2024-2025学年浙江省嘉兴市高三（第三次）模拟考试物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2024-2025学年浙江省嘉兴市高三（第三次）模拟考试物理试卷（含详细答案解析），共19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.以下物理量中，属于矢量且其单位是国际单位制基本单位的是
A. 位移B. 功率C. 热力学温度D. 力
2.如图所示，老鹰从空中加速扑向蹲地休息的小鸡，则
A. 研究老鹰飞行的姿态时，可将老鹰视为质点
B. 研究老鹰飞行的轨迹时，可将老鹰视为质点
C. 以老鹰为参考系，小鸡是静止的
D. 以地面为参考系，老鹰是静止的
3.鸿鹄卫星是我国的一颗近地卫星，离地高度约为500km。若此卫星绕地球做匀速圆周运动，则其( )
A. 发射速度小于7.9km/sB. 与月球相比，周期更大
C. 与同步卫星相比，角速度更小D. 与赤道上的建筑物相比，向心加速度更大
4.如图所示，氢气球带着下方所挂重物加速上升。在上升过程中
A. 重物处于失重状态
B. 若细绳突然断裂，重物将立刻向下运动
C. 氢气球对重物的拉力大于重物对氢气球的拉力
D. 氢气球和重物所构成的系统机械能不守恒
5.下列说法正确的是
A. 热量不能从低温物体传到高温物体
B. 弱相互作用使多个核子形成稳定的原子核
C. 泊淞亮斑是光的衍射现象，支持了光的粒子说
D. 黑体辐射的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
6.如图所示，正六棱柱金属壳上下底面的中心为O1、O2，A为棱角顶点，在O1正上方置一正点电荷Q，则达到静电平衡后
A. O1点电势高于O2点电势
B. 相比于A点，O1点的电荷密集程度更高
C. 在正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零
D. 在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面平行
7.钍基熔盐反应堆主要采用钍232(90232Th)和铀238(92238U)作为燃料。反应堆工作时， 92238U吸收中子转化为钚239(94239Pu)，核反应方程为 92238U+01n→94239Pu+2X，则
A. 核反应方程式中的X为 11H
B. 铀238的比结合能较钚239小
C. 钚239的中子数比铀238多一个
D. 核反应前后原子的质量数守恒，不存在质量亏损
8.如图所示，某兴趣小组用长为L的细线将小球悬挂于O点，A为最低点，B与O点等高，用沿OA方向的平行光照射该装置。实验方案一是将装置置于地面实验室中，拉直细线让小球从B点静止释放；实验方案二是将装置置于我国空间站中，在A点给小球一个v= 2gL的垂直OA方向的初速度。不计空气阻力，则两种实验方案中小球
A. 运动的轨迹相同B. 在最低点受到的拉力相同
C. 方案二中投影的运动是简谐运动D. 方案一中投影的运动周期较方案二小
9.如图甲所示，每只冰壶直径d=30cm、质量m=19kg。某次试投过程中，冰壶A在t=0时刻以v0=1m/s的初速度投出，与静止的冰壶B发生弹性正碰，此后冰壶B在水平面上运动0.9m后停止，冰壶B的v−t图像如图乙所示，不计空气阻力，则( )
A. 两只冰壶在t=3s时发生碰撞
B. 碰撞前摩擦力对冰壶A做功为−3.42J
C. 碰撞后冰壶B受到摩擦力的冲量大小为11.4N⋅s
D. t=0和t=5s两时刻冰壶重心间的距离之比为16:9
10.光学仪器“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。其由发光图片、棱镜和光屏构成，发光图片的中心、棱镜左右侧面的中心以及毛玻璃光屏的中心都处于OO′轴上，如图所示。其中棱镜的横截面为底角θ=45∘的等腰梯形，棱镜材料对绿光的折射率n= 2。已知平行于OO′轴入射到左侧界面的绿光穿过棱镜时，只与下底面发生一次反射，下列说法正确的是
A. 平行于OO′轴入射到左侧界面的绿光折射时偏折了30∘
B. 平行于OO′轴入射到左侧界面不同位置的绿光在棱镜内通过的路程不同
C. 若从图示视角观察，图片以OO′轴旋转，则光屏上的像与图片旋转方向相同
D. 若棱镜以OO′轴旋转的角速度为ω，则光屏上的像旋转周期为πω
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
11.某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构见图乙。绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动，摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端，通过导线与灯泡L1相连。假设车轮转动时，摩擦轮与轮胎间不打滑，则
A. 磁铁从图示位置匀速转过90∘的过程中，通过L1的电流方向为d→L1→c
B. 磁铁从图示位置匀速转过90∘的过程中，L1中的电流逐渐变小
C. 车轮转速加倍时L1中的电流也加倍
D. 自行车匀加速行驶时发电机输出电压u随时间t变化关系大致如图丙所示
12.同一介质内相距12 m的两个波源，在t=0时刻同时相向发出两列简谐波。在两个波源间连线上有P、Q两个质点，其0∼6s内的振动图像分别如图甲、乙所示，则
A. 两波源的起振方向均沿+y方向B. 两列波的波速都为2m/s
C. P、Q两点的距离可能为1 mD. P、Q两点之间一定还有2个振动加强点
13.如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙纵坐标为实验中AK间的电压U(A电势高于K为正)，横坐标为入射光的频率ν，图乙中BC为平行于U轴的直线，CD是一条斜率绝对值为k的直线，C点的坐标为(b,0)，图中阴影部分表示能产生光电流的区域。现有大量氢原子处于某激发态，在向低能级跃迁时只能放出1种可见光，且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应，已知氢原子各能级关系为En=E1n2，其中E1为基态能级值，量子数n=1，2，3……，电子电量为e，光速为c，则
A. 直线CD是滑片P在aO之间滑动所收集的数据绘制而成
B. 斜率绝对值k等于普朗克常量数值
C. 能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为kbec
D. 根据实验结果，氢原子基态的能级值为−365kbe
三、实验题：本大题共3小题，共22分。
14.验证“机械能守恒定律”实验装置如图所示。
(1)除图1所示器材外，还需选用______(多选)
A.刻度尺 B.秒表 C.学生电源
(2)如图2为截取实验所获一条纸带的部分，已知O为测量起点，A、B、C、D为4个连续打下的点，打点频率为50Hz，则打点“C”时，重锤的速度为_____m/s(保留2位有效数字)。
(3)实验中发现，各标记点的动能大于从O至该点过程中重力势能减少量，其原因可能是______(单选)
A.工作电压偏低 B.存在空气阻力和纸带的摩擦力
C.接通电源前释放了纸带
(4)改用如图3所示的气势导轨进行实验，将气垫导轨调至水平，将滑块移至图示位置，静止释放滑块，读出挡光片通过光电门的挡光时间t，测出挡光片的宽度d和挡光片到光电门的距离l，用天平称出托盘和砝码的总质量m以及滑块和挡光片的总质量M。若要验证机械能守恒定律的结论，以上物理量应满足的关系式是_____。
15.在“探究变压器原、副线作电压与匝数的关系”实验中，小张用400匝的线圈N1和800匝的线作N2组合而成的变压器进行实验，然后选择_____填“稳压2A”或“交流3A”)作为输入端电源，如图所示。经正确连线和规范读数，实验中记录的数据U1、U2分别表示线圈N1、N2两端的电压测量数据。
根据表中数据，下列推断正确的是_____(多选)
A.N1一定是副线圈 B.N2中的电流较N1小
C.N2中的电流频率较N1高 D.实验中变压器顶部铁芯一定有松动
16.在“电池电动势和内阻的测量”实验中，备用器材有：滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)，电阻箱R2(0∼9999Ω)，定值电阻R3(2Ω)，电流表A(量程有0∼0.6A和0∼3A，内阻分别为0.1Ω和0.03Ω)，多用电表，干电池E，开关S，导线若干。
(1)小张选用多用电表“直流电压2.5V量程”测量，示数如图1所示，测得电动势E=_____V
(2)小金选择了其中一些器材，设计了如图2所示电路，当c端分别接a、b两点测得两组数据，在坐标系上描点、连线如图3所示，接b点对应图3中的_____(填“甲”或“乙”)，由图线可得干电池的内阻r=_____Ω(保留2位有效数字)。
(3)若上述器材中多用电表因故障而不能使用，请重新设计实验电路，并画在答题纸相应方框中。
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
17.如图为一高h=30cm的直立绝热圆筒汽缸，其顶盖中央有小孔与大气相通，质量m=2kg、面积S=200cm2的能无摩擦滑动的绝热薄活塞下方封闭了一定量的理想气体。开始时，活塞离顶盖距离d=6cm，气体处于温度T1=306K的状态1，电热丝加热，活塞缓慢上移，刚到达顶盖时，气体达到状态2。电热丝继续加热，气体达到状态3，其压强p3=1.20×105Pa。整个过程中气体内能增加了ΔU=327.6J，已知大气压p0=1.01×105Pa。求气体
(1)从状态1到状态2，分子热运动的平均速率_____(填“增大”，“不变”或“减小”)，单位体积内的分子数_____(填“增大”，“不变”或“减小”)。
(2)在状态3的温度T3；
(3)从状态1到状态3吸收的热量Q。
18.某游戏装置如图所示，由弹射装置、圆心为O1和O2的两个14圆弧构成的竖直轨道ABC、水平轨道CD和逆时针转动的倾斜传送带DE平滑连接而成。水平接收平台FJ的位置可自由调节，其上方静置n个相同的小球。现弹射装置将质量m=0.2kg的滑块(视为质点)以初动能Ek水平射入A点，通过轨道ABCD和传送带DE后，恰好沿水平进入接收平台并与其上的小球发生碰撞，则游戏成功。已知轨道ABC中R1=0.2m，R2=0.15m，传送带DE的长度L=0.8m、倾斜角度θ=37∘、运行速度v=1m/s，接收平台上的小球质量M=0.1kg，滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，其余各段光滑，不计空气阻力。取sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。
(1)若滑块恰好不脱离圆弧轨道ABC，求滑块通过C点时的速度vC及轨道对滑块的支持力FN；
(2)某次调试中，当接收平台左端与E点的水平距离x=0.432m时，游戏恰好成功，求滑块在本次运行过程中与传送带之间因摩擦产生的热量Q；
(3)若所有碰撞均为弹性正碰，则在游戏成功的条件下，接收平台上第n个小球获得的动量pn与滑块的初动能Ek之间的关系。
19.如图所示是研究电磁感应的装置，由Ⅰ和Ⅱ两部分组成。装置Ⅰ由两个半径分别为r1和r2、圆心分别为O1和O2的水平金属圆环与金属棒固定连接而成。装置Ⅰ处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，可绕O1O2轴线转动。装置Ⅱ中有两水平的光滑平行金属导轨，通过开关和导线与装置Ⅰ的两圆环边缘相接，导轨右侧接有电容为C的电容器，左侧接有阻值为R的定值电阻。质量为m、匝数为n、每匝周长为l的线圈通过电刷与导轨接通，该线圈与两根劲度系数均为k的水平弹簧连接，并静置于辐向磁场区域的左边界内侧，线圈所在处磁感应强度大小也为B。现断开S2，将S1拨到a，让装置Ⅰ以角速度ω逆时针(俯视)匀速转动；待电容器充电完毕，将S1从a拨到b瞬间，线圈即被以速度v弹离磁场，随即断开S1的同时闭合S2。已知当弹簧形变量为Δx时，其弹性势能为12kΔx2，除定值电阻外，其余电阻均不计。
(1)判断电容器上极板P带哪种电荷，并求转动过程中金属棒两端的电压U；
(2)求线圈被弹离后，电容器C所带的电量q；
(3)若已知从线圈被弹离到向右运动达最远处过程中，电阻R上产生的焦耳热为Q。求：
①线圈进入辐向磁场的最大距离x；
②此过程中，弹簧弹力对线圈的冲量大小I。
20.如图所示是粒子发射接收装置，粒子源O(大小不计)能均匀释放初速度可视为0的电子，单位时间内释放的电子数为n。在以O为圆心、半径为R的水平区域内存在辐向电场，能为电子提供可在eB2R26m∼eB2R22m范围内调节的加速电压U。电子经辐向电场加速后沿各个径向均匀射出，后进入同时存在磁感应强度为B的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场的区域，两场方向均竖直向上。O′为粒子源O正下方的一点，且位于足够大的水平收集板上，O′与O的距离h可调。已知电子电量为e，质量为m，电子到达收集板后立刻被吸收且电中和，不计电子受到的重力及相互间作用力。

(1)求电子刚从辐向电场射出时速度v的大小范围；
(2)上下移动收集板，求收集板上能收集到电子的区域的最大面积S；
(3)若无论怎样调节辐向电场的加速电压U，电子在收集板上的落点与收集板中心O′的距离都相同，求
①距离h需满足的条件；
②收集板所受冲击力大小F。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】题中物理量是矢量的是位移和力，其中位移的单位“米”是国际单位制基本单位，故选A。
2.【答案】B
【解析】选项A:研究老鹰飞行姿态时，老鹰的形状、大小及各部分动作等对研究很关键。若视为质点(忽略形状和大小)，就无法研究其飞行姿态了，所以不能将老鹰视为质点， A错误。
选项B:研究老鹰飞行轨迹时，老鹰的形状和大小相比于飞行轨迹的长度等因素，对研究问题影响极小，可以忽略不计，此时可将老鹰看作一个有质量的点，即质点， B正确。
选项C:老鹰加速扑向小鸡，二者间位置不断变化。以老鹰为参考系，小鸡是运动的， C错误。
选项D:以地面为参考系，老鹰在空中位置不断改变，是运动的， D错误。
3.【答案】D
【解析】根据万有引力提供向心力，有：GMmr2=m4π2T2r=mv2r=mω2r=ma，得：v= GMr，T=2π r3GM，ω= GMr3，a=GMr2；
A、卫星的最小发射速度为7.9km/s，所以卫星的发射速度大于7.9km/s，故A错误；
B、由T=2π r3GM，可知，轨道半径越大，周期越大；与月球相比，周期更小，故B错误；
C、由于ω= GMr3，可知，轨道半径越大，角速度越小；与同步卫星相比，角速度更大，故C错误；
D、由于a=GMr2，故卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度；而同步卫星与赤道上物体角速度相等，根据a=rω2，同步卫星的向心加速度大于赤道物体绕地轴转动的向心加速度；故卫星的向心加速度比赤道上的建筑物的向心加速度大，故D正确。
4.【答案】D
【解析】A:当物体具有向上的加速度时，处于超重状态;具有向下的加速度时，处于失重状态。重物加速上升，加速度向上，所以重物处于超重状态，并非失重状态， A错误。
B:若细绳突然断裂，重物由于具有惯性，会先向上做减速运动，当速度减为零后，才在重力作用下向下运动，不会立刻向下运动， B错误。
C:氢气球对重物的拉力与重物对氢气球的拉力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以二者大小相等，C错误。
D:机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。在此过程中，氢气球的浮力对系统做功，除重力做功外还有其他力做功，所以氢气球和重物所构成的系统机械能不守恒， D正确。
5.【答案】D
【解析】A.热量能够自发的从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，如电冰箱，但要引起其他变化(耗电)，故A错误；
B.核子间的强相互作用使核子聚集到一起形成原子核，故B错误；
C.泊松亮斑是由于光的衍射形成的，支持了光的波动说。故C错误;
D.黑体辐射的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故D正确；
6.【答案】C
【解析】A.处于静电平衡状态的导体是等势体，其表面是等势面，所以正六棱柱金属壳上下表面电势相等，即O1点电势等于O2点电势，故A错误；
B.根据处于静电平衡状态的导体的特点，导体表面越尖锐的地方电荷分布越密集，越平坦的地方电荷分布越稀疏，所以相比于O1点，A点的电荷密集程度更高，故B错误；
C.处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，这是静电平衡的重要特征之一，所以正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零，故C正确；
D.上表面是等势面，电场线与等势面垂直，所以在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面垂直，而不是平行，故D错误。
7.【答案】B
【解析】A、根据核反应的电荷数和质量数守恒可知，核反应方程为 92238U+01n→94239Pu+2e−10e，核反应方程式中的X为 −10e ， 故A错误；
B、比结合能越大的原子核越稳定，钚239(94239Pu) 更稳定，因此铀238的比结合能较钚239小，故B正确；
C、 94239Pu的中子数为145， 92238U的中子数为146，钚239的中子数比铀238少一个，故 C错误；
D、核反应前后原子的质量数守恒，衰变过程有能量放出，故有质量亏损，故D错误。
8.【答案】C
【解析】A.方案一中小球摆下，做半圆的变速圆周运动；方案二中，小组在真空中完全失重，做匀速圆周运动。所以运动轨迹不同，A错误。
B.在最低点，方案一，小球在最低点的速度为 2gL，由牛顿定律，F1−mg=mv2L，得F1=3mg.方案二，F2=m v2L，得F2=2mg.所以B错。
C.方案二，小球做匀速圆周运动，半径L，速度v，角速度ω′=v/L。
小球的位置：x=Lsin(ω′t)， 影子的位置：x=Lsin(ω′t)，是简谐运动。
D.方案一中，当小球做小角度单摆运动是，由单摆周期有T1=2π Lg，方案二中，圆周运动周期T2=2πLV=2π L2g.可见D错误。
9.【答案】C
【解析】A.两冰壶质量相等，发生弹性正碰时，两冰壶发生速度交换
由冰壶B的 v−t 图像可知冰壶匀减速直线运动的加速度大小为 a=15m/s2
冰壶B在水平面上运动0.9m后停止，所以冰壶B运动时间为 t ，则
xB=v1t−12at2
v1−at=0
解得 t=3s ， v1=0.6m/s
所以冰壶A与冰壶B相碰后冰壶B运动了3s，因此两只冰壶在 t1=2s 时发生碰撞，故A错误；
B.对冰壶A有 Wf=12mv12−12mv02
解得 Wf=−6.08J ，故B错误；
C.碰撞后冰壶B受到摩擦力的冲量大小 I=mv1−0
解得 I=11.4N⋅s ，故C正确；
D.全过程的位置图如下图所示
两只冰壶在 t1=2s 时发生碰撞，所以 t=0 时两冰壶重心的距离为 Δx1=v0+v12⋅t1+d
解得 Δx1=1.9m
t=5s 两冰壶重心的距离为 Δx2=v12⋅(5−t1)+d
解得 Δx2=1.2m
所以 t=0 和 t=5s 两时刻冰壶重心间的距离之比为 Δx1Δx2=1912 ，故D错误。
故选C。
10.【答案】D
【解析】解：A.根据折射定律可知折射角为30∘，则平行于OO′轴入射到左侧界面的绿光折射时偏折了15∘，A错误;
B.平行于OO′轴入射到左侧界面不同位置的绿光在棱镜内通过的路程相同，B错误;
C.若从图示视角观察，图片以OO′轴旋转，则光屏上的像与图片旋转方向相反，C错误;
D.若棱镜以OO′轴旋转的角速度为ω，则光屏上的像旋转周期为πω， D正确。
故选D。
11.【答案】AC
【解析】A 、根据楞次定律，在磁铁从图示位置匀速转过90∘的过程中，穿过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场要阻碍磁通量的减小，所以感应电流方向为d→L1→c，A正确；
B 、发电机输出电压近似视为正弦交流电，图示位置线圈的磁通量最大，其变化量为零，根据法拉第电磁感应定律可知此时感应电动势为零，L1中的电流为零，根据正弦交流电的变化规律，可知在磁铁从图示位置匀速转过90∘的过程中，L1中的电流逐渐变大， B错误；
C 、车轮转速加倍时，角速度ω加倍，根据Em=nBSω(n为线圈匝数， B为感应强度， S为线圈面积)，感应电动势的最大值加倍，有效值也加倍，再由I=ER，(R为电路总电阻)，L1中的电流加倍， C正确；
D 、自行车匀加速行驶时，车轮转速增大，角速度增大，感应电动势的最大值Em=nBSω增大，周期T=2πω减小，而图丙中周期不变，D错误。
12.【答案】BC
【解析】A、由图乙知，P、Q质点的起振方向相同，均沿−y方向，波动中各质点重复波源的振动，则两波源的起振方向均沿−y方向，故A错误；
BC、由图甲知，两列波传到P点的时刻分别为t=2s和t=4s，则12m=v⋅4s+v⋅2s，解得波速v=2m/s，可见P点与两波源的距离分别为v⋅4s=8m、v⋅2s=4m；由图乙知，两列波传到P点的时刻分别为t=1.5s和t=4.5s，则Q点与两波源的距离分别为v⋅1.5s=3m、v⋅4.5s=9m，P、Q位置关系如图所示：
或，可见P、Q 间的距离可能为5m，也可能为1m，故BC正确；
D、由图甲知，周期T =2s，则波长λ=vT=4m，设M为两波源连线上除波源外的振动加强点，则M点到两波源的距离差Δx=nλ(n=0,1,2,⋯⋯)，而−12m