杭州学军中学2023年高三第一次五校联考物理试题试卷

杭州学军中学2023年高三第一次五校联考物理试题试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、下列说法中正确的是（）A．千克（kg）、开尔文（K）和伏特（V）均为国际单位制中的基本单位B．阴极射线是由电子组成，电子来源于中子的衰变C．在光电效应的实验中，若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加D．α射线来源于原子核内部，是由氦原子组成2、将长为L的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直于纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端点A、C连线竖直，如图所示．若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是()A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右C．，水平向右 D．，水平向左3、我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球运行，在点变轨后进入轨道做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（）A．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的加速度不同B．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的动量不同C．卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道的任何位置都具有相同动能4、关于近代物理学，下列说法正确的是（）A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大5、如图所示为一简易起重装置，（不计一切阻力）AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。开始时，杆BC与AC的夹角∠BCA>90°，现使∠BCA缓缓变小，直到∠BCA=30°。在此过程中，杆BC所产生的弹力（）A．大小不变B．逐渐增大C．先增大后减小D．先减小后增大6、关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（）A．单摆做稳定的受迫振动时，单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为0.5sC．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零二、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、如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S极，R0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V，则A．玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘B．由上往下看，液体做逆时针旋转C．通过R0的电流为1.5AD．闭合开关后，R0的热功率为2W8、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，立体图如图甲所示，侧视图如图乙所示，其工作原理是：燃烧室在高温下将气体全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，高温等离子体经喷管提速后以速度v＝1000m/s进入矩形发电通道，发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场（图乙中垂直纸面向里），磁感应强度大小B0＝5T，等离子体在发电通道内发生偏转，这时两金属薄板上就会聚集电荷，形成电势差。已知发电通道长L＝50cm，宽h＝20cm，高d＝20cm，等离子体的电阻率ρ＝4Ωm，电子的电荷量e＝1.6×10－19C。不计电子和离子的重力以及微粒间的相互作用，则以下判断正确的是（）A．发电机的电动势为2500VB．若电流表示数为16A，则单位时间（1s）内打在下极板的电子有1020个C．当外接电阻为12Ω时，电流表的示数为50AD．当外接电阻为50Ω时，发电机输出功率最大9、阿列克谢·帕斯特诺夫发明的俄罗斯方块经典游戏曾风靡全球，会长自制了如图所示电阻为R的导线框，将其放在光滑水平面上，边长为L的正方形区域内有垂直于水平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场。已知L>3l，现给金属框一个向右的速度（未知）使其向右穿过磁场区域，线框穿过磁场后速度为初速度的一半，则下列说法正确的是A．线框进入磁场的过程中感应电流方向沿abcdaB．线框完全进入磁场后速度为初速度的四分之三C．初速度大小为D．线框进入磁场过程中克服安培力做的功是出磁场的过程中克服安培力做功的五分之七10、如图甲所示为一台小型发电机的构造示意图，其线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈内阻为，接灯泡的电阻为，则（）A．电压表的示数为B．发电机的输出功率为C．时刻，穿过线圈的磁通量最大D．时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大三、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）在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m，（重力加速度为g，摩擦可忽略）（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；（2）该同学作出了v2—m的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__（选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。12．（12分）某同学用如图所示装置做“探究加速度与合力关系”的实验。测得小车（带遮光片）的质量为，当地的重力加速度为。（1）实验前，用游标卡尺测出遮光片的宽度，示数如图所示，则遮光片的宽度为____。（2）为了使细线的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，必须__________。A．将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力B．砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C．减小遮光片的宽度（3）调节好装置，将小车由静止释放，与光电门连接的计时器显示小车通过光电门时遮光片的遮光时间，要测量小车运动的加速度，还需要测量__________（填写需要测量的物理量名称），若该物理量用表示，则小车运动的加速度大小为_______（用测得的物理量符号表示）。（4）保持小车每次释放的位置不变，光电门的位置不变，改变砂和砂桶的总质量，重复实验，测得多组小车通过光电门的遮光时间及砂和砂桶的总质量，为了使图像能直观地反映物理量之间的关系，应该作出______（填“”、“”、“”或“”）图像，当图像为过原点的一条倾斜的直线，表明质量一定时，加速度与合力成正比。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）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和恢学设备中。回旋加速器的工作原理如图甲所，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速器按一定频率的高频交流电源，保证粒子每次经过电场都被加速，加速电压为U。D形金属盒中心粒子源产生的粒子，初速度不计，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求把质量为m、电荷量为q的静止粒子加速到最大动能所需时间；(2)若此回旋加速器原来加速质量为2m，带电荷量为q的α粒子（），获得的最大动能为Ekm，现改为加速氘核（），它获得的最大动能为多少？要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一种简单可行的办法；(3)已知两D形盒间的交变电压如图乙所示，设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T，若存在一种带电荷量为q′、质量为m′的粒子，在时进入加速电场，该粒子在加速器中能获得的最大动能？（在此过程中，粒子未飞出D形盒）14．（16分）树德中学运动会上，4×100m接力赛是最为激烈的比赛项目，有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程.为了确定乙起跑的时机，甲在接力区前处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑（忽略声音传播的时间及人的反应时间)，先做匀加速运动，速度达到最大后，保持这个速度跑完全程.已知接力区的长度为L=20m，试求：（1）若，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？（2）若，乙的最大速度为8m/s，要使甲乙能在接力区内完成交接棒，且比赛成绩最好，则乙在加速阶段的加速度应为多少？15．（12分）如图所示，一个半圆柱形透明介质，其横截面是半径为的半圆，AB为半圆的直径，为圆心，该介质的折射率；①一束平行光垂直射向该介质的左表面，若光线到达右表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？②一细束光线在点上侧且与点相距处垂直于从左方入射，求此光线从该介质射出点的位置？

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、C【解题分析】

A．开尔文、千克均为国际单位制中基本单位，伏特不是国际单位制中基本单位，故A错误；B．阴极射线是由电子组成，电子来源于核外电子，故B错误；C．遏止电压则若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加，故C正确；D．α射线来源于原子核内部，由两个质子和两个中子组成，故D错误。故选C。2、D【解题分析】

弧长为L，圆心角为60°，则弦长：，导线受到的安培力：F=BI•AC=，由左手定则可知，导线受到的安培力方向：水平向左；故D，ABC错误．3、B【解题分析】

A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点距地球的距离相等，受到的万有引力相等所以卫星在点的加速度相同，故A错误；B．卫星由轨道1变为轨道2，需要加速，则轨道2的速度要大一些，所以卫星在P点的动量轨道2的大于轨道1的，故B正确；C．卫星在轨道2的不同位置受到的万有引力大小相同，但方向不同，故产生的加速度大小相同，方向不同，故卫星在轨道的不同位置都具有不同加速度，故C错误；D．轨道1是一个椭圆轨道，又开普勒第二定律可得，卫星离地球越近，速度越大，则卫星在轨道1上除了关于地球对称的位置外，各位置具有不同的动能，选项D错误。故选B。4、D【解题分析】

A．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是α射线，故A错误；B．玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故B错误；C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故C错误；D．根据光电效应方程知，超过极限频率的入射频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故D正确。故选D。5、A【解题分析】

以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图，根据平衡条件得出力与三角形ABC边长的关系，再分析绳子拉力和BC杆的作用力的变化情况．【题目详解】以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图，根据平衡条件则知，F、N的合力F合与G大小相等、方向相反.根据三角形相似得：F合AC=FAB=NBC，又F合=G，得：F=ABACG，N=BCACG，现使∠【题目点拨】本题运用三角相似法研究动态平衡问题，直观形象，也可以运用函数法分析研究．6、A【解题分析】

A．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，故A正确；B．根据单摆的周期公式知摆长缩短为原来的四分之一，则周期变为原来的二分之一，即为1s，故B错误；C．摆球在同一位置振动方向有两种，所以已知初始时刻的位置和振动周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故C错误；D．单摆运动中，摆球在最低点做圆周运动，所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力，故D错误。故选A。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【解题分析】

AB．由左手定则可知，正离子向上偏，所以上极板带正电，下极板带负电，所以由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；C．当电场力与洛伦兹力相等时，两极板间的电压不变，则有得由闭合电路欧姆定律有解得R0的热功率故C错误，D正确。故选BD。8、BC【解题分析】

A．由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得qvB0＝则得发电机的电动势为E＝B0dv＝1000V故A错误；B．由电流的定义可知，代入数据解得n＝1020个故B正确；C．发电机的内阻为r＝ρ＝8Ω由闭合电路欧姆定律I＝＝50A故C正确；D．当电路中内、外电阻相等时发电机的输出功率最大，此时外电阻为R＝r＝8Ω故D错误。故选BC。9、BCD【解题分析】

A．由右手定则可知，线框进磁场过程电流方向为adcba，故A错误；B．将线框分为三部分，其中左右两部分切割边长同为2l，中间部分切割边长为l，由动量定理可得其中由于线框进、出磁场的过程磁通量变化相同，故速度变化两相同，故故线框完全进入磁场后的速度为故B正确；C．根据线框形状，进磁场过程中，对线框由动量定理解得故C正确；D．线框进、出磁场的过程中克服安培力做功分别为故，故D正确；故选BCD。10、BC【解题分析】

A．由题图乙知，交流发电机电动势的有效值为6V，则灯泡两端电压的有效值A项错误；B．灯泡消耗的功率B项正确；C．由题图乙知，时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，C项正确；D．时刻，电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，D项错误。故选BC。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、钩码质量远小于滑块质量无滑块质量【解题分析】

（1）设钩码质量为m，滑块质量为M，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度a=隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力FT=Ma=要保证绳子的拉力FT等于钩码的重力mg，则钩码的质量m要远小于滑块的质量M，这时有FT；（2）滑块的加速度a=，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v2﹣m的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s不变，v2—m的关系图象是一条过原点的直线，所以每次小车的释放点无改变；因为a与F成正比，则有：，则，结合图线的斜率可以求出滑块的质量M。12、0.670B释放小车时遮光片到光电门的距离【解题分析】

（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺上第14条刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为所以最终读数为（2）[2]A．将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力，是为了使细线的拉力等于小车受到的合外力，故A错误；B．砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，可以使细线的拉力近