浙江省杭州第十四中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试卷

这是一份浙江省杭州第十四中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．华为的WiFi6采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度（PSD），带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米（W/nm），改用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A．B．C．D．
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
3．电梯下降过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示，出现超重现象的时段是（ ）
A．从20.0s到30.0sB．从30.0s到40.0sC．从40.0s到50.0sD．从50.0s到60.0s
4．下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（ ）
A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹
B．图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景，证明水浸润该材料
C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则
D．图丁中一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果
5．2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列正确的是（ ）
A．月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B．“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C．“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D．“鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
6．如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根轻杆均可绕铰链自由转动，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链静止悬挂在三脚架正中央，三脚架正中央离地高度为h且小于杆长，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链间的摩擦忽略不计，则（ ）
A．吊锅受3个力B．减小h时，每根轻杆对地面压力减小
C．减小h时，每根轻杆对地面摩擦力增大D．每根轻杆受到地面的作用力大小为
7．智能呼啦圈可以提供全面的数据记录，让人合理管理自己的身材。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.4kg，轻绳长为0.4m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.26m，配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可视为静止，重力加速度g取，，下列说法正确的是（ ）
A．若增大转速，腰带受到的摩擦力变大
B．当转速时，则绳子与竖直方向夹角
C．若增大转速，则绳子与竖直方向夹角将减小
D．若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角将减小
8．如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于A点。时将小球从A点正上方O点由静止释放，时到达A点，时弹簧被压缩到最低点B。以O为原点，向下为正方向建立x坐标轴，以B点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内。小球在运动过程中的动能、重力势能、机械能及弹簧的弹性势能变化图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．某同学制作了一除尘装置，装置由带正电的圆筒Q和带负电的线状电极P组成。由于制作失误线状电极偏离圆心，形成如图所示的电场线。若A，B两点到P距离相等，A，C两点到Q距离相等，则（ ）
A．A、B两点电场强度相等
B．A点的电势比B点电势高
C．带负电的粉尘从B点运动到C点电场力做负功
D．带电荷量均为的粉尘在A、C两点电势能相等
10．利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率，如图所示，一块磁铁安装在前轮上，霍尔传感器固定在前叉上，离轮轴距离为r，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁靠霍尔元件最近时，通过元件的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，在导体前后表面间出现电势差U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为d，载流子的电荷量为，电流I向左。下列说法正确的是（ ）
A．前表面的电势高于后表面的电势
B．若车速越大，则霍尔电势差U越大
C．元件内单位体积中的载流子数为
D．若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，则自行车行驶的速度大小
11．如图所示，平行金属板中有一个带电油滴悬浮在两板间的P点，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．油滴带负电，将向上运动B．P点的电势升高
C．电源的效率变低D．电压表、电流表的示数均变小
12．为上学方便，某同学新买了一辆电动自行车如图所示。该车的使用说明书上记载有如下数据：根据此表中的相关数据，下列说法正确的是( )
A．该车的额定电功率约为432W
B．该车的额定时速约为30km/h
C．该车电池充满电后所储存的电能约为432J
D．若保持额定功率行驶且不计能量损失，充满电后，该车约能行驶2.4h
13．如图甲所示，发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如图乙所示，管芯的发光面紧贴半球形透明介质，人们能从半球形表面看到发出的光。已知半球球心O点为发光而AB的中点，半球和发光面的半径分别为R和r，则（ ）
A．发光面射出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化
B．若半球形表面（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，则介质折射率应小于
C．若透明介质的折射率为1.7，发光面的直径为2mm，为了半球形表面（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，R必须大于3.4mm
D．无论R和r大小关系如何，不可能在半球形表面（弧面）任意位置都有整个发光面的光射出
二、多选题（本大题共2小题，每题3分，共6分）
14．一列简谐横波沿x轴正方向传播，此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在处，质点N的平衡位置是处。质点N从时刻开始振动，其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为处的质点Q时，遇到一障碍物（未画出）之后立刻传播方向反向，反射波与原入射波在相遇区域发生干涉，某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．图甲时刻波刚好传播到N点，波速为20m/s
B．从到，质点M通过的路程大于15cm
C．时，质点N的位移为0
D．足够长时间后，O、Q之间有5个振动加强点（不包括O、Q两点）
15．一群处于第3能级的氢原子跃迁能发出3种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲的阴极K上，测得3条图线如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。则下列说法正确的是（ ）
A．能量为1.89eV的光子能使处于第3能级的氢原子发生跃迁
B．用图乙中的c光工作的光学显微镜分辨率最高
C图甲中阴极金属的逸出功可能为
D．图乙点对应图甲实验中滑片P位于O的左侧
三、实验题（本大题共3小题，每空1分，共14分）
16．Ⅰ．（6分）（1）小明同学利用图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
①对于该实验，下列说法正确的是______（多选）。
A．每次改变小车质量后，都需重新补偿阻力
B．为了减小实验误差，槽码的质量应远小于小车质量
C．处理数据时，在纸带上必须连续5个计时点选取一个计数点
D．补偿阻力时，应取下细线与槽码，而小车后面的纸带需穿过限位孔
②用该实验装置还能完成的实验是______。
A．探究平抛运动的特点B．探究小车速度随时间变化的规律
C．验证机械能守恒定律D．探究两个互成角度的力的合成规律
（2）小王同学在“用单摆测量重力加速度实验”时，用游标卡尺测得小铁球的直径为______cm（如图2）。他计算得出的重力加速度比实际测量的重力加速度要大，其原因可能是______。
A．摆球太重B．摆角太小
C．计时开始时停表按下过迟D．实验中全振动次数记少了
（3）小明同学采用“油膜法”估算油酸分子直径。油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图3所示（根据大于半格算一格小于半格舍弃不计的原则，数得油膜共占据约3个小方格），已知每一小方格的边长为10mm。
①根据上述数据，估算出油酸分子的直径为______m（计算结果保留两位有效数字）。
②为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是______（多选）。
A．油酸浓度要大一些
B．爽身粉要尽量均匀地撒在水面上
C．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
D．轮廓范围内的完整正方形总面积即代表油膜铺开的面积
Ⅱ．（6分）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，
（1）用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用挡______选填“×10”或“×1k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管______（选填“正极”或“负极”）。
（2）图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接______接线柱（选填“a”“b”“c”或“d”），Q应连接______接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流______mA。
（3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是______元件（选填“线性”或“非线性”。
Ⅲ．（2分）（1）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，如图中a、b、c三个位置对应的器材为______；
A．a是滤光片、b是单缝、c是双缝
B．a是单缝、b是双缝、c是滤光片
C．a是双缝、b是单缝、c是滤光片
（2）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。（多选）。
A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量
四、计算题（本大题共4小题，共41分）
17．（8分）如图所示是用导热性能良好的材料制成的空气压缩引火仪，活塞的横截面积；开始时封闭的空气柱长度为22cm、温度为300K、压强为大气压强；现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2cm，不计活塞的质量、活塞与器壁的摩擦以及漏气。
（1）若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强；
（2）若以适当的速度压缩气体，压强达到时，求空气柱的温度
（3）若压缩气体过程中，人对活塞做功为100J，气体向外散失的热量为18J，求气体的内能增加值。
18．（11分）如图所示，某固定装置由长度的水平传送带，圆心角；半径的两圆弧管道BC、CD组成，轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车的动摩擦因数均，为物块b与小车的动摩擦因数，其它轨道均光滑，物块均视为质点，不计空气阻力。
（1）求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q；
（2）求物块a到达D点时对管道的作用力；
（3）要使物块a恰好不与物块b发生碰撞，求小车长度的最小值d。
19．（11分）如图所示，间距的两平行金属导轨由倾斜部分与水平部分平滑连接而成。倾斜部分MN、粗糙，与水平面夹角；水平部分NP、光滑。间接有电容器和二极管，电容器电容，二极管正向电阻为零，反向电阻无穷大。虚线区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内有垂直于导轨平面的匀强磁场，方向如图所示，磁感应强度大小均为。区域Ⅰ、Ⅱ沿导轨长度均为，区域Ⅱ下边界与齐平。区域Ⅲ沿导轨长度足够长。现有两根完全相同的导体棒ab、cd，每根导体棒质量，电阻，长度，始终与导轨垂直且接触良好。开始时，cd棒静止在区域Ⅲ左侧的水平导轨上，让ab棒从区域Ⅰ上边界上方某处无初速度释放。已知ab棒与倾斜导轨动摩擦因数棒从释放到抵达的时间。ab棒与cd棒碰撞后立即粘在一起继续运动。导轨电阻不计。求：
（1）ab棒在倾斜轨道上运动过程中，通过cd棒的电荷量q；
（2）两棒碰撞后瞬间的速度v的大小；
（3）若电容器储存的电能满足（为电容器两极板间电压），进入水平导轨后ab棒产生的焦耳热。
20．（11分）如图甲所示，某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成，分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场，场强大小在范围内调节；在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随的变化而变化；在检测区内，分布着匀强电场或磁场，检测区内适当位置放有长为2L的检测板。在坐标为的A处有一离子源，可连续释放质量为m、电荷量为的离子（释放时的速度可视为零），离子沿直线到达坐标为的小孔C，再经偏转区后从坐标为的小孔D进入检测区，打在检测板上。三个区域的场互不影响，不计离子的重力及其间的相互作用。
（1）要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，试推导磁感应强度大小随场强变化的关
系式；
（2）如图乙所示，将检测板左端放在D孔上沿，板面与x轴正方向的夹角。检测区内加沿y轴负方向、场强大小的匀强电场，在满足（1）的条件下：
①求检测板上收集到离子记录线的长度；
②调整角使检测板上收集到离子的记录线最长，求此记录线的长度及调整后的角度正弦值；
（3）如图丙所示，检测板与y轴平行，并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场，磁感应强度大小沿x轴均匀变化，即（k为大于零的常量），在满足（1）的条件下，要使检测板能收集到离子，求检测板x坐标的最大值。
杭十四中高三物理学科检测卷参考答案
一、单选题（本大题共13小题，每题3分．共39分）
二、多选题（本大题共2小题，每题3分，共6分）
三、实验题（本大题共3小题，每空1分，共14分）
16．Ⅰ．（1）①BD；②B；（2）1.75；C；（3）①；②BC。
Ⅱ．（1）；负极 （2）a；d；45.0 （3）非线性；
Ⅲ．（1）C；（2）AD。
四、计算题（本大题共4小题，共41分）
17．（8分）
解：（1）设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，，缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得
解得
（2）由理想气体状态方程
解得
（3）大气压力对活塞做功
由热力学第一定律得
解得
18．（11分）
解：（1）对小物a块分析，根据牛顿第二定律有
设小物块一直加速到传送到右端点时，其速度为，根据运动学公式有
解得
所以在小物块a到达传送带右侧时并没有加速到与传送带共速，设该过程时间为t，有
该时间传送带的位移为，有联立解得
物块a相对传送带的位移为
根据功能关系，摩擦产生的热量为
代入数据解得；
（2）由题意可知圆弧轨道光滑，所以从B到D，根据动能定理有
在D点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，方向竖直向上；
（3）当物块滑上小车后，由于
所以小车与物块a保持相对静止，而物块b相对于小车发生滑动，当两者速度相同时，为物块a与物块b相碰的临界状态，以向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
代入数据联立解得。
19．（11分）
解：（1）ab棒在倾斜轨道上运动过程中，在区域Ⅰ、Ⅱ中切割磁感线产生感应电流方向由b→a，则二极管不
导通，电容器不会被充电。导体棒ab、cd和导轨组成回路，设ab棒通过区域Ⅰ的过程通过回路的电荷量为，则有：
，
解得：
由此结果可知ab棒通过区域Ⅱ的过程通过回路的电荷量等于，则ab棒在倾斜轨道上运动过程中，通过cd棒的电荷量为：；
（2）设ab棒从释放到达时的速度大小为，对此过程，以沿导轨向下为正方向，由动量定理得：
其中：代入数据解得：
ab与cd碰撞过程，以向右为正方向，根据动量守恒定律得：
代入数据解得：；
（3）ab与cd碰撞后粘在一起进入区域Ⅲ内切割磁感线产生感应电流方向由，则二极管导通，电容器被充电，稳定后电容器的电压U等于感应电动势，回路中电流为零，导体棒做匀速直线运动（设速度大小为）。
设导体棒通在区域Ⅲ的运动过程通过回路的电荷量为，从导体棒进入区域Ⅲ到匀速运动的过程，以向右为正方向，根据动量定理得：
又有：，
联立代入数据解得：
根据能量守恒定律得：
代入数据解得：
20．（11分）
解：（1）粒子在加速电场中从A到C过程，由动能定理可得
粒子在偏转区做圆周运动，根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力有
联立解得；
（2）①粒子进入检测区后做类平抛运动，根据运动学公式有；
联立解得
代入有；；则；
②粒子做类平抛运动，根据运动学公式有；
联立解得
当时，即；解得
当时；，所以；
（3）粒子以最大速度进入磁场刚好打在检测板下边缘过程，由动能定理可知
设粒子运动过程中速度在x轴方向的分量为，竖直方向根据动量定理可知
又联立解得或者。车型
电池规格
20寸（车轮直径：508mm）
36V1 2A·h（蓄电池）
整车质量：30kg
额定转速：210r/min（转/分）
外形尺寸：
充电时间：2h~8h
电机：后轮驱动、直流水磁式电机
额定工作电压/电流：36V/5A
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
A
A
C
C
C
C
B
B
B
C
C
D
B
题号
14
15
答案
BD
AD