浙江省杭州市五县七校2023届高三第二学期期末物理试题

浙江省杭州市五县七校2023届高三第二学期期末物理试题

注意事项:

1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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

C．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=Bve

C．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

3、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，当电流表读数为时，传感器的读数为；保持ab中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为（）。已知金属线框的匝数为n，ab边长为L，重力加速度为g，则可得到（　　）

A．金属线框的质量

B．N、S极之间的磁感应强度

C．传感器的读数为时，ab中的电流方向为b→a

D．减小电流I重复实验，则、均减小

4、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．12.09eV

5、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 时,小球的速度为

C．棒的角速度逐渐增大

D．当棒与竖直方向的夹角为时,棒的角速度为

6、 “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

B．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0.6eV

D．当U=0.8V时，到达阳极的光电子的最大动能为1.4eV

8、如图，两轴心间距离、与水平面间夹角为的传送带，在电动机带动下沿顺时针方向以的速度匀速运行。一质量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。已知重力加速度大小为，，。则货物从底端运动至顶端的过程中（　　）

A．货物增加的机械能为

B．摩擦力对货物做的功为

C．系统因运送货物增加的内能为

D．传送带因运送货物多做的功为

9、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。第二次将小物体从斜面顶端以速度同方向水平抛出。若小物体碰撞斜面后不弹起，则小物体第一次与第二次在空中的运动过程（　　）

A．时间之比为 B．时间之比为

C．竖直位移之比为 D．竖直位移之比为

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．（6分）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（Ω，额定电流1A）

G滑动变阻器（Ω，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。其中是待测电阻，R是电阻箱，、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调至阻值为时，灵敏电流计的示数为零。由此可计算出待测电阻________。（用、、表示）

12．（12分）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．（10分）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．（16分）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=19 cm，∆h=6 cm。已知大气压强为P0= 76 cmHg。

（i）求左管密闭的气体在原温度基础上降低了多少摄氏度？

（ii）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．（12分）如图圆柱形导热气缸质量为，内部横截面积为，活塞的质量为，稳定时活塞到气缸底部的距离为。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。已知大气压强为，重力加速度为，环境温度不变，气缸密闭性良好且与活塞之间无摩擦。求：

（1）最终活塞到气缸底部的距离；

（2）上拉过程中气体从外界吸收的热量。

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、C

【解析】
A．当线圈与磁场平行时，感应电流最大，故A错误；

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

故B错误；

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，故C正确；

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，故D错误。

故选C。

2、C

【解析】
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

解得，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，所以故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

故D错误。

故选C。

3、A

【解析】
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，则

保持ab中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为，则

联立解得金属框的质量为

选项A正确，B错误；

C．传感器的读数为时，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，则减小，增大，故D错误。

故选A。

4、B

【解析】
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=E3﹣E1=12.09eV，hv2=E2﹣E1=10.2eV，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10.2 eV，则打出的光电子的最大初动能为Ek=12.09 eV﹣10.2 eV=1.89 eV，故B正确，ACD错误。故选B。

【点睛】

解决本题的关键知道能级间吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，掌握光电效应方程，并能灵活运用。

5、D

【解析】
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；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实=ωL，沿竖直向上方向上的速度分量等于v，即ωLsinα=v，

所以 ，平台向上运动，夹角增大，角速度减小，故BC错误，D正确．
故选D．

【点睛】

找合速度是本题的关键，应明白实际的速度为合速度．然后分解速度，做平行四边形，根据三角形求解．此题难度在于合速度难确定，属于中档题．

6、C

【解析】
A．夜间，桥梁需要照明，开关K闭合，电阻R1、R2并联，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数，故A错误；

B．夜间，开关K闭合，总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表示数变大，故B错误；

C．根据能量守恒定律可知，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，故C正确；

D．当电流表示数为I，则太阳能电池供电系统总功率为EI，输出功率为EI﹣I2r，故D错误。

故选C.

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】
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，故A错误；

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，故B正确；

C．由光电效应方程有，由图可知，当U=－0.6V时，光电流为0即为遏制电压，则有

联立解得

故C错误；

D．光电子逸出时的最大初动能为

当U=0.8V时由动能定理得

得

故D正确。

故选BD。

8、AD

【解析】
AB．当货物刚放上传送带时，对货物由牛顿第二定律得

设货物与传送带共速时用时为，则，解得

则这段时间内货物运动的位移

传送带运动的位移

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

静摩擦力对货物做的功

故摩擦力对货物做的功

根据功能关系得货物增加的机械能也为，故A正确，B错误；

CD．系统因运送货物增加的内能为

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

故C错误，D正确。

故选AD。

9、AD

【解析】
AB．设斜面倾角为，长度为L。小物块以速度v平抛落在斜面上时位移关系有

解得

则落点距斜面顶端距离

若第二次落在斜面上，同理落点距斜面顶端

则有

该距离大于斜面的长度L，则第二次抛出时落在水平面上。以速度v平抛时

以速度平抛落在水平面上时有

则有

所以A正确，B错误；

CD．第一次与第二次平抛的竖直位移之比为

所以D正确，C错误。

故选AD。

10、AD

【解析】
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，但并不是持续增大，向上:匀减速时，人对电梯的压力小于人和箱子的总重力，但不是持续减小，故C错误，选项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、11    0.600    60.10    ACDFH        小    0.14    2.40       

【解析】
（1）[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=11×1Ω=11Ω

[2]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

0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm

[3]根据米尺读数原理，可知米尺的读数为60.10cm；

（2）[4]金属丝电阻约为，电池组电动势为3V，回路中最大电流约，故电流表选C，电压表选D。

[5]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，所以选用电流表外接法，电路图如图所示

[6]利用此方法测得的电流偏大，根据

可得金属丝电阻值的测量值比真实值偏小。

[7][8]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）[9]灵敏电流计示数为零，说明其两端电势相等，可得

解得

12、0.735           

【解析】
(1)[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

(2)[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，说明小车的合力为零，而撤去托盘m0和钩码m，小车的合力变为

则小车加速从A到B过程中合外力做的功为

[3]光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过A、B两位置的瞬时速度，有

，

则小车动能的变化量的表达式为

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、

【解析】
由公式，解得

全过程由动量定理得

解得

14、（ⅰ）72℃；（ⅱ）9cm

【解析】
(ⅰ)设开始时气体温度为，管的截面积为，则有cmHg，

末态，，

根据理想气体状态方程有

即

解得

两状态的温度差为

所以左管密闭的气体在原温度基础上降低了72℃

(ⅱ)设向右管注入水银后，左管内水银面上升，管内气体长度为

由玻意耳定律有

即

解得

故需要向右管注入水银柱的长度为9cm。

15、（1）；（2）

【解析】
（1）以封闭的气体为研究对象，初始状态下，活塞受力平衡，有

所以气体压强

体积

气缸即将离开地面时，气缸受力平衡，有

所以压强

封闭气体体积

气体做等温变化，由玻意耳定律有

解得

（2）设活塞移动过程中气体对活塞做的功为，由动能定理有

由热力学第一定律有

结合等温变化

解得