浙江省2024届高三上学期期末物理试题

浙江省2024届高三上学期期末物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、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．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO/在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动。矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻。以线圈平面在中性面为计时起点，下列判断正确的是（）A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωC．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变D．当用户数目增多时，电路中的电流变小，用户得到的电压变小2．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流I时，电子的定向移动速度v，当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场B中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（）A．前表面的电势比后表面的低。B．前、后表面间的电压U=BveC．前、后表面间的电压U与I成正比D．自由电子受到的洛伦兹力大小为eU3．某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。将线框的下边ab置于蹄形磁铁的、S极之间，使ab边垂直于磁场方向且ab边全部处于N、S极之间的区域中。接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为I时，传感器的读数为F1；保持ab中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为F2（F2<F1）。已知金属线框的匝数为n，A．金属线框的质量m=B．N、S极之间的磁感应强度B=C．传感器的读数为F1时，ab中的电流方向为b→D．减小电流I重复实验，则F1、F4．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（）A．0 B．1.89eV C．10.2eV D．12.09eV5．如图所示，长为L的轻直棒一端可绕固定轴O转动，另一端固定一质量为m的小球，小球搁在水平升降台上，升降平台以速度v匀速上升，下列说法正确的是（）A．小球做匀速圆周运动B．当棒与竖直方向的夹角为α时，小球的速度为vC．棒的角速度逐渐增大D．当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为v6．“世纪工程”﹣港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车，大桥主桥部分由约为6.7km海底隧道和22.9km桥梁构成，海底隧道需要每天24小时照明，而桥梁只需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯，已知r小于R1和R2，则下列说法正确的是（）A．夜间，电流表示数为EB．夜间，开关K闭合，电路中电流表、电压表示数均变小C．夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大D．当电流表示数为I则太阳能电池供电系统输出电功率为EI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．用如图所示的装置研究光电效应现象，光电管阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，光电管阳极与滑动变阻器的滑片P相连，初始时滑片P与抽头c正对，电压表的示数为0（电压表0刻线在表盘中央）。在移动滑片P的过程中，光电流，随电压表示数U变化的图像如图所示，已知入射光的光子能量为1.6eV。下列说法正确的是（）A．当滑片P与c正对时，电路中无光电流B．当U=－0.6V时，滑片P位于b、c之间C．阴极材料的逸出功为0.6eVD．当U=0.8V时，到达阳极的光电子的最大动能为1.4eV8．如图，两轴心间距离l=10m、与水平面间夹角为37°的传送带，在电动机带动下沿顺时针方向以v=2m/s的速度匀速运行。一质量m=50kg的货物从传送带底端由静止释放，货物与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。已知重力加速度大小为10m/sA．货物增加的机械能为3B．摩擦力对货物做的功为1C．系统因运送货物增加的内能为13D．传送带因运送货物多做的功为49．如图所示，一个斜面固定在水平面上，不计空气阻力。第一次将小物体从斜面顶端处以水平初速度v沿水平方向抛出，落在斜面上的位置与斜面顶端的距离为斜面长度的12。第二次将小物体从斜面顶端以速度2vA．时间之比为1：2 C．竖直位移之比为1：4 10．某人提着箱子站在电梯里，电梯从一楼上升到三楼的整个过程中先匀加速后匀减速，关于此过程，下列说法正确的是A．手对箱子的力大小始终等于箱子对手的力的大小B．手对箱子的力大小始终等于箱子的重力的大小C．人对电梯的压力先持续增大后持续减小D．人对电梯的压力先大于人和箱子的总重力后小于人和箱子的总重力三、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．某同学要精确测量某一金属丝的电阻率。（1）先用多用电表×1挡粗测其电阻，指针偏转如图甲所示，读数为Ω，然后用螺旋测微器测其直径如图乙所示，读数为mm，最后用米尺测其长度如图丙所示，其读数cm。（2）采用伏安法进一步测定这段金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）A．电池组（3V，内阻约1Ω）B．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）C．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）D．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）E电压表（0~15V，内阻约15kΩ）F滑动变阻器（0~G滑动变阻器（0~1000Ω，额定电流H．开关，导线实验时应选用的器材是（选填器材前字母代号）。请在下面的虚线框中补全实验电路图。用该方法测金属丝电阻，测量结果会比真实值偏（选填“大”或“小”）。在某次测量时电表示数如图丁所示，则电流表示数为，电压表的示数为。（3）为了减小系统误差，有人设计了如图戊所示的实验方案。其中Rx是待测电阻，R是电阻箱，R1、R2是已知阻值的定值电阻。闭合开关S，灵敏电流计的指针偏转。将R调至阻值为R0时，灵敏电流计的示数为零。由此可计算出待测电阻Rx=。（用12．某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：A．一端带有滑轮和刻度尺的轨道B．两个光电计时器C．安装有挡光片的小车（质量为M）D．拴有细线的托盘（质量为m0）E.可以调节高度的平衡支架F.一定数量的钩码某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：①调节两个光电门中心的距离，记为L；②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门A、B，钩码的质量记为m；③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门A、B，光电计时器记录小车通过A、B的时间分别为△t1和△t2；④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题（1）图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度d，则d=cm。（2）小车加速从A到B过程中合外力做的功W=；小车动能的变化量的表达式△Ek=（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。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．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机。若手机的质量为150g，从离人脸约20cm的高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度g=10m/s2，试求手机对人脸的平均冲力大小。14．一粗细均匀的U形管，左侧封闭，右侧开口，同时左侧用水银柱封闭--定质量的气体，开始时左右两侧的水银柱等高，现将左管密闭气体的温度缓慢降低到280K，稳定时两管水银面有一定的高度差，如图所示，图中L1=19cm，∆h=6cm。已知大气压强为P0=76cmHg。（i）（ii）

【答案】（1）求左管密闭的气体在原温度基础上降低了多少摄氏度？（2）现要两管水银面恢复到等高，求需要向右管注入水银柱的长度。15．如图圆柱形导热气缸质量为M，内部横截面积为S，活塞的质量为m，稳定时活塞到气缸底部的距离为L1。用竖直方向的力将活塞缓慢向上拉，直到气缸即将离开地面为止，此时活塞仍在气缸中，此过程中拉力做的功为W0。已知大气压强为p0（1）最终活塞到气缸底部的距离L2（2）上拉过程中气体从外界吸收的热量Q。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．当线圈与磁场平行时，感应电流最大，A不符合题意；B．从中性面开始计时，发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωB不符合题意；C．当滑动触头P向下移动时，输出电压变小，但变压器原线圈两端的电压将不变，C符合题意；D．当用户数目增多时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，则输电线上电阻的电压增大，用户得到的电压变小，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小，用户增多，电路中的电流增加，导线分得的电压增加，用户得到的电压就会减小。2．【答案】C【解析】【解答】A、电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A错误；

B、由电子受力平衡可得e且有I=neSv解得U=电流越大，电子的定向移动速度v越大，所以前、后表面间的电压U与I成正比，故B错误，C正确；

D、稳定时自由电子受力平衡，受到的洛伦兹力等于电场力，即F=eE=e故D错误。

故答案为：C。

【分析】根据电流的方向确定电子的移动方向，再根据左手定则确定电子的偏转方向，继而确定前后表面电势的高低情况。熟悉掌握霍尔元件的工作原理及霍尔电压的计算方法。3．【答案】A【解析】【解答】AB、通电线圈受到重力安培力和细绳的拉力作用，当电流表读数为I时，绳子的拉力为F1则F保持ab中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为F2，则F联立解得金属框的质量为m=磁感应强度为B=故A正确，B错误；

C、传感器的读数为F1时，安培力竖直向下，根据左手定则可知，ab中的电流方向为a→b，故C错误；

D、减小电流I重复实验，则F1减小，F2增大，故D错误。

故答案为：A。

【分析】根据平衡条件确定传感器拉力与线圈所受安培力与重力之和的关系，再根据题确定改变电流方向时，确定线框受力的平衡方程及安培力的方向。继而确定线框质量及磁感应强度的大小。根据左手定则确定不同示数时，ab中的电流方向。4．【答案】B【解析】【解答】由题可知，某种频率的光照射处于基态的氢原子后，处于激发态的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，表面氢原子激发后处于n=3的激发态，辐射出的光子中，两种频率较高的光子能量为hv1由于这两种光子中有一种光子恰好能使该金属发生光电效应，由此可知，该金属的逸出功为10.2eV，则打出的光电子的最大初动能为E故答案为：B。

【分析】根据氢原子能级跃迁理论结合题意确定原子跃迁所释放的光子的最大能量，再根据爱因斯坦的光电效应方程进行解答。5．【答案】D【解析】【解答】A、小球受重力、平台的弹力和杆的作用力，因为升降平台以速度v匀速上升，平台的弹力和杆的作用力变化，即小球受到的合力大小变化，小球做的不是匀速圆周运动，故A错误；

BCD、棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示

合速度v沿竖直向上方向上的速度分量等于vv=ωL所以v合=平台向上运动，夹角增大，角速度减小，故BC错误，D正确。

故答案为：D。

【分析】平台向上运动过程，棒与小球绕O点做圆周运动，根据运动的关联性可知，小球沿竖直方向的分速度与平台向上运动的速度相等，再根据运动的分解确定小球的运动速度与平台移动速度的关系，继而确定小球的运动情况及小球在不同位置的速度及线速度大小。6．【答案】C【解析】【解答】A、夜间开关闭合，R1、R2为并联，电流表示数为I=故A错误；

B、开关闭合后，R1、R2为并联，外电路总电阻变小，所以电压表示数变小。电源电动势不变，总电阻变小，所以电流变大。故B错误；

C、夜间用电器增多，总电阻减小，电流增大，所以太阳能电池供电系统损失的电功率增大。故C正确。

D、当电流表示数为I时，则太阳能电池供电系统输出电功率为P=EI-故D错误；

故答案为：C。

【分析】根据题意确定夜间时，开关的通断情况，再根据闭合电路的欧姆定律及串并联规律确定夜间电表的示数大小及变化情况。夜间用电器增多，总电阻减小，电流增大，损失的电功率增大。系统的输出功率等于总功率与热功率之差。7．【答案】B,D【解析】【解答】A．由题意可知，能发生光电效应，当滑片P与c正对时，光电管两端无电压，但此时光电子仍能从阴极到达阳极，则电路中有光电流，A不符合题意；B．由图可知，当U=－0.6V时，光电流为0即为遏制电压，即光电管两端接反向电压，则阴极电势应更高，滑片P位于b、c之间，B符合题意；C．由光电效应方程有Ek=hν−联立解得WC不符合题意；D．光电子逸出时的最大初动能为E当U=0.8V时由动能定理得eU=得ED符合题意。故答案为：BD。

【分析】当滑动头P从a移动到c的过程，光电管加的是正向电压，从c到b的过程，加的是反向电压。根据光电效应方程结合遏止电压关系分析阴极材料的逸出功。根据动能定理计算到达阳极的光电子的最大动能。8．【答案】A,D【解析】【解答】AB、当货物刚放上传送带时，对货物由牛顿第二定律得μmg设货物与传送带共速时用时为t，则v=at解得t=5则这段时间内货物运动的位移s传送带运动的位移s货物从底端运动至顶端的过程中，滑动摩擦力对货物做的功W静摩擦力对货物做的功W故摩擦力对货物做的功W根据功能关系得货物增加的机械能也为∆E=故A正确，B错误；

CD、系统因运送货物增加的内能为Q=μmg传送带因运送货物多做的功等于系统增加的内能与货物增加的机械能之和W=故C错误，D正确。

故答案为：AD。

【分析】当货物与传送带发生相对滑动时，货物与传送带之间由于滑动摩擦力的作用产生内能。根据牛顿第二定律及匀变速直线运动规律确定开始运动至共速阶段货物与传送带之间的相对位移。再根据功的定义确定摩擦产生的内能。传送带因运送货物多做的功等于系统增加的内能与货物增加的机械能之和。摩擦力对货做的功等于滑动摩擦力与静摩擦做功之和。9．【答案】A,D【解析】【解答】AB.设斜面倾角为θ，长度为L。小物体以速度v水平抛出时，竖直分位移和水平分位移满足tan解得小物体在空中运动的时间为t则落点距斜面顶端距离s若以2v的速度将小物体水平抛出，如果小物体依然落在斜面上，则同理可得，落点距斜面顶端s则有s该距离大于斜面的长度L，可知以2v的速度水平抛出的小物体落在水平面上，以速度v平抛时t以速度2v平抛落在水平面上时有t则有tA符合题意，B不符合题意；

CD.第一次与第二次平抛的竖直位移之比为yD符合题意，C不符合题意。

故答案为：AD。

【分析】根据平抛运动的水平分位移和竖直分位移的几何关系，求出第一次小物体在空中运动的时间和落点距斜面顶端距离的表达式，假设第二次抛出的小物体也落在斜面上，通过分析落点的位置，确定假设是否正确，再求解小球在空中的运动时间和竖直位移。10．【答案】A,D【解析】【解答】A、根据牛顿第三定律可知，人手对箱子力的大小始终等于箱子对手的力的大小，故A正确；

B、向上加速时处于超重状态，向上减速时处于失重状态，则手对箱子的拉力先大于箱子的重力，后小于箱子的重力，故B错误；

CD、向上匀加速时，人对电梯的压力大于人和箱子的总重力，且不变，向上匀减速时，人对电梯的压力小于人和箱子的总重力，不变，故C错误，D正确。

故答案为：AD。

【分析】熟悉掌握相互作用力的特点。加速度向上，处于超重状态，支持力大于重力。匀加速运动时，物体所受合外力不变，即支持力不变。11．【答案】（1）11；0.600；60.10（2）ACDFH；；小；0.14；2.40（3）R【解析】【解答】（1）欧姆表的读数为表盘示数与倍率的乘积，所以圆形柱体的电阻大致为R=11×1螺旋测微器的读数为固定刻度的毫米数与可动刻度的n×0.01mm的和，由图示螺旋测微器可知，其直径为0.5根据米尺读数原理，可知米尺的读数为60.10cm；

（2）金属丝电阻约为11Ω，电池组电动势为3V，回路中最大电流约I故电流表选C，电压表选D。

伏安法测电阻，滑动变阻器采用限流接法，选用阻值变化范围较小的F即可。由于R所以选用电流表外接法，故所需仪器为：ACDFH。电路图如图所示

利用此方法测得的电流偏大，根据R=可得金属丝电阻值的测量值比真实值偏小。电流表选用小量程0.6A，分度值为0.02A，电流为0.14A；电压表选用小量程3V，分度值为0.01V，电压为2.40V；

（3）灵敏电流计示数为零，说明其两端电势相等，可得R解得R【分析】读数时注意仪器的分度值及是否需要估读。熟悉掌握仪器的选择方法及原则，明确电流表内接法和外接法的判断方法和滑动变阻器分压式和限流式接法的选定原则。灵敏电流计示数为零，说明其两端电势相等，再根据串并联规律及欧姆定律确定待测电阻值。12．【答案】（1）0.735（2）(m0【解析】【解答】(1)游标为20分度，精确度为0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为d=7mm+7×0.05mm=7.35mm=0.735cm(2)调节轨道的倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力