浙江省宁波十校联盟2023-2024学年高三下学期3月联考物理试题

试卷更新日期：2024-04-10 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. 下列说法正确的是（）

A、甲图中研究篮球的进入篮筐的过程，可将篮球看成质点 B、乙图中羽毛球在空中运动时的轨迹并非抛物线，其水平方向的分速度逐渐减小 C、丙图中运动员训练蹲踞式起跑时，起跑器对运动员做正功 D、丁图中运动员跳高下落时，通过海绵垫可减少接触面对运动员的冲量从而实现缓冲

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2. 理想气体常数R是表征理想气体性质的一个常数，由理想气体状态方程可推得 $R = \frac{p V_{m}}{T}$ ，其中p为气体压强， $V_{m}$ 为气体的摩尔体积（一摩尔物质在0℃、 $1 a t m$ 的体积），T为热力学温度，用国际单位制中的基本单位表示理想气体常数R的单位，正确的是（）

A、 $J / m o l \cdot K$ B、 $k g \cdot m^{2} / (s^{2} \cdot K)$ C、 $k g \cdot m^{2} / (s^{2} \cdot m o l \cdot K)$ D、 $k g \cdot m^{3} / (s^{2} \cdot m o l \cdot K)$

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3. 如图所示，在无风的房间内，一个氢气球由静止释放，在浮力的作用下往上飘后最终静止于倾斜天花板上，关于该氢气球的受力，下列说法正确的是（）

A、气球受到四个力的作用 B、天花板对气球的弹力竖直向下 C、天花板对气球的弹力是由于气球发生形变而引起的 D、气球对天花板的摩擦力沿天花板平面向下

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4. 如图所示，某款可折叠手机支架，调节支撑杆MN，手机背部支撑平面PQ的倾角 $θ$ 随之改变，底部支撑平面ab与PQ始终垂直，忽略一切摩擦，当 $θ$ 逐渐减小时，下列说法正确的是（）

A、背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变小 B、手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐变大 C、支架对手机的作用力逐渐增大 D、手机对支架的作用力始终不变

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5. 图为西湖音乐喷泉某时刻的照片，水从喷口倾斜射出，空中呈现不同的抛物线，取其中4条抛物线，分别记作①②③④，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）

A、4条水柱中，①中的水上升较高，其出射速度最大 B、②中的水比③中的水在空中运动的时间长 C、在最高点，②中的水比③中的水速度大 D、喷口水平倾角越小，水射程越远

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6. 如图所示，一带正电小球用绝缘细绳悬于O点，将小球拉开小角度后静止释放，其运动可视为简谐运动，下列措施中可使小球振动频率增加的是（）

A、将此单摆置于竖直向下的匀强电场中 B、在悬点O处放置一个带正电的点电荷 C、在悬点O处放置一个带负电的点电荷 D、将此单摆置于垂直摆动平面向里的匀强磁场中

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7. 已知通电长直导线周围某点磁感应强度 $B = k \frac{I}{r}$ ，即磁感应强度B的大小与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，沿MN和其中垂线建立直角坐标系xOy。规定磁场沿 $- y$ 方向为正，则磁感应强度B随x、y变化的图线正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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8. 如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。推动手柄使半径为r的圆形线圈a沿轴线往复运动，其运动的 $v - t$ 图像为如图丙所示的正弦曲线，最大速度为 $v_{0}$ 。已知线圈匝数为n，电阻不计，所在位置磁感应强度大小恒为B，理想变压器原、副线圈匝数之比为k，两灯泡电阻均为R，A为理想交流电流表，闭合开关S，下列说法正确的是（）

A、 $L_{1}$ 两端电压最大值为 $2 n π B r v_{0}$ B、电流表A的读数为 $\frac{n π B r v_{0}}{k R}$ C、线圈a的输出功率为 $\frac{4 n^{2} π^{2} B^{2} r^{2} v_{0}^{2}}{k^{2} R}$ D、若断开开关S， $L_{1}$ 中电流不变，原线圈中电流亦不变

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9. 如图甲所示，A、B两颗卫星在同一平面内围绕中心天体做匀速圆周运动，且绕行方向相同，图乙是两颗卫星之间的距离 $Δ r$ 随时间t的变化图像， $t = 0$ 时刻A、B两颗卫星相距最近。已知卫星B的周期 $T_{B} = 7 t_{0}$ ，则A、B两颗卫星运行轨道半径之比为（　　）

A、1∶7 B、1∶4 C、 $1 : \sqrt[3]{49}$ D、1∶2

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10. 如图甲，两等量异种点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平横杆，有一质量为m，电荷量为 $+ q$ 的圆环（可视为质点）可沿横杆滑动。 $t = 0$ 时刻，圆环自A处以初速度 $v_{0}$ 向右运动，此后圆环运动的 $v - t$ 图像如图乙所示， $t = 0$ 时刻和 $t_{2}$ 时刻图线斜率相同， $t_{1}$ 和 $t_{3}$ 时刻图线斜率均为0，已知圆环t₂时刻运动至O点，继续向右运动至B点停下，且A、B关于两电荷连线中点O对称。若A处场强为 $E_{0}$ ， AO间距为L，重力加速度为g，且圆环运动过程中电量始终不变，则下列说法正确的是（）

A、圆环与横杆之间的动摩擦因数 $μ = \frac{v_{0}^{2}}{4 g L}$ B、 $t_{1} - t_{2}$ 时间内圆环的位移大小为 $\frac{1}{2} L$ C、圆环在O处运动速度 $v_{2} = \frac{1}{2} v_{0}$ D、O处的场强大小为 $E = \frac{2 m g}{q} - E_{0}$

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11. DIY手工能够让儿童体验到创造过程中的乐趣和成就感。图为某款DIY太阳能小车，组装成功后质量约为130g，太阳直射时行驶速度约为0.25m/s，行驶过程中阻力约为车重的0.2倍。已知太阳与地球之间的平均距离约为 $1.5 \times 1 0^{11} m$ ，太阳每秒辐射的能量约为 $3.9 \times 1 0^{26} J$ ，太阳光传播到达地面的过程中大约有37%的能量损耗，太阳能电池有效受光面积约为 $15 c m^{2}$ ，则该车所用太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为（）

A、5% B、10% C、20% D、30%

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12. 在某水平均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系，xOy平面水平。在x轴上的两个波源 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 的坐标分别为 $x_{1} = - 9 m 、 x_{2} = 16 m$ ， $S_{1} 、 S_{2}$ 的振动方程分别为 $z_{1} = 10 s i n (2 π t) c m$ 、 $z_{2} = 8 s i n (2 π t + \frac{π}{2}) c m$ 。若两波均从平衡位置向上起振，且 $t = 0$ 时刻， $S_{1}$ 刚开始振动， $S_{2}$ 首次到达波峰处，两列波的波速均为4m/s，传播过程中能量损耗不计。y轴上P点的坐标为 $y = 12 m$ ，则下列说法正确的是（）

A、两波均传至O点后，O点振幅为18cm B、 $S_{1}$ 波提前 $S_{2}$ 波 $1.25 s$ 传至P点 C、 $t = 5.25 s$ 时，P点向 $+ z$ 方向振动 D、 $0 ∼ 5.25 s$ 内，质点P通过的路程为 $76 c m$

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13. 如图甲所示，为某种透明新材料制成的半径为R的半圆柱体，其折射率 $n = 2$ 。 $S S^{'}$ 是与轴线平行的线光源，S点位于O点正下方 $\frac{\sqrt{2}}{2} R$ 处，图乙为其截面图。平面PQMN镀有反光薄膜，射向平面PQMN的光线将全部反射。若只考虑首次射向曲面 $\overset{⌢}{P Q}$ $\overset{⌢}{M N}$ 的光线，则曲面 $\overset{⌢}{P Q}$ $\overset{⌢}{M N}$ 无光线射出的面积和有光线射出的面积之比为（）

A、1∶5 B、1∶1 C、2∶1 D、5∶1

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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是符合题目要求的。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、图甲为一定质量的氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图像，其中图线Ⅰ温度较高 B、从单一热库吸收热量，使之完全变成功是可能实现的 C、图乙中静止的钠核 $_{11}^{24} N a$ 在磁场中发生衰变，曲线1为 $α$ 粒子的运动轨迹 D、相对论时空观认为运动物体的长度和物理过程的快慢都跟物体运动状态有关

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15. 如图甲为氢原子能级图，现用频率为v₀的光照射大量处于基态的氢原子，只能发射出频率为 $v_{a} 、 v_{b} 、 v_{c}$ 的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线。已知 $e = 1.6 \times 1 0^{- 19} C$ 。以下说法正确的是（）

A、一定有 $v_{0} = v_{a}$ B、图乙中滑片P从O向b端移动过程中，电流表示数减小 C、图丙中 $U_{c} = - 9.84 e V$ D、图丙中的a光照射阴极，光电流达到饱和时，阴极每秒射出的光电子数大约 $6 \times 1 0^{18}$ 个

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三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16. 某实验小组采用如图1所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。

(1)、实验之前要平衡小车所受的阻力，具体的步骤是：（填“挂”或“不挂”）砂桶，连接好纸带后，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。

(2)、已知打点计时器所用交变电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图2所示。A、B、C、D、E是5个连续的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，实验数据如表中所示，其中有一组数据记录不当，这组数据是（填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）。根据上述信息可得小车的加速度大小为m/s²（保留两位有效数字）。
计数点
A
B
C
D
E
位置坐标（cm）
4.50
5.50
7.30
9.80
13.1

(3)、另一小组在验证加速度与质量关系实验时，保证砂桶的总质量 $m_{0}$ 不变，通过在小车上增加砝码来改变小车总质量，每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量m，但未测小车质量M，作出 $\frac{1}{a}$ 与m之间的关系图像如图3所示，已知图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若该同学其他操作均正确， $m_{0}$ 没有远小于 $(M + m)$ ，可得到小车的质量M为（用k、b、 $m_{0}$ 表示）。

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17. 用如图1实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系。实验可供选择的小球大小相同，材质分别是胶木、铝和铁，三种材料的密度如表中所示。
材料
胶木
铝
铁
密度（ $1 0^{3} k g / m^{3}$ ）
1.3-1.4
2.7
7.8
实验时，先将左右两侧塔轮半径调至相等，左侧小球6可置于长槽或短槽处，小球在长槽和短槽处运动时半径之比为2∶1。匀速转动时，若左边标尺露出约2格，右边标尺露出约3格（如图2所示），已知小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比，则左侧小球应置于（填“长槽”或“短槽”）处，材质应选择（填“胶木”、“铝”或“铁”）。

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18. 在“练习使用多用电表”实验中：

(1)、可供选择的器材中有一碳膜电阻，如图1所示，观察其色环颜色，查得该碳膜电阻的阻值为2kΩ，误差为 $\pm 10 %$ 。
①在使用多用电表测该电阻前，发现指针如图2所示，现需要调整图3中的部件（填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。
②将部件K拨至“ $\times 100$ ”挡，通过欧姆调零使指针对准电阻的“0刻线”。将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表指针如图4所示，则待测电阻为Ω，测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡。

(2)、测量该碳膜电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
A．电流表 $A_{1}$ （量程0~3mA，内阻约20Ω）
B．电流表 $A_{2}$ （量程0~0.6A，内阻约0.5Ω）
C．电压表V（量程0~5V，内阻约5kΩ）
D．滑动变阻器 $R_{p}$ （阻值范围0~10Ω，允许的最大电流2A）
E．待测碳膜电阻 $R_{x}$
F．电源（电动势6V，内阻约2Ω）
G．开关和导线若干
①实验时电流表应选（填器材前面的序号）。
②为了获得更多的数据使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是。
A．B． C． D．
③用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图5所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。该实验的第一步是：闭合电键 $S_{1}$ ，将电键 $S_{2}$ 接1，调节滑动变阻器 $R_{p}$ 和 ${R_{p}}^{^{'}}$ ，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数 $U_{1} 、 I_{1}$ ；接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键 $S_{2}$ 接2，读出这时电压表和电流表的示数 $U_{2} 、 I_{2}$ 。由以上记录数据计算被测电阻 $R_{x}$ 的表达式是 $R_{x} =$ ．

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19. 某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理图如图所示，竖直放置的导热汽缸内用质量 $m = 0.2 k g$ 、横截面积 $S = 100 m m^{2}$ 、上表面涂有导电物质的活塞封闭一定质量的理想气体，当缸内气体的温度 $T_{1} = 300 K$ 时，活塞下表面与汽缸底部的距离 $h_{1} = 6 c m$ ，上表面与a、b两触点的距离 $h_{2} = 3 c m$ 。当活塞上移至卡口处，上表面恰好与a、b两触点接触，触发报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求该报警装置报警的最低热力学温度 $T_{2}$ ；

(2)、当环境温度缓慢升高到 $T_{3} = 600 K$ 时，求封闭气体的压强 $p_{2}$ ；

(3)、若环境温度由 $T_{1} = 300 K$ 缓慢升高到 $T_{3} = 600 K$ 时，气缸内气体吸收热量1.8J，求该部分气体内能的增量 $Δ U$ 。

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20. 如图所示为某弹射游戏装置，游戏轨道由水平直轨道AB和两个半径为 $R = 0.8 m$ 、圆心角 $θ = 120 °$ 的圆弧轨道BC、 $C^{'} D$ 组成，OB、 $D O^{'}$ 竖直，小球（可视为质点）能无碰撞地从轨道BC进入轨道 $C^{'} D$ 。小球1被固定于A处的弹簧弹出后，与静置在水平轨道的小球2发生弹性碰撞。游戏设置一、二、三等奖：若小球2能够进入圆弧轨道 $C^{'} D$ 获三等奖，若小球2能在圆弧轨道 $C^{'} D$ （不包括D点）段脱离获二等奖，若小球1能在圆弧轨道 $C^{'} D$ （不包括D点）段脱离则获一等奖，其他情况都不能获奖。已知小球1的质量 $m_{1} = 0.3 k g$ ，小球2的质量 $m_{2} = 0.1 k g$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，忽略一切摩擦，不考虑小球间的二次碰撞。

(1)、若游戏能获奖，则小球2进入B点时，求轨道BC对小球弹力的最小值；

(2)、小球2碰后的速度多大时，游戏能获二等奖；

(3)、弹性势能满足什么条件时可获一等奖。

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21. 如图，电阻不计的光滑水平导轨 $A_{1} B_{1} A_{2} B_{2}$ 距 $L = 1 m$ ，其内有竖直向下的匀强磁场 $B = 0.5 T$ ，导轨左侧接一电容 $C = 1 F$ 的电容器，初始时刻电容器带电量 $Q_{0} = 1.6 C$ ，电性如图所示。质量 $m_{1} = 0.25 k g$ 、电阻不计的金属棒ab垂直架在导轨上，闭合开关S后，ab棒向右运动，且离开 $B_{1} B_{2}$ 时已匀速。下方光滑绝缘轨道 $C_{1} M D_{1} C_{2} N D_{2}$ 间距也为L，正对 $A_{1} B_{1} A_{2} B_{2}$ 放置，其中 $C_{1} M 、 C_{2} N$ 为半径 $r = 1.25 m$ 、圆心角 $θ = 37 °$ 的圆弧，与水平轨道 $M D_{1} 、 N D_{2}$ 相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度 $d = 0.5 m$ ，以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧 $0 < x < 0.5 m$ 处存在磁感应强度大小为 $B_{x} = \sqrt{5 x} (T)$ 的磁场，磁场方向竖直向下。质量 $m_{2} = 0.5 k g$ 、电阻 $R = 1 Ω$ 的“U”型金属框静止于水平导轨NOPM处。导体棒ab自 $B_{1} B_{2}$ 抛出后恰好能从 $C_{1} C_{2}$ 处沿切线进入圆弧轨道，并于MN处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后组成闭合线框一起向右运动。

(1)、求导体棒ab离开 $B_{1} B_{2}$ 时的速度大小 $v_{1}$ ；

(2)、若闭合线框进入磁场 $B_{x}$ 区域时，立刻给线框施加一个水平向右的外力F，使线框匀速穿过磁场 $B_{x}$ 区域，求此过程中线框产生的焦耳热；

(3)、闭合线框进入磁场 $B_{x}$ 区域后由于安培力作用而减速，试讨论线框能否穿过 $B_{x}$ 区域，若能，求出离开磁场 $B_{x}$ 时的速度：若不能，求出线框停止时ab边的位置坐标x。

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22. 如图甲所示，曲线OP上方有沿 $- y$ 方向的匀强电场，其场强大小为 $E_{1}$ ，曲线左侧有一粒子源AB，B端位于x轴上，能够持续不断地沿 $+ x$ 方向发射速度为 $v_{0}$ ，质量为m、电荷量为q的粒子束，这些粒子经电场偏转后均能够通过O点，已知从A点入射粒子恰好从P点进入电场，不计重力及粒子间的相互作用。

(1)、写出匀强电场边界OP段的边界方程（粒子入射点的坐标y和x间的关系式）：

(2)、若第四象限内存在边界平行于坐标轴的矩形匀强磁场 $B_{1}$ （未画出），磁场方向垂直纸面向外。自O点射入的粒子束，经磁场偏转后均能够返回y轴，若粒子在第四象限运动时始终未离开磁场，求磁场的最小面积；

(3)、若第一象限与第四象限间存在多组紧密相邻的匀强磁场 $B_{2}$ 和匀强电场 $E_{2}$ （如图乙），电磁场边界与y轴平行，宽度均为d，长度足够长。匀强磁场 $B_{2} = \frac{m v_{0}}{q d}$ ，方向垂直纸面向里，匀强电场 $E_{2} = \frac{m v_{0}^{2}}{4 q d}$ ，方向沿x轴正方向，现仅考虑自A端射入的粒子，经匀强电场 $E_{1}$ 偏转后，恰好与y轴负方向成 $θ = 45 °$ 从O点射入，试确定该粒子将在第几个磁场区域拐弯（即速度恰好与y轴平行）。

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材料	胶木	铝	铁
密度（ $1 0^{3} k g / m^{3}$ ）	1.3-1.4	2.7	7.8

计数点	A	B	C	D	E
位置坐标（cm）	4.50	5.50	7.30	9.80	13.1