2024届浙江省五校联盟高三下学期5月联考三模物理试题

试卷更新日期：2024-05-23 类型：高考模拟

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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. 下列物理量都是标量的是（　　）

A、位移路程 B、电动势电势差 C、速度加速度 D、角速度线速度

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2. 2024年4月，杭州某中学举办春季运动会，图中师生正在进行“60米毛毛虫竞速赛”。下列说法正确的是（　　）

A、正常完成比赛的队伍运动路程一定大于60米 B、“毛毛虫”向前加速过程中，王老师对“毛毛虫”的力大于“毛毛虫”对王老师的力 C、比赛中，可以把“毛毛虫”看作质点 D、比赛开始前，“毛毛虫”静止时，所有人对“毛毛虫”的作用力倾斜向前方

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3. 我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验（　　）

A、小球的速度大小均发生变化 B、小球的向心加速度大小均发生变化 C、细绳的拉力对小球均不做功 D、细绳的拉力大小均发生变化

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4. 2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为 $720 km$ ，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”，下列说法正确的是（　　）

A、“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于 $7.9 km/s$ B、“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于赤道上的物体随地球自转的向心加速度 C、“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为 $1 °$ D、由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离

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5. 如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着N个盛水的容器，容器到水车大圆转轴的距离为R。在流水的冲力作用下，水车以n转/分的转速匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为m，忽略容器装水给水增加的动能和水车浸入水的深度，不计一切摩擦。已知重力加速度为g，则水车运水的功率为（　　）

A、 $\frac{n N m g R}{30}$ B、 $\frac{n N m g R}{60}$ C、 $\frac{120 N m g R}{n}$ D、 $2 n N m g R$

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6. 如图所示，A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是（　　）

A、A比B先落入篮筐 B、A、B运动的最大高度相同 C、A在最高点的速度比B在最高点的速度小 D、A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同

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7. 如图是一种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图。让光束从海水射向平行空气砖（忽略薄玻璃壁厚度）再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度溶液中发生的偏移量d，进而计算出海水盐度。已知某一温度下，海水盐度变大引起折射率变大。下列说法正确的是（　　）

A、一束复色光透过平行空气砖分成1、2两束光，则两束光不一定平行 B、一束复色光透过平行空气砖分成1、2两束光，则1光的频率更高 C、一束单色光射向平行空气砖后偏移量变大，说明海水的盐度变大 D、一束单色光射向平行空气砖后偏移量变小，说明海水的盐度变大

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8. 迈斯纳效应是超导体从一般状态转变至超导态的过程中对磁场的排斥现象。如图所示，超导平板位于 $x O y$ 平面内，x轴正上方d处有一根无限长直导线平行x轴方向放置。当导线中通以电流I（方向沿x轴正方向）时，由于迈斯纳效应，超导体表面出现感应电流，从而使得超导体内部磁场为零，即超导体会排斥体内的磁场。则超导体表面感应电流的方向应（　　）

A、沿x轴负方向 B、沿x轴正方向 C、沿y轴负方向 D、沿y轴正方向

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9. 某学校的校园卡由内外两层塑料材质胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明硬质塑料。小明同学的校园卡磨损严重导致两层间左下角张开进入空气，如图，在实验室他用激光照射自己的校园卡看到了明暗相间的条纹。对卡片左下角施加压力F后，观察到条纹发生了变化，下列说法正确的是（　　）

A、条纹变密且向左下方移动 B、条纹变疏且向左下方移动 C、条纹变疏且向右上方移动 D、条纹变密且向右上方移动

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10. 钚的放射性同位素 $_{94}^{239} Pu$ 静止时衰变为铀核激发态 $_{92}^{235} U^{*}$ 和 $α$ 粒子，而铀核激发态 $_{92}^{235} U^{*}$ 立即跃迁变为铀核 $_{92}^{235} U^{*}$ ，并放出能量为 $E_{1}$ 的 $γ$ 光子。已知 $_{94}^{239} Pu$ 的质量为 $m_{1}$ 、 $_{92}^{235} U$ 的质量为 $m_{2}$ ， $α$ 粒子的质量为 $m_{3}$ ，衰变放出的光子的动量可以忽略。则（　　）

A、因为衰变过程放出了核能，所以衰变过程能量不守恒 B、衰变过程释放的核能是 $(m_{1} - m_{2} - m_{3}) c^{2} + E_{1}$ C、衰变后铀核 $_{92}^{235} U$ 的动能大于 $α$ 粒子的动能 D、产生的 $α$ 粒子的动能大约是 $\frac{235}{239} [(m_{1} - m_{2} - m_{3}) c^{2} - E_{1}]$

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11. 电子显微镜经过五十多年的发展，已经成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。在电子显微镜中，电子束取代了光束用来“照射”被观测物体。已知可见光的波长为 $400 \sim 760 nm$ ，由于光的衍射限制了显微镜的分辨率，光学显微镜的极限分辨率是 $0.2 μm$ 。某透射式电子显微镜，电子加速电压为 $50 V$ ，电子的质量为 $9.1 \times 10^{- 31} kg$ 。已知普朗克常量 $h = 6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，若该电子显微镜和光学显微镜的孔径相同，不考虑相对论效应。该电子显微镜的分辨率大约是光学显微镜的（　　）

A、 $10^{5}$ 倍 B、 $10^{3}$ 倍 C、10倍 D、0.1倍

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12. 如图所示，光滑长直金属杆上套有两个与杆接触良好的金属环，两个金属环与一个形状为完整正弦图形的金属导线ab连接，其余部分没有与杆接触，杆的电阻不计，金属导线ab电阻为R，a、b间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都为d。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。在外力作用下，导线ab沿杆以恒定的速度v向右运动。导线从O点进入磁场，直到全部穿过磁场的过程中（　　）

A、导线ab中电流的方向一直是a到b B、通过导线ab某一截面的电量不为零 C、外力F做功 $\frac{3 B^{2} d^{2} L v}{R}$ D、导线ab中产生的电热是 $\frac{2 B^{2} d^{2} L v}{R}$

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13. 如图所示，用绝缘支架将带电荷量为+Q的小球a固定在O点，一粗糙绝缘直杆与水平方向的夹角θ=30°，直杆与小球a位于同一竖直面内，杆上有A、B、C三点，C与O两点位于同一水平线上，B为AC的中点，OA=OC=L。小球b质量为m，带电荷量为-q，套在直杆上，从A点由静止开始下滑，第一次经过B点时速度是v，运动到C点时速度为0。在+Q产生的电场中取C点的电势为0，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A、小球b经过B点时加速度为0 B、小球b从A点到C点过程中产生的内能为 $\sqrt{3} m g L$ C、小球b的电势能最小值为 $- \frac{1}{2} m v^{2}$ D、小球b到C点后又从C点返回到A点

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二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14. 下列说法正确的是（　　）

A、空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 B、在完全失重的情况下气体对容器壁的压强会明显减小 C、红色的恒星温度高于蓝色的恒星 D、在有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速率降下来，则应该选用质量较小的原子核

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15. 如图甲所示，深度均匀的水槽中放有一个挡板，挡板上开有小孔A、B，A、B两点距波源S的距离分别为 $3 m$ 、 $4 m$ ， $A B = 5 m$ 。在挡板前方 $12 m$ 处的水面上有一点C，直线AC与挡板垂直。 $t = 0$ 时刻，波源S开始振动，振动图像如图乙所示。已知水波可视为简谐横波，水波的波长 $λ = 2 m$ ，则（　　）

A、水波在经过小孔A、B后传播速度变小 B、水面上A点比B点振动相位超前π C、在挡板的前方水波会发生干涉，干涉图样关于AB的垂直平分线左右对称 D、从A、B两孔发出的水波在C点相干加强

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三、实验题（16、17、18题共14分）

16. 某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为光源，B为光传感器。实验过程如下：用游标卡尺测量小球的直径。将两根较细、质量较小的轻绳一端固定于小球的一点上，将另一端悬挂于两个不同的悬点。悬挂完成后，自然状态下两轻绳均可伸直，且与竖直方向构成一定夹角。使摆球从某位置由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示。

(1)、下列说法正确的是（　　）

A、两轻绳可用具有弹性的轻质橡皮筋代替 B、小球初始释放位置越高，经过最低点时速度越大，测量越准确 C、两根轻绳间构成的夹角不能超过10° D、小球摆动轨迹所在的平面一定与两轻绳构成的平面垂直

(2)、某次实验中，用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d=mm。

(3)、该次实验中，使用两根绳长为l的轻绳，两悬挂点等高且间距为s。根据上述数据可得当地重力加速度g=（用 $t_{0}$ 、 $Δ t$ 、d、l、s中的物理量表示）。若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”）

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17.

在某次电学实验课上有两组同学在进行电学实验。

（1）在使用 $10 V$ 交流电压挡测量电压时，电表指针如图中“a”所示，该电压读数为________。

（2）在使用电阻“ $\times 10$ ”挡测量某电阻阻值时，电表指针如图中“b”所示，再将挡位切换至电阻________（选填“ $\times 1$ ”、“ $\times 100$ ”、“ $\times 1 k$ ”）挡，接下来应当进行的操作是________（选填“机械调零”、“欧姆调零”、“机械调零后欧姆调零”）。

（3）若某电池电动势为 $1.5 V$ 的多用电表使用时间久了，电池的电动势变小为 $E' = 1.38 V$ ，但欧姆表仍可调零。某次正确操作后测得一电阻的读数为 $200 Ω$ ，则该电阻实际的阻值为________Ω；

（b）第二组同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图甲、乙所示：

（4）下列说法正确的是（多选）；

A. 为确保实验安全，实验中副线圈匝数不宜太大

B. 可以用多用电表的直流电压挡测量副线圈的电压

C. 通电后，将可拆变压器上端的横条铁芯取下时将更费力，有可能感到横条铁芯在振动

D. 接在副线圈上的两根导线中至少有一根要接在标有“0”的接线柱上

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18. 关于高中物理的学生实验，下列说法正确的是（）

A、验证机械能守恒定律时，可以用一个砝码作为重物 B、探究两个互成角度的力的合成规律时，可以仅用一个弹簧测力计 C、用插针法不仅可以测量平行玻璃砖的折射率，也可以测量横截面为梯形或半圆形玻璃砖的折射率 D、用双缝干涉实验测量光的波长时，需要使用偏振片

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19. 如图所示，竖直放置的圆柱形绝热气缸内绝热活塞封闭着2mol单原子分子理想气体，气体温度为 $T_{0}$ ，大气压强为p₀ ，重力加速度为g，横截面积为S，活塞的质量为 $\frac{p_{0} S}{10 g}$ ，与气缸底部相距h，已知1mol单原子分子理想气体内能表达式为 $U = \frac{3}{2} R T$ （R为已知常数），通过电热丝缓慢加热气体，活塞上升了 $0.2 h$ ，不计活塞与气缸的摩擦，不计电热丝的体积，求：
（1）气缸内气体压强（填“变小”、“不变”或“变大”），单位时间内气体分子碰撞活塞的次数（填“变少”、“不变”或“变多”）。
（2）求气体吸收的热量；
（3）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为 $Δ m$ 时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。

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20. 如图所示，斜面AC倾角 $θ = 37 °$ ，底端A处设有挡板，轻弹簧下端固定在挡板上；斜面上AB段光滑，BC段粗糙，BC段长度为 $L_{2} = 0.3 m$ 。半径为 $R = 1 m$ 的双层圆弧轨道CD内壁光滑，与斜面在C点相切，轨道D端切线水平。现将长为 $L_{1} = 0.2 m$ 、质量为 $m_{1} = 0.1 kg$ 的木板a放到斜面上，并压缩弹簧，使木板上端恰与B点齐平；释放后，木板a冲上粗糙区域BC段，并与放置在C处的质量为 $m_{2} = 0.1 kg$ 的小物块b发生弹性碰撞（碰后立即将木板a取走），之后物块b进入圆弧轨道，物块b通过D处时对圆弧轨道下层的压力为 $0.6 N$ 。木板a与斜面BC段的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.5$ ， $sin 37 ° = 0.6$ ， $cos 37 ° = 0.8$ 。
（1）求物块b经过D点时的速度大小 $v_{D}$ 和小物块b进入圆轨道C点时的速度大小 $v_{C}$ 。
（2）求木板a上滑过程克服摩擦做功的 $W_{1}$ 、及弹簧对木板做的功 $W_{2}$ ；
（3）在D下方距离为 $h = 0.8 m$ 的光滑水平面上，放有一质量为 $m_{3} = 0.1 kg$ 、长为 $d = 0.1 m$ 的盒子，调整盒子的位置，使得物块b从D端飞出后，恰好落到盒子中点，物块与盒子底部的碰撞为非弹性碰撞，即物块落到盒子上瞬间，竖直方向速度立刻变为零，水平方向由于受到摩擦力，速度也有变化。物块与盒子间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.125$ ，物块与盒子左右两侧的碰撞为弹性碰撞。求：
①物块落到盒子上碰撞后瞬间，物块的速度大小；
②物块落到盒子上至物块与盒子相对静止，经过的时间t。

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21. 一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值 $R_{0} = 10 Ω$ 的细导线绕制、匝数 $N = 5 \times 10^{3}$ 的圆环形螺线管（图中只画出部分示意，且尺寸没有按比例画出），细导线的始末两端与阻值 $R = 90 Ω$ 的电阻连接，螺线管的横截面是边长为 $2 a$ 的正方形， $a = 1.0 \times 10^{- 2} m$ ，其中心与长直导线的距离 $r_{0} = 0.1 m$ 。气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I，其I-t图像如图乙所示。长直导线在螺线管处的磁感应强度大小均可近似为 $B = k I (r_{0} - x)$ $(- a \leq x \leq a)$ ，其中 $k = 2 \times 10^{- 5} T / A \cdot m$ ， x坐标的意义如图甲所示，以正方形的一边中点为坐标原点，背离圆心方向为x轴正方向，不考虑线圈的自感。求：
（1） $t = 5 \times 10^{- 4} s$ 时，图中标有x轴的这段细导线中的电流方向；
（2） $t = 3 \times 10^{- 3} s$ 时，螺线管线圈中的磁通量 $Φ$ ；
（3） $t = 0 ~ 3 \times 10^{- 3} s$ 这段时间内通过电阻R的电量，以及电阻R上的平均热功率；
（4） $t = 0 ~ 3 \times 10^{- 3} s$ 这段时间内螺线管单匝线圈所受安培力的冲量大小和方向。

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22. 利用电磁场研究带电的微观粒子是物理学家常用的方法。真空中一实验装置如图甲所示（磁场未画出），其截面图如图乙所示，区域I为足够大的水平平行金属板区域，极板间距为d，极板间电压U恒定，同时板间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 $B_{1}$ ，区域II内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 $B_{2}$ （ $B_{2}$ 大小未知）。极板和光屏在磁场方向上均足够长。当频率为 $ν$ 的入射光照射到竖直放置的金属板表面MN时，金属板表面MN逸出大量速率不同、沿各个方向运动的光电子。区域I由于速度选择器的作用，只有匀速运动的粒子能够离开区域I并进入区域II，最后全部打在水平光屏上，光屏亮光区域在截面图上的长度PQ为 $\frac{2 d}{3}$ 。已知逸出的光电子最大速率为 $v_{m}$ ， $B_{1} = \frac{5 U}{3 d v_{m}}$ ，元电荷为e，光电子质量为m，普朗克常量为h，忽略相对论效应，不计光电子重力和光电子之间相互作用。求：
（1）该金属的逸出功W和出区域I的光电子的最小速度v；
（2）区域II中磁场的磁感应强度 $B_{2}$ ；
（3）区域II中，在如图乙截面内粒子到达区域的面积S；
（4）区域II中，光电子运动位移的最大值 $x_{m}$ 。

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