于R，可忽略不计。直轨道与圆弧在B、D两点相切，各部分平滑连接，倾斜直轨道DE与水平面的夹角휃=37°,ABCDE在同一竖直面内，质量푚ₐ=0.5푘푔的滑块a放在水平直轨道离B点足够远处，质量푚푏=0.1푘푔的滑块b停放在管口D处。略小于管道的内径，质量푚푐=0.1푘푔的小球c，以某一初速度从物块a的右侧某处出发，经过圆弧轨道恰到达D处。两滑块与轨道的摩擦因数휇=0.5,，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C点时对管道的压力大小；(2)求小球第一次与a相碰后滑块a的动能.퐸ₖ;(3)增大小球向右出发的速度，小球在D处与滑块b碰撞，碰撞后滑块上升到最远处离D点的距离L=4m。在D处有一特殊装置，使小球与滑块b相碰后能停在管口，直到再次与滑块相碰，小球再次离开D处。小球通过与滑块的反复碰撞最终停止，求滑块a在水平轨道上滑行的总距离s。19.(11)如图1，光滑滑板A、B叠放在水平台面上。如图2，在滑板B内固定有电阻푅푏=0.1Ω的线框b，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3，滑板A内固定有电阻，푅ₐ=0.1훺的线框a及与a连接的电路，电路中푅₁=0.125훺,푅₂=0.5Ω。初始时线框a、b的位置如图4，线框b的左侧有퐵=0.1푇、、垂直纸面向下的匀强磁场。只考虑线框b在磁介质区域产生磁场，其磁感应强度퐵=0.4퐼(푇),,其中I为线框b中的电流大小。线框a、b足够长，线框b的宽度푑=0.5푚,,线框a的宽푏푏度大于0.5m,线框a中电流产生的磁场较弱，忽略不计，不计两线框的自感，滑板B的总质量푚퐵=10푘푔,运动过程中滑板A、B的轴线总保持在一条直线上，将滑板A固定。【高三物理第7页(共8页)】(1)滑板B以푣푐=5푚/푠向左运动，求此时线框b中的感应电流I₁及安培力大小퐹₁;(2)用水平力F向右拉滑板B，保持滑板B以푣=5푚/푠的速度向右做匀速直线运动，求F的大小及R₁B퐵B上消耗的功率P₁;(3)不施加外力，滑板B以初动能Eₖ向右减速滑行，最终停止，减速过程线框b产生的热量为Qb，求该过程电阻R₁上产生的焦耳热Q₁。20.(11)托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱，其半径为푅=(2+1)푅,푂푂为空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径为R的圆为边界分成′0两部分磁场，正视图如图2所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场；内环分布有逆时针的环形磁场，磁感应强度大