上海市实验中学2023-2024学年高三下学期联考物理试题含解析

上海市实验中学2023-2024学年高三下学期联考物理试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。黑洞的大小由史瓦西半径公式R=决定，其中万有引力常量G=6.67×10－11N·m²/kg²，光速c=3.0×108m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6×1024kg，假如它变成一个黑洞，则“地球黑洞”的半径约为（）A．9μm B．9mm C．9cm D．9m2、某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S为光源，当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于I时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为c，钠的极限频率为υ0，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波长应大于B．若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作C．若射向光电管C的光子中能激发出光电子的光子数占比为η，报警时，t时间内射向光电管钠表面的光子数至少是D．以上说法都不对3、两个相距较远的分子仅在彼此间分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下述正确的是A．分子力先增大后减小 B．分子力先做正功，后做负功C．分子势能一直增大 D．分子势能先增大后减小4、如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=10Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m,ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1:n2=1:3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t(V)B．交流电压表的示数为40VC．电阻R上消耗的电功率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的3倍5、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为，R为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（）A．2.2Ω B．Ω C．22Ω D．Ω6、在平直公路上行驶的甲车和乙车，它们沿同一方向运动的图像如图所示。已知时刻乙车在甲车前方处，下列说法正确的是（）A．时，甲、乙两车相遇B．内，甲、乙两车位移相等C．甲、乙两车之间的最小距离为D．相遇前甲、乙两车之间的最大距离为18m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、如图甲所示，一块质量为mA=1kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s1．则下列说法正确的是A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.1C．F的大小可能为9ND．F的大小与板长L有关8、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知气体在状态A时的温度为17℃，热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K，则下列说法正确的是（）A．气体在状态B时的温度为290KB．气体在状态C时的温度为580KC．气体由状态B到状态C的过程中，温度降低，内能减小D．气体由状态B到状态C的过程中，从外界吸收热量9、如图甲所示，、为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。线圈中通有如图乙所示的交变电流，则以下说法正确的是（）A．时刻，两线圈间作用力为零B．时刻，两线圈间吸力最大C．在到时间内，、两线圈相吸D．在到时间内，、两线圈相斥10、已知基态的电离能力是54.4eV，几种金属的逸出功如下表所示，的能级En与n的关系与氢原子的能级公式类似，下列说法不正确的是金属钨钙钠钾铷W0（×10–19J）7.265.123.663.603.41A．为使处于静止的基态跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为54.4eVB．为使处于静止的基态跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为40.8eVC．处于n=2激发态的向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象D．发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷三、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）用图甲所示装置探究动能定理。有下列器材：A．电火花打点计时器；B．220V交流电源；C．纸带；D．细线、小车、砝码和砝码盘；E.一端带滑轮的长木板、小垫木；F.刻度尺。甲乙(1)实验中还需要的实验器材为________。(2)按正确的实验操作，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙，图中数据xA、xB和xAB已测出，交流电频率为f，小车质量为M，砝码和砝码盘的质量为m，以小车、砝码和砝码盘组成系统为研究对象，从A到B过程中，合力做功为________，动能变化量为________，比较二者大小关系，可探究动能定理。12．（12分）利用图示装置可以测物体问的动摩擦因数。水平粗糙桌面左端固定着定滑轮、B点固定着光电门。跨过定滑轮的细线两端分别栓接质量m的重物和质量M的物块（含宽度为d的遮光条），实验时每次都由静止释放物块，多次改变物块释放点A的位置，记录每次AB的间距x和遮光条通过光电门的时间t。（细线与滑轮间的摩擦及空气阻力均不计，重力加速度为g）(1)物块从A运动至B的过程中，重物和物块整体的动能增量为△Ek=_______。(2)下列各图中，能够正确反映运动过程中x与t之间关系的图像是__________（填选项序号字母）。(3)若(2)中正确图线的斜率为k，则物块与水平面间的动摩擦因数μ=_______（填选项序号字母）。A．B．C．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）1916年，Tolman和Stewart发表论文指出，一个绕在圆柱上的闭合金属线圈当该圆柱以一定的角速度绕轴旋转时，线圈中会有电流通过，这种效应称为Stewart-Tolman效应。设有许多匝线圈，每匝线圈的半径为r，每匝线圈均用电阻为R的细金属导线绕成，线圈均匀地绕在一个很长的玻璃圆柱上，圆柱的内部为真空每匝线圈的位置用黏胶固定在圆柱上，单位长度的线圈匝数为n，包含每匝线圈的平面与圆柱的轴垂直。从某一时刻开始，圆柱以角加速度β绕其轴旋转。经过足够长时间后：请计算每匝线圈中的电流强度。14．（16分）高空杂技表演中，固定在同一悬点的两根长均为L的轻绳分别系着男、女演员，他们在同一竖直面内先后从不同高度相向无初速摆下，在最低点相拥后，恰能一起摆到男演员的出发点。已知男、女演员质量分别为M、m，女演员的出发点与最低点的高度差为，重力加速度为g，不计空气阻力，男、女演员均视为质点（1）求女演员刚摆到最低点时对绳的拉力大小；（2）若两人接着从男演员的出发点一起无初速摆下，到达最低点时男演员推开女演员，为了使女演员恰能回到其最初出发点，男演员应对女演员做多少功？15．（12分）如图甲所示，、为两平行金属板，为板上的小孔，半径的圆与板相切于处，在圆周上，且。圆内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场；两板间有分布均匀的电场，电场强度随时间的变化规律如图乙所示。当时，一靠近处的带电粒子由静止释放后，向板运动，当时返回处，进入磁场后，从点离开磁场。已知粒子的比荷，不计粒子重力，粒子不会碰到板。求：(1)内的场强大小；(2)磁感应强度大小以及粒子在磁场中运动的时间（，时间保留两位有效数字）。

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、B【解析】

根据题意，将已知量代入公式得ACD错误，B正确。故选B。2、C【解析】

A．根据可知，光源S发出的光波波长即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长小于，故A错误；B．根据光电效应方程可知，用极限频率更高的材料取代钠，只要频率小于光源S发出的光的频率，则该探测器也能正常工作，故B错误；C．光电流等于I时，t秒产生的光电子的个数t秒射向光电管钠表面的光子最少数目故C正确；D．由以上分析，D项错误。故选C。3、B【解析】

A．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，当分子间距大于平衡间距时，分子力表现为引力；当分子间距小于平衡间距时，分子力表现为斥力，分子引力先减小后增大，斥力增大，A错误；B．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，B正确；C．只有分子力做功，先做正功后做负功，根据动能定理，动能先增加后减小，C错误；D．分子力先做正功后做负功；分子力做功等于分子势能的变化量；故分子势能先减小后增加，D错误。故选B。4、C【解析】

A．从图示位置开始计时，磁通量为零，感应电动势最大，所以电动势随时间的变化关系为（V）代入数据得（V），故A错误；B．由瞬时值表达式（V），可知线圈产生的电动势最大值为V，但电压示数是有效值，故示数为V故B错误；C．根据解得变压器副线圈的电压V，所以电阻R上消耗的电功率为W故C正确；D．交流电的频率经过变压器不发生变化，故D错误。故选C。5、A【解析】原线圈输入电压根据电压与匝数成正比代入数据解得：原线圈的最大输入功率为输出功率等于输入功率由公式：解得：故应选A．6、B【解析】

AD．0时刻，乙车在甲车前处，前内乙车的速度大于甲车的速度，所以两车的距离逐渐变大，在时刻速度相等，距离最远，图线和时间轴围成的面积为位移AD错误；B．图线和时间轴围成的面积为位移，前内，根据几何关系可知甲乙两车的图线和时间轴围成的面积相等，所以二者位移相等，B正确；C．甲车速度大于乙车速度，二者最终可以相遇，最小距离为0m，C错误。故选B。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】

根据木板A的v-t图像求解滑块在木板上滑动时和离开木板时木板的加速度，根据牛顿第二定律列式求解两个动摩擦因数；若木块在木板上滑动时，木块的加速度应该大于木板的加速度，由此求解F的范围；根据木块和木板的位移关系求解F与L的关系.【详解】滑块在木板上滑动时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；滑块从木板上滑出时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；联立解得：μ1=0.7，μ1=0.1，选项A错误，B正确；对木块B：，其中的aA>1m/s1，则F>9N，则F的大小不可能为9N，选项C错误；根据，式中t=1s，联立解得：F=1L+9，即F的大小与板长L有关，选项D正确；故选BD.【点睛】此题时牛顿第二定律的综合应用问题，首先要搞清两物体的运动情况，通过v-t图像获取运动信息，结合牛顿第二定律求解.8、BC【解析】

A．气体在状态A时的温度为17C，TA=(273+17）K=290K，由理想气体状态方程得气体在状态B时的温度TB=1160KA项错误；B．气体由状态B到状态C做等容变化，根据查理定律得解得Tc=580KB项正确；C．气体由状态B到状态C不对外做功，但温度降低，内能减小，C项正确；D．根据热力学第一定律可知气体向外界放出热量，D项错误。故选BC。9、ACD【解析】

A．时刻，A线圈中电流变化率为零，B线圈中感应电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故A正确；B．时刻A线圈中电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故B错误；C．在到时间内，A线圈中电流在减小，B线圈中磁通量在减小，根据楞次定律，AB两线圈相吸，故C正确；D．在到时间内，A线圈中电流在增大，B线圈中磁通量在增大，根据楞次定律，AB两线圈排斥，故D正确。故选ACD。10、AD【解析】根据玻尔理论，从基态跃迁到n=2所需光子能量最小，，A错误B正确．从n=2激发态的向基态跃迁辐射的光子能量为40.8eV，金属钨的逸出功为，故能使所列金属发生光电效应，由表中的数据可知金属铷的逸出功最小，C正确；根据爱因斯坦的光电效应方程可知道从铷打出的光电子的最大初动能最大，D正确．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、天平mgxAB【解析】

(1)[1]因为需要测量小车以及砝码和砝码盘的质量，所以实验中还需要的实验器材为天平。(2)[2]以小车、砝码和砝码盘组成系统为研究对象，平衡摩擦力后，系统所受合外力做的功为[3]匀变速直线运动的某段时间内，中间时刻速度等于平均速度其动能变化量为12、CA【解析】

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