浙江省2024届高三下学期押题物理试卷01

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选择题部分
选择题Ⅰ（本题共3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.转动惯量是物体绕转轴转动时惯性的量度，其中ri是微元mi到转轴的距离。复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，如图所示，l是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。根据所学物理知识，判断复摆的周期公式可能是（ ）
A. B. C. D.
2.图甲是正在水平面内工作的送餐机器人，该机器人沿图乙中ABCD曲线给16号桌送餐，已知弧长和半径均为4m的圆弧BC与直线路径AB、CD相切，AB段长度也为4m，CD段长度为12m，机器人从A点由静止匀加速出发，到B点时速率恰好为1m/s，接着以1m/s的速率匀速通过BC，通过C点后以1m/s的速率匀速运动到某位置后开始做匀减速直线运动，最终停在16号桌旁的D点。已知餐盘与托盘间的动摩擦因数μ=0.1，关于该运动的说法正确的是（ ）
A.B到C过程中机器人的向心加速度a=0.2m/s2
B.餐盘和水平托盘不发生相对滑动的情况下，机器人从C点到D点的最短时间t=12.5s
C.A到B过程中餐盘和水平托盘会发生相对滑动
D.若重新设置机器人，使其在BC段以3m/s匀速率通过，餐盘与水平托盘间不会发生相对滑动
3.压跷跷板是小朋友们特别喜欢的娱乐运动项目，跷跷板在幼儿园以及公共娱乐健身场所都可以见到。某实验小组利用该娱乐设施进行物理研究，如图所示。质量为m的小球B置于光滑半球形凹槽A内，凹槽放置在跷跷板上，凹槽的质量为M，当板的倾角为α=30°时，凹槽恰好静止。令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则在缓慢压低跷跷板的Q端至跟P端等高的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．开始时凹槽受到沿跷跷板向上的摩擦力大小为
B．凹槽与跷跷板之间的动摩擦因数大小为
C．小球对凹槽的压力大小始终为mg
D．跷跷板对凹槽的作用力逐渐增大
4．将一物体以某一初速度沿与水平方向成37°角从A点斜向上抛出，经过B点时速度与水平方向的夹角为53°。已知、之间的水平距离为L，忽略空气阻力，已知g，sin53°=0.8，则下列说法正确的是（ ）
A．从A点抛出时的速度大小为
B．从A到B过程中速度的最小值为
C．从A到B的时间为
D．A、B之间的高度差为
5.宇航员在某星球上把一质量为m的物体竖且向上抛出，物体速度的平方随高度h的变化情况如图所示，图中v0、v'、H均为已知量。若物体在运动过程中受到的阻力大小恒定，则下列说法正确的是（ ）
A.物体在整个运动过程中，加速度大小恒定
B.物体所受的阻力大小为
C.星球表面的重力加速度大小为
D.物体从被抛出到落回至抛出位置的时间为
6．如图所示为一几何球O，a、b、c、d、E、F是过球心O的水平截面的圆周上六个等分点，现分别在a、d和b、c处固定等量的正、负电荷，即qa=qd=+q和qb=qb=-q，AB是球的直径且与水平面垂直，设无穷远处为电势零点，则（ ）
A.A、B两点的电场强度大小相等、方向相反
B.E、F两点的电场强度大小相等、方向相反
C.a、b、c处的电荷仍固定不动，若将d处的电荷移到O处，则电荷d的电势能将增大
D.a、b、c处的电荷仍固定不动，若将d处的电荷移到O处，则电荷d的电势能将减小
7．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出电流为368A
B．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kW
D．升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
8．一个光学圆柱体的横截面如图所示，中心部分是空的正方形，外边界是半径为R的圆，圆心O也是正方形的中心，C是正方形其中一个边上的中点，B是圆周上的一点，已知OC=BC，∠BCO=120°，光速为c，一束单色光AB从B点射入介质，入射角为60°，折射光线为BC，下列说法正确的是（ ）
A.光在B点的折射角为45°
B.介质对此单色光的折射率为
C.正方形的边长为
D.光从B到C的传播时间为
9．图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（ ）
A.储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小
B.t1~t2内电容器放电
C.t2~t3内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能
D.该振荡电流的有效值为
10．磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。左下图是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由碳体、电极和矩形通道（简称通道）组成。模型原理简化如右下图所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.2m、c=0.10m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B=6.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U=200V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.20Ω·m。则（ ）
A．船静止时，接通电源瞬间通道内电阻R=20Ω
B．船静止时，接通电源瞬间通道内电流大小I=1000A
C．船静止时，接通电源瞬间推进器对海水推力大小F=120N
D．船匀速前进时，若通道内海水速率v=5.0m/s，则通道内电流大小可能为2000A
11．如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDEA（由细软导线制成）挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度ω（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法不正确的是（ ）
A．在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针
B．在C从A点沿圆弧移动到图中∠ADC=30°位置的过程中，通过导线上C点的电量为
C．当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大
D．在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线枢中产生的电热为
12．原子核静止时有19%的可能发生β+衰变，方程为，并放出能量为Eγ的γ光子。已知、和的质量分别记为m1、m2和m3，衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去光子的能量Eγ外全部转化为和的动能。在匀强磁场中衰变产生的和，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．和在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆
B．的比结合能大于的比结合能
C．生成物的总动能为Ek=(m1-m2-m3)c2
D．的动能为
13．11、氢原子的可见光光谱如图所示，谱线的波长满足公式（、4、5、6,），式中是常量。已知四条光谱线对应的光照射某种金属，仅一种光能使该金属发生光电效应。则（ ）
A．Hα谱线对应的光子能量最大
B．Hα谱线对应的光子动量最大
C．Hα谱线对应的光子能使该金属发生光电效应
D．Hδ谱线是氢原子从第5激发态跃迁到第1激发态产生的
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、平静水面上建立x轴，俯视图如图所示。分别位于x1=-0.2m和x2=0.3m的两波源A、B起振方向相反，时刻同时从各自的平衡位置开始以10Hz的频率、4cm的振幅上下振动，在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为t=0.3s两列波到达的位置，此时x=0.5m处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确的是（ ）
A．两列波的传播速度为2m/s
B．原点x=0处的质点起振方向向下
C．x轴上在AB之间振动加强点个数共9个
D．从t=0时刻起，一天内，x=2.024m处的质点通过的总路程为0.8m
15．用如图所示装置研究光电效应现象．某单色光照射光电管阴极K，能发生光电效应．闭合S，在A和K间加反向电压，调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此电压表示数U称为反向截止电压．根据U可计算光电子的最大初动能Ekm．分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得的反向截止电压分别为U1和U2．设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是（ ）
A．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度是2eU1m
B．阴极K金属的逸出功W＝hν1﹣eU1
C．阴极K金属的极限波长小于cv1
D．普朗克常数h=e(U2−U1)V1−V2
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共14分）
16 -Ⅰ （4分）某同学设计了如图所示的实验装置，既可以验证牛顿第二定律，也可以测量滑块的质量与当地的重力加速度，实验器材有带加速度传感器的滑块（传感器的质量忽略不计）、质量已知的钩码、水平光滑的桌面（右端带定滑轮）、动滑轮（轻质）、轻质细线。
实验步骤如下：
A.调节定滑轮使细线水平，动滑轮跨在细线上，钩码挂动滑轮上，滑块与钩码由静止开始做匀加速直线运动，记录加速度传感器的示数以及相应的钩码质量；
B.改变悬挂钩码的个数，重复步骤A，得到多组加速度a与相应悬挂的钩码总质量M；
C.画出的函数关系图像如图乙所示。
（1）设当地的重力加速度为g，滑块的质量为m，写出的函数关系图像的表达式______（用g、m、M、a来表示）；
（2）若图像纵轴的截距为b，斜率为k，可得m=______，g=______（用b、k来表示）。
16-Ⅱ. （6分）某实验小组要测量一节干电池的电动势E和内阻r，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。
(1)先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池的________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则电源电动势为________V（结果保留3位有效数字）。
(2)某同学设计了如图2所示的实验电路，连接好实验电路，闭合开关S，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数，建立U-I坐标系，并描绘出U-I图像。
另一同学仍使用图2中的实验器材，设计了如图3所示的实验电路，实验操作步骤与前一位同学相同，在同一坐标系中分别描点作出U-I图像，图2对应的U-I图线是图4中的________线（填“P”或“Q”）。若每次测量操作都正确，读数都准确，则由图4中的P和Q图线，可得电动势和内阻的真实值为E＝________V，r=________Ω（结果均保留3位有效数字）。
16-Ⅲ（4分）在做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，
（1）必须要选用的器材是 。
A．有闭合铁芯的原副线圈
B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E.多用电表（交流电压挡）
F.多用电表（交流电流挡）
（2）用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表：
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 （选填“na”或“nb”）。
（3）如图所示，向右推动可拆卸变压器的铁芯，使其由不闭合到闭合，可以看到接在副线圈两端的小灯泡亮度从较小到正常发光。试分析其原因 。
17、（8分）如图所示，一水平放置的汽缸由横截面积不同的两圆筒连接而成，活塞A、B用原长为、劲度系数的轻弹簧连接，活塞整体可以在筒内无摩擦地沿水平方向滑动。A、B之间封闭着一定质量的理想气体，设活塞A、B横截面积的关系为SA=2SB=2S0，汽缸外大气的压强为p0=1×105Pa，温度为T0=125K。初始时活塞B与大圆筒底部（大、小圆筒连接处）相距，汽缸内气体温度为T1=500K。求：
（1）缸内气体的温度缓慢降低至时，活塞移动的位移；
（2）缸内封闭气体与缸外大气最终达到热平衡时，弹簧的长度。
18、（11分）如图甲所示，水平地面上左侧有一固定的圆弧斜槽，斜槽左端是四分之一光滑圆弧AB，圆弧半径为R，右端是粗糙的水平面BC，紧挨着斜槽右侧有一足够长的小车P，小车质量为m0=1kg，小车左端和斜槽末端C平滑过渡但不粘连，在C点静止放置一滑块N（可视为质点）。滑块质量为m1=2kg，最右边有一固定的竖直墙壁，小车右端距离墙壁足够远。已知斜槽BC段长度为L=1.2m，由特殊材料制成，从B点到C点其与小球间的动摩擦因数μ0随到B点距离增大而均匀减小到0，变化规律如图乙所示。滑块N与小车的水平上表面间的动摩擦因数为μ=0.1，水平地面光滑，现将一质量为m2=2kg小球M（可视为质点的）从斜槽顶端A点静止滚下，经过ABC后与静止在斜槽末端的滑块N发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后滑块滑上小车，小车与墙壁相碰时碰撞时间极短，每次碰撞后小车速度方向改变，速度大小减小为碰撞前的一半，重力加速度取g=10m/s2。已知小球运动到C点时（还未与滑块碰撞）的速度大小为12m/s，求：
（1）圆弧AB的半径R的大小；
（2）小车与墙壁第1次碰撞后到与墙壁第2次碰撞前瞬间的过程中，滑块与小车间由于摩擦产生的热量；
（3）小车与墙壁第1次碰撞后到与墙壁第4次碰撞前瞬间的过程中，小车运动的路程。
19、（11分）图甲为某种发电装置，轻质钕磁铁固定在带状薄膜上，上下各固定一个完全相同的线圈。两线圈与磁铁共轴，以薄膜平衡位置为原点O建立竖直向上x轴，线圈中心与磁铁相距均为x0，当周期性外力作用时，薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动，振幅为A。已知线圈的匝数为n、横截面积为S、磁铁中轴线上各点磁感应强度B的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图乙所示，忽略线圈长度，线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小，不计线圈电阻和自感互感的影响，电路连接如图丙所示。定值电阻R=5Ω，电容器的电容C=0.2F，足够长的光滑平行金属导轨AG、BH固定于水平面内，相距为L=2m，处于竖直向下、大小为B4=1T的匀强磁场中，轨道在C、D处各被一小段正对的绝缘材料隔开，质量为ma=1kg的金属棒a静置于导轨AB处，质量为mb=3kg的金属棒b紧贴CD右侧放置，质量为mc=1kg的金属棒c静置于b棒右侧s0=2m的EF处。a、b棒的接入电阻相同，Ra=Rb=2Ω，c棒的接入电阻Rc=4Ω，所有导轨的电阻均不计。初始时单刀双掷开关S与触点“1”闭合。
（1）若磁铁从O点运动到最高点历时Δt，判断此过程流过电阻R中电流方向及流过R的电荷量；
（2）磁铁上升过程某时刻，电容器带电荷量Q1=2C时，将开关S拨到触点“2”。当金属棒a运动至CD时电容器的电压U=6V，此时a、b两棒相碰结合为一个“双棒”整体，最终各棒运动达到稳定状态，求最终“双棒”整体与c棒的距离以及从a、b棒碰后到各棒稳定的过程中a棒中产生的焦耳热；
（3）图乙中B与x关系式满足（其中k为未知常数），图中B1、B2、B3为已知量，写出磁铁以速率v0向上经平衡位置时，电阻R的电功率表达式。
20、如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1）电场强度E0的大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。
U/V
1.80
2.80
3.80
4.90
U/V
4.00
6.01
8.02
9.98