浙江省四校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

试卷更新日期：2024-04-12 类型：月考试卷

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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. 磁通量的单位韦伯用国际单位制中的基本单位可表示为（）

A、 $T \cdot m^{2}$ B、 $\frac{N \cdot m}{A}$ C、 $\frac{k g \cdot m^{2}}{A \cdot s^{2}}$ D、 $\frac{k g \cdot m^{2}}{A \cdot s}$

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2. 如图所示，杭昌铁路于2023年12月27日全线贯通运营，沿线共有9个国家5A级旅游景区，70多个国家4A级旅游景区，是一条世界级黄金旅游线。该线路全长560公里，设计时速350公里，则从杭州南到南昌东的过程中（）

A、2023年12月27日表示时刻 B、列车的位移为560km C、列车的平均速度为350km/h D、研究列车的速度时，可以把列车看成质点

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3. 2023年的诺贝尔物理学奖颁发给了“采用实验方法产生阿秒光脉冲”的三位科学家。在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列叙述与事实相符的是（　　）

A、富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷 B、库仑通过实验测量得出元电荷e的数值为 $1.6 \times 1 0^{- 19} C$ C、牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系 D、奥斯特用“力线”形象地描述了电磁场

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4. 如图所示，重为G的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶上，A、B为半圆球上与台阶接触的点，半圆球的球心在O点，半圆球的重心C位于O点正下方， $θ = 120 °$ ，N_A为半圆球上A点所受的弹力。下列说法中正确的是（）

A、N_A的方向由A指向O，N_A >G B、N_A的方向由A指向O，N_A < G C、N_A的方向由A指向C，N_A < G D、N_A的方向由A指向C，N_A= G

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5. 如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC回路中将产生电磁振荡。从开关S断开计时，线圈中的磁场能E_B随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（）

A、LC振荡电路的周期为2×10^-3s B、在1×10^-3s时，电容器右极板带正电 C、1×10^-3s~2×10^-3s时间内，电流在减小 D、1×10^-3s~2×10^-3s时间内，自感电动势在增加

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6. 如图，一半径为R电荷量为Q的带电金属球，球心位置O固定，P为球外一点。几位同学在讨论P点的场强时，下列说法正确的是（　　）

A、若P点无限靠近球表面，因为球表面带电，由库仑定律可得，P点的场强趋于无穷大 B、因为在球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0 C、若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变 D、若将一个点电荷在球的表面移动一段距离，该点电荷的电势能增加

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7. 10只相同的轮子并排水平排列，圆心分别为 $O_{1}, O_{2}, O_{3}, ⋯, O_{10}$ ，已知 $O_{1} O_{10} = 3.6 m$ ，水平转轴通过圆心，轮子均绕轴以 $n = \frac{4}{π} r / s$ 的转速顺时针转动。现将一根长 $L = 0.8 m$ 、质量为 $m = 2.0 k g$ 的匀质木板平放在这些轮子的顶端，木板左端恰好与 $O_{1}$ 竖直对齐（如下图所示），木板与轮缘间的动摩擦因数 $μ = 0.16$ 。则木板保持水平状态运动的总时间为（　　）

A、1.5s B、2s C、3s D、2.5s

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8. 2024年1月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星发射的过程可以简化为如图所示的过程，下列说法正确的是（　　）

A、探针卫星在轨道II上经过c点的加速度小于在轨道III上经过c点的加速度 B、探针卫星在轨道I的机械能小于在轨道III上的机械能 C、探针卫星在轨道II上经过a点的速度大小小于经过c点的速度大小 D、探针卫星在轨道I上运行的线速度大小小于在轨道III上运行的线速度大小

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9. 如图所示，导电物质为电子（电量为e）的霍尔元件长方体样品置于磁场中，其上下表面均与磁场方向垂直，其中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。1、3间距为a，2、4间距为b，厚度为c，若开关S₁处于断开状态、开关S₂处于闭合状态，电压表示数为0；当开关S₁、S₂闭合后，三个电表都有明显示数。已知霍尔元件单位体积自由电子数为n，霍尔元件所在空间磁场可看成匀强磁场，磁感应强度为B，由于温度非均匀性等因素引起的其它效应可忽略，当开关S₁、S₂闭合且电路稳定后，下列结论正确的是（　　）

A、接线端2的电势比接线端4的电势高 B、若适当减少R₁和R₂的阻值，电压表示数一定变大 C、若将电源E₁反向接入电路，电压表的示数一定变大 D、若适当增加霍尔元件的厚度c，电压表示数不变

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10. 图甲为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表H＝3.30m，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积S＝5cm² ，水泵出水口离地表高度h＝0.45m，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水的流速相同，大小均为4m/s，水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，水的密度 $ρ = 1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A、喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为0.06m³ B、每秒水泵对水做功75J C、每秒水流落地时的动量大小是8kg·m/s D、电动机的内阻约为 $93 Ω$

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11. 如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻 $R_{1}$ 的阻值等于r，定值电阻R₂的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V₁、V₂、V₃的示数变化量的绝对值分别为 $Δ U_{1}$ 、 $Δ U_{2}$ 、 $Δ U_{3}$ ，理想电流表A示数变化量的绝对值为 $Δ I$ ，下列说法正确的是（　　）

A、理想电压表V₁示数增大，理想电压表V₂示数增大，理想电流表A示数减小 B、带电液滴将向下运动，定值电阻R₂中有从a流向b的瞬间电流 C、 $\frac{Δ U_{3}}{Δ I} > \frac{Δ U_{1}}{Δ I} = \frac{Δ U_{2}}{Δ I}$ D、电源的输出功率可能先变大后变小

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12. 我国水力资源居世界首位，西部地区水力发电潜力巨大。水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。如图所示，某小型水力发电站水流量Q＝5m³/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差h＝15m，发电机（内阻不计）的输出电压U₁＝500V，输电线总电阻 $r = 20 Ω$ ，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n₃：n₄＝450：11，用户获得的电压U₄＝220V，用户消耗的功率P₄＝450kW，变压器均视为理想变压器，已知水的密度 $ρ = 1 ． 0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ °。下列说法正确的是（）

A、输电线损失的电压为500V B、输电线损失的电功率为25kW C、升压变压器原副线圈的匝数比n₁：n₂＝1：18 D、机械能转化为电能的效率约为67%

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13. 如图所示，电路中所有二极管均为理想二极管， $R_{1} = R_{2} = R_{3} = R_{4} = R$ ，图丙和图丁中的变压器为原、副线圈匝数相同的理想变压器，P为原线圈中央抽头，输入端接同一正弦交流电源，R₁、R₂、R₃、R₄四个电阻的功率分别为P₁、P₂、P₃、P₄下列关系式正确的是（）

A、P₁：P₂=1：2 B、P₁：P₃=1：4 C、P₃：P₄=1： $\sqrt{2}$ D、P₂：P₄=1：4

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二、多选题。

14. 以下说法正确的是（）

A、把声音或图像信号从调频波的高频电流中还原出来的过程叫做检波 B、γ刀可以用来治疗癌症，是利用γ射线具有很高的能量 C、在连接蓝牙鼠标或蓝牙音箱后，移动电话的上网速度会受到影响 D、动量守恒定律、牛顿定律都只适用于研究宏观、低速物体的运动

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15. 如图所示，质量为m的物块P与物块Q（质量未知）之间拴接一劲度系数为k的轻弹簧。物块P与物块Q静止在光滑的水平地面上，弹簧恰好处于原长。现给P物体一瞬时初速度，并把此时记为0时刻，规定向右为正方向，0到2t₀内P、Q物块运动的图像如图所示，已知t₀时刻P、Q的加速度最大，其中t轴下方部分的面积大小为S，弹性势能与形变量满足 $E = \frac{1}{2} k Δ x^{2}$ 则（）

A、物体Q的质量为2m B、物体P先做加速度增加的减速运动后做加速度减小的加速运动 C、t₀时刻弹簧的形变量为 $S \sqrt{\frac{k}{3 m}}$ D、t₀到2 t₀时间内弹簧对P物体做功为零

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三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16. 某兴趣小组的同学发现利用打点计时器与小车可以设计许多实验，于是小组成员相关实验进行总结。

(1)、甲同学想要研究小车速度随时间的变化规律，设计甲图实验为了完成实验除了甲中的实验器材为还需（　　）

A、秒表 B、天平 C、刻度尺

(2)、实验时甲同学处理纸带时，漏标了 $x_{A B}$ 的数据，以下数据最为接近的是（　　）

A、1.20cm B、1.39cm C、1.50cm D、1.60cm

(3)、乙同学想要在甲同学装置的基础上，研究力与加速度、质量的这个实验。则下列操作正确的为（　　）

A、保证细线与长木板平行 B、将长木板远离小车的一端垫高，平衡小车受到的摩擦力 C、增加小车质量，使小车质量远大于钩码质量 D、处理纸带数据时，从第一个打下的点开始计算

(4)、丙同学突发奇想，想利用这个装置测量一下自己的步幅，于是把接在50Hz的交流电源打点计时器固定在与自己腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在腰部，自己沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录步行时的运动信息，选取一条清晰的纸带，每5个点取一个计数点，得到丙图数据。
沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如丁图所示，若用图中曲线描述人运动的速度--时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为s，请根据上图估算该同学的步幅为m。（答案均保留两位有效数字）

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17. 为测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A电流表A（0~0.6A，内阻为 $0.5 Ω$ ）
B电压表V（0~3V，内阻约为 $1000 Ω$ ）
C滑动变阻器R₁（ $0 ~ 20 Ω$ ）
D滑动变阻器R2（ $0 ~ 1500 Ω$ ）
E开关、导线各若干

(1)、某同学设计了如图甲、乙两个电路，应该选择的实验电路是图中的（选填“甲”或“乙”），电阻滑动变阻器选择（选填“C”或“D”）

(2)、该同学正确连接电路，检查无误后，闭合开关，该同学移动滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图丙所示，此时电压表的读数为V，电流表的读数为A。

(3)、确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U-I图像如图丁所示，根据图像可知电源的电动势E＝V，内阻r＝ $Ω$ 。（结果均保留两位有效数字）

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18. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m的高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m的高处。已知运动员从下落到返回最高点的整个时间为3s，不计空气阻力， $g = 10 m / s^{2}$ ．求：

(1)、运动员接触网时的动量；

(2)、运动员接触网的时间；

(3)、网对运动员的平均作用力大小。

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19. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为L₁＝2m的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为R₁＝0.4m的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M＝0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为L₂＝1.5m的水平面GH和半径为R₂＝0.5m的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h＝0.8m处自由下滑，滑块与糙水平直轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为 $μ = 0.3$ ，不计其它阻力，取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求

(1)、滑块运动到圆弧轨道上的F点时，细圆管道受到滑块的作用力；

(2)、滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度；

(3)、若释放的高度 $h \leq \frac{16}{15} m$ ，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。

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20. 如图所示，界线MN以下存在一个方向水平的磁场（垂直于纸面向里），取MN上一点O作为原点，竖直向下建立y轴，磁场的磁感应强度B随y坐标（以m为单位）的分布规律为 $B = 4 + 2 y (T)$ 。一边长为L＝1m，质量为m＝0.1kg，电阻 $R = 4 Ω$ 的正方形金属abcd从MN上方静止释放，1s后金属框的cd边到达界线MN，此时给金属框施加一个竖直方向的外力F，直至金属框完全进入磁场时撤去该外力。已知金属框在进入磁场的过程中电流保持恒定，且金属框运动过程中上下边始终水平，左右边始终竖直，g取10m/s² ，求：

(1)、金属框进入磁场过程的电流的大小；

(2)、金属框进入磁场过程经历的时间t；

(3)、金属框进入磁场的过程中外力F做的功；

(4)、金属框在磁场中下落的最终速度v的大小。

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21. 如图所示是研究带电粒子在电磁场运动的某个装置。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔O₁ ，坐标为（0，L）。第一象限存在垂直向里的匀强磁场B₀（大小未知），x轴（L，0）处有小孔O₂ ，平行板电容器上极板A与x轴紧靠且平行，A、K两极板间距为 $\frac{L}{2}$ ， A板中央小孔O₃与O₂对齐。P为下极板K上的一点，P点坐标 $(\frac{L}{2}, - \frac{L}{2})$ ，板M上的任何位置都可以释放出速度大小从0至某值（包括初速度为0的情况）且方向不同的电子，电子质量为m，电荷量为e。发射的电子经MN间的恒定电压加速后从O₁点持续不断进入磁场，经O₁的粒子速度大小在 $\frac{\sqrt{6}}{6} v_{0} \leq v \leq v_{0}$ 之间，已知速度为v₀的电子沿垂直于y轴方向经小孔O₁射入磁场，偏转后恰能垂直x轴射入O₂点离开x轴。M、N、A、K四块极板均无限长，忽略电子之间的相互作用，粒子到达边界或极板立即被吸收并导走。求：

(1)、磁感应强度B₀和U_NM间电势差的大小。

(2)、若 $U_{k A} = 0$ 时，求到达P点的电子刚从板M射出时速度v₁的大小及与x轴的夹角 $θ$ 。

(3)、在（2）问的前提下，若平行板电容器内加一个沿y轴负方向大小随 $B = \frac{(\sqrt{2} - 1) m v_{0}}{2 e L^{2}} y$ 变化，方向垂直向里的磁场，要使电子不能碰到极板K，电容器极板最小间距为多少（A板固定，K板上下移动）。

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