2023年浙江省杭州市杭州四中高三物理第一学期期末监测试题含解析

2023年浙江省杭州市杭州四中高三物理第一学期期末监测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下列四个选项中全部都应用了比值定义法的是①加速度②电场强度③电容④电流⑤导体电阻⑥磁感应强度A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②③④⑥ D．①③④⑥2、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为.下列说法正确的是（）A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（）A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上4、在竖直平衡（截面）内固定三根平行的长直导线a、b、c，通有大小相等、方向如图所示的电流．若在三根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线a所受安培力的合力恰好为零，则所加磁场的方向可能是（）A．垂直导线向左B．垂直导线向右C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外5、如图所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中A．a的动能一定小于b的动能B．两物体机械能的变化量相等C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为正6、中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成。则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比（）A．北斗导航系统的同步卫星的角速度大B．北斗导航系统的同步卫星的轨道半径小C．GPS导航卫星的线速度大D．GPS导航卫星的向心加速度小二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、两根相距为的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，每根杆的电阻均为，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度沿水平方向的导轨向右匀速运动时，杆正以速度沿竖直方向的导轨向下匀速运动，重力加速度为。则以下说法正确的是（）A．杆所受拉力的大小为B．杆所受拉力的大小为C．杆下落高度为的过程中，整个回路中电流产生的焦耳热为D．杆水平运动位移为的过程中，整个回路中产生的总热量为8、一定质量的理想气体经历下列过程后，说法正确的是（）A．保持体积不变，增大压强，气体内能增大B．降低温度，减小体积，气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数可能增大C．保持体积不变，降低温度，气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数减小D．压强减小，降低温度，气体分子间的平均距离一定减小E.保持温度不变，体积增大，气体一定从外界吸收热量9、下列说法中正确的是（）A．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大B．一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能减小C．相同质量的两种物体，提高相同的温度，内能的增量一定相同D．物体的内能与物体的温度和体积都有关系E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性10、如图甲所示，等离子流由左边连续以方向如图所示的速度v0垂直射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且规定向左为磁场B的正方向，如图甲所示.则下列说法正确的是（）A．0～1s内ab、cd导线互相吸引B．1s～2s内ab、cd导线互相排斥C．2s～3s内ab、cd导线互相吸引D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．12．（12分）某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值，实验过程如下：（1）先用多用电表粗测电阻Rx的阻值，将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，指针位置如图所示，电阻Rx的阻值为______kΩ。（2）为了尽可能精确测量其内阻，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表V1（量程0～1V，内阻约3kΩ）B．电压表V2（量程0～10V，内阻约100kΩ）C．电流表A1（量程0～250μA，内阻Ω）D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）E．滑动变阻器R0（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）F．定值电阻R1（阻值R1=400Ω）G．电源E（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）①电压表选用________，电流表选用_____________（填写器材的名称）②请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图，标出所选器材的符号。（________）③待测Rx阻值的表达式为Rx=_______。（可能用到的数据：电压表V1、V2示数分别为U1、U2；电流表A1、A2的示数分别为I1、I2）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，截面为直角三角形ABC的玻璃砖，，一束细激光自AB中点D垂直AB射入玻璃砖，光线第一次射到BC边时，自BC边折射射出的光线平行于AC。已知AB长度为L，光在真空中传播速度为c。求：(1)玻璃的折射率n；(2)光线自AB边射入到第一次从BC边射出经历的时间t。14．（16分）如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向上，缸中用绝热性能良好的活塞封闭一段气体，气柱的长为h，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，活塞的质量为m，横截面积为S，大气压强为p0，开始时缸中气体的温度为T0，重力加速度为g。①若在汽缸上放一个质量为m的物块，再给缸中气体加热，使气柱长仍为h，则加热后气体的温度为多少?②若只给缸中气体缓慢加热，当气体温度为2T0时，电热丝产生的热量为Q，则气体的内能增加多少？15．（12分）如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点。不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长。设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，A点比D点低h=3.2m。人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)。若使人能刚好到达D点，求：(1)人从A点水平跃出的速度；(2)A、B两点间的水平距离；(3)在最低点C，人对绳索的拉力。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

①加速度与速度的变化量无关，所以加速度属于比值定义法；②电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以电场强度不属于比值定义法；③电容是由电容器本身的性质决定，其大小与带电量以及两板间的电压无关，所以电容属于比值定义法；④电流的大小由导体两端的电压和导体的电阻决定，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度，电流属于比值定义法；⑤电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，所以导体的电阻不属于比值定义法；⑥磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以属于比值定义法；A.①③⑤⑥与分析不符，故A错误；B.②③⑤⑥与分析不符，故B错误；C.②③④⑥与分析不符，故C错误；D.①③④⑥与分析相符，故D正确。2、B【解析】

A．根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故A错误；B．根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，故B正确；C．铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，故C错误；D．由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。3、A【解析】微粒从M到N运动时间，对应N筒转过角度，即如果以v1射出时，转过角度：，如果以v2射出时，转过角度：，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．4、D【解析】

根据安培定则可知，导线b在a处的磁场向里，导线c在a处的磁场向外，因b离a较近，可知bc在a处的合磁场垂直纸面向里；因导线a所受安培力的合力恰好为零，可知a处所加磁场的方向为垂直纸面向外；A．垂直导线向左，与结论不相符，选项A错误；B．垂直导线向右，与结论不相符，选项B错误；C．垂直纸面向里，与结论不相符，选项C错误；D．垂直纸面向外，与结论相符，选项D正确；5、A【解析】

A．轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量，a的动能比b的动能小，A正确；BC．因为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减少，而B、C两项的说法均为系统机械能守恒的表现，故B、C错误；D．轻绳不可伸长，两端分别对a、b做功大小相等，一负一正，D错误.故选A。6、C【解析】

A．地球同步卫星的周期为24h，GPS导航系统周期约为12h，根据周期与角速度的关系可知北斗导航系统的同步卫星的周期大，则其角速度小，故A错误；B．由万有引力提供向心力有得卫星绕地球做圆周运动的周期北斗导航系统的同步卫星的周期大，则其轨道半径大，故B错误；C．由万有引力提供向心力有得卫星绕地球做圆周运动的线速度北斗导航系统的轨道半径大，则其线速度小，GPS导航卫星的线速度大，故C正确；D．根据可知北斗导航系统的角速度小、线速度小，则其加速度小，GPS导航卫星的向心加速度大，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

AB．ab杆切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为①cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右，大小为F安=BIL②cd杆向下匀速运动，有mg=μF安③解①②③式得，ab杆匀速运动的速度为④导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得F=F安+μmg⑤由③⑤解得选项A错误，B正确．

C．设cd杆以v2速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离，则．整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功Q=F安s得选项C错误；D．ab杆水平运动位移为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为ab杆摩擦生热cd杆摩擦生热则总热量选项D正确；故选BD.8、ABC【解析】

A．保持体积不变，增大压强，则温度升高，气体内能增大，选项A正确；B．降低温度，减小体积，则气体的压强可能变大，因气体分子数密度变大，分子平均速率减小，则气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的平均冲力减小，则碰撞次数可能增大，选项B正确；C．保持体积不变，气体分子数密度不变，降低温度，则气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的碰撞次数一定减小，选项C正确；D．压强减小，降低温度，气体的体积不一定减小，气体分子间的平均距离不一定减小，选项D错误；E．

真空等温膨胀

，不一定吸热，选项E错误。故选ABC。9、BDE【解析】

A．速度增大，不会改变物体的分子的动能，故A错误；B．体积增大时，气体对外做功，不吸热也不放热时，内能减小，故B正确；C．质量相同，但物体的物质的量不同，故温度提高相同的温度时，内能的增量不一定相同，故C错误；D．物体的内能与物体的温度和体积都有关系，故D正确；E．由热力学第二定律可知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E正确。故选BDE。10、AD【解析】

AB．由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b；由右侧电路及题图乙可以判断，0～2s内cd中电流方向为由c到d，跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A正确、B错误；CD．2s～4s内cd中电流方向为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C错误，D正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．12、10V2A1或【解析】

（1）[1]将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，则电阻Rx的阻值为：10×1kΩ=10kΩ；（2）①[2]因电源E的电动势12V，所以电压表选V2；[3]回路中的最大电流：A=1.2μA所以电流表选A1；②[4]根据题意，为了尽可能精确测量其内阻，所以滑动变阻器用分压式接法；因该电阻是大电阻，所以电流表用内接法，又回路程中的最大电流=1.2μA大于A1的量程，所以应并联定值电阻R1，改成一个大量程的电流表，则设计的电路图，如图所示：③[5]根据电路图可知，Rx两端的电压为流过Rx的电流为：根据欧姆定律有：代入解得：或四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)；(2)【解析】

(1)光路如图所示根据几何关系，在BC边，入射角为30°折射角为60°，则(2)由，所以据几何关系有，所以光在介质中速度光线自AB边射入到第一次从BC边射出经历的时间14、①②【解析】

①没有放物块量，缸内气体的压强为放一个质量为m的物块后，缸丙气体的压强为则有：解得：；②若只给缸中气体缓慢加热，气体发生等压变化，当气体温度为时，设活塞上升的高度为H，则有解得：H=h此过程气体对外做功根据热力学第一定律，气体的内能增加量为15、(1)8m/s(2)4.8m(3)【解析】

（1）从A到D点由