2023—2024学年第一学期天域全国名校协作体联考
高三年级物理学科试题
考生须知：
1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4．考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分 共45分
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．下列国际单位属于基本单位的是（ ）
A．开尔文 B．牛顿 C．韦伯 D．特斯拉
2．如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（ ）
A．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点
B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力
C．地面对汽车的作用力大小大于汽车的重力
D．因车身倾斜，地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上
3．1900年，普朗克引入了能量子这一概念，首次提出了能量量子化的思想，以下现象跟能量量子化无关的是（ ）
A．原子光谱 B．黑体辐射 C．雨后彩虹 D．光电效应
4．小明发现滑步推铅球比原地推铅球可增加约2米的成绩，如图为滑步推铅球过程示意图。已知铅球沿斜向上方向被推出，且两种方式铅球出手时相对地面的位置和速度方向都相同，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．铅球推出后在飞行过程中任意内动量变化量都相同
B．两种方式推出的铅球在空中运动的时间可能相同
C．两种方式推出的铅球在空中上升的最大高度相同
D．两种方式推出的铅球在空中运动到最高点时的动能相同
5．如图所示，电动打夯机由偏心轮（飞轮和配重物组成）、电动机和底座三部分组成。电动机、飞轮和底座总质量为M，配重物质量为m，配重物的重心到轮轴的距离为R，重力加速度为g。在电动机带动下，偏心轮在竖直平面内匀速转动，皮带不打滑。当偏心轮上的配重物转到顶端时，底座刚好对地面无压力。下列判断正确的是（ ）
电动打夯机结构示意图
A．电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同
B．配重物转到顶点时，系统处于失重状态
C．偏心轮转动的角速度为
D．打夯机对地面压力的最大值为
6．如图所示是神舟十五号载人飞船成功对接空间站组合体的画面。对接后可近似认为组合体在轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．对接后组合体做匀速圆周运动的线速度大小
B．对接前飞船运动到比空间站更低的轨道，加速后有可能与空间站对接
C．对接后组合体由于太空中阻力的作用，若不加以调整轨道会慢慢升高
D．在组合体的实验舱内由静止释放一个小球，可以根据小球的下落高度和时间计算所在轨道处的重力加速度
7．如图所示是拆开某电表内部结构的照片，则下列说法正确的是（ ）
A．这是一只安培表 B．图中的电阻作用是分去一部分电流
C．接入ac的量程比接入ab的量程大 D．测量时端接正极端接负极
8．下面是物理学在生活中的几个应用，如图甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．甲图中录音机录音时，线圈中恒定的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡不会立即熄灭
C．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，产生光电流，从而发现火灾
D．丁图电路中，声波的振动会在电路中引起电阻变化进而产生变化的电流
9．如图所示是某电路中用到的理想变压器，原线圈两端输入的交流电压的有效值可认为恒定不变，两灯泡、规格完全相同，电流表电阻忽略不计。在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（ ）
A．仅使滑片自变阻器端向端移动，灯泡中的电流先减小后增大
B．仅使滑片自变阻器端向端移动，原线圈输入功率先减小后增大
C．仅使滑片上移，电流表示数变小
D．仅使滑片下移，变压器原线圈中的电流变大
10．秦山核电基地共有9台核电机组，总装机容量是656.4万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，其中包括中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆机组。设一吨标准煤可以发电3000度，每户人家平均每月用电200度。根据以上信息，以下分析正确的是（ ）
A．所用核燃料每年减轻的质量大约为
B．秦山核电站每年发电量可以为户家庭供电一年
C．秦山核电站利用核聚变产生的巨大核能
D．秦山核电站的年发电量相当于少燃烧约吨标准煤
11．在研究电容器的带电量与两极板电压的关系时，可采用如图所示的实验电路图。取一个电容器A和数字电压表相连，把开关接1，给A充电，充电后电压表示数为。然后把开关接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，此时电压表示数变为；再断开开关，闭合开关，此时电压表示数变为，随后再断开开关，开关接2，此时电压表示数变为。若忽略实验过程中的漏电，数字电压表可视为理想表，则有（ ）
A． B． C． D．
12．如图甲所示为超声波悬浮仪，上方圆柱体发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去（或者是另一个发射端）。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小泡沫球能在节点处附近保持悬浮状态，图乙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为。则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．该超声波的频率为
B．小泡沫球悬浮时，最小间距为
C．两列波充分叠加后，在两波源之间最多有8个小泡沫球可以处于悬浮状态
D．经过，点沿轴正方向移动
13．一列质量为（分布均匀）、长为的玩具小火车从平面上以速度依靠惯性冲上一个倾角为的固定斜面，假设水平面和斜面连接处不损耗能量，不计一切摩擦。则关于玩具小火车爬坡的过程（以水平面为零势面），下列说法正确的是（ ）
A．火车头在斜面上一直做匀减速运动
B．若在斜面上的车厢长度为时，则小车的重力势能为
C．若在斜面上的车厢长度为时，则小车的速度为
D．从火车头接触斜面到火车速度为零所经历的时间可能为
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．在一定条件下，晶体和非晶体可以互相转化
B．方解石的双折射现象中，两束折射光在方解石中的传播速度不同
C．碳14测年技术是利用放射性元素碳14的衰变规律来推断古物年代的
D．一枚静止时长的火箭以一半的光速从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应小于
15．如图所示，两束激光束对称地射到上下对称的三棱镜上的和点，光线方向与三棱镜中心轴平行，A、B与三棱镜中心线距离为。已知每束激光束的功率均为。三棱镜的顶角为，对激光的折射率为。假若激光射到三棱镜后全部通过，不考虑反射光，下列说法正确的是（ ）
A．激光通过三棱镜后方向改变角
B．增加三棱镜顶角，激光可能不能通过三棱镜
C．若不计三棱镜左右厚度，则两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为
D．激光束对三棱镜水平方向作用力大小为
非选择题部分 共55分
16．实验题（Ⅰ、Ⅱ、IⅢ三题，共14分）
16-Ⅰ．（7分）（1）用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系，为消除阻力的影响，实验前必须补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力：①某小组补偿阻力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图乙，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止，即认为刚好补偿阻力完毕。请问该小组补偿阻力的操作_______（选填“正确”或“不正确”）；
图甲 图乙
②如果该小组已按①中的操作补偿阻力，保持（小车质量）不变，通过改变槽码的质量，得到图像是图丙中的______（填“①”或“②”或“③”）；
③打点计时器使用的交流电频率，下图是某小组在实验中获得的一条纸带，根据纸带所提供的数据，算得点的速度大小为_______，小车的加速度大小为_______（结果均保留两位有效数字）。
图丙 图丁
（2）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，①在实验操作前，有同学给小敏提出关于实验操作的建议：重复实验再次进行探究时，结点的位置与前一次_______。（选填：“必须不同”、“必须相同”、“可以不同”）
②（多选）关于该实验，下列操作有利于减小实验误差的是（ ）
A．两根细绳必须等长
B．拉力和的夹角很小
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行
D．标记同一细绳方向的两点要适当远一些
16-Ⅱ（5分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学实验过程如下：
（1）为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，则读数应记为_______。
图甲 图乙
（2）用图乙螺旋测微器测量该镍铬丝的直径为_______；
（3）为了减小实验误差，需进一步测量其电阻，除待测金属丝、开关S、导线若干外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表（量程，内阻约为；量程，内阻约为）
B．电流表A（量程，内阻约为；量程，内阻约为）
C．滑动变阻器
D．滑动变阻器
E．电阻箱
F．的干电池两节，内阻不计
①为了减小测量误差及测量多组实验数据，滑动变阻器应选用_______（填“”或“”）。
②在①的基础上，请用笔代替导线完成图丙中的实物连线。
③测得的金属丝长度（单位：）、直径（单位：）、电压表读数（单位：）和电流表读数（单位：A），可根据电阻率的表达式_______算出所测金属丝的电阻率（用题中已知量表示）。
图丙
16-Ⅲ．（2分）（多选）关于下列实验，说法正确的是（ ）
A．“用油膜法测油酸分子大小”的实验中，若痱子粉在水面上铺的过厚，会导致测量结果偏大
B．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板坚线未对齐，应调节双缝与单缝平行
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，若作弹力和弹簧长度的关系图像则无法求出弹簧的劲度系数
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流
17．（8分）如图所示为某品牌自动洗衣机的控水装置，洗衣缸的底部与控水装置的竖直均匀细管连通，细管的上端封闭并接有一压力传感器。当洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀关闭，实现自动控水的目的。图甲、图乙分别为洗衣缸进水前、后的示意图。假设刚进水时细管被封闭的空气柱长度，当空气柱被压缩到时压力传感器使洗衣机停止进水。假设细管内的空气可视为理想气体，洗衣机进水过程中，控水装置内的温度始终保持不变。已知大气压强为，水的密度，。则：（1）洗衣缸进水过程中细管内空气分子的平均动能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），细管内空气需要_______（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）；
（2）求进水结束后洗衣缸内水位高度．
甲 乙
18．（11分）如图甲，一质量为的物块用一长度为的轻绳悬挂于点处，初始时其与竖直方向的夹角，点正下方处有一钉子。另一物块与轻质弹簧连接，静止于光滑水平面上。现自由释放物块，当其运动至点正下方时轻绳在钉子的作用下断裂。之后物块将在光滑水平面上匀速直线运动，直至与物块发生碰撞（假定在物块触地过程中机械能没有损失，轻绳在断裂后不影响物块的后续运动）。记物块第一次与弹簧接触的时刻为，第一次与弹簧分离的时刻为。第一次碰撞过程中，、的图像如图乙所示。已知从到时间内，物块运动的距离为。、分离后，滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的再次碰撞。斜面倾角，高度，与水平面光滑连接。已知碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度记为，。求
图甲 图乙
（1）轻绳即将断裂时的张力；
（2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值（用、表示）；
（3）物块与斜面间的动摩擦因数的取值范围。
19．（11分）如图甲所示，在不同区域存在3个匀强磁场，磁感应强度分别为、、，方向均竖直向下。一个水平固定的半径为的金属圆环，磁场分布区域呈半圆环状（俯视图如图乙所示，圆环内径为）。长均为、电阻均为的两金属棒沿圆环直径放置，一端与圆环接触良好，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，并随轴以角速度匀速转动。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容为的电容器，电容器上串联一个阻值为的电阻。开始时单刀双掷开关和接线柱1接通，电容器充电完毕后带电量为。将从1拨到2，同时让质量为的金属棒以初速度在磁场中向右运动，金属棒达到稳定速度后出磁场，并和静止在绝缘无磁场区的质量也为的金属棒发生碰撞且粘合。合金属棒滑入处于磁场的粗糙导轨（足够长且动摩擦因数为），导轨末端连接一个自感系数为的纯电感（自感电动势），合金属棒向右前进了一段距离后速度减小到零。已知其他部分的导轨摩擦不计，金属棒和、电感、导轨、金属圆环的电阻都忽略不计，两金属棒和始终与导轨垂直且接触良好。求：
图甲 图乙
（1）电容器板带电极性、旋转切割金属棒产生的电动势和带电量（用、、、表示）；
（2）和的比值；
（3）若已知、、、、、，求合金属棒在磁场中前进的距离。
20、（11分）如图所示，足够长水平挡板位于轴，其上下面均为荧光屏，接收到电子后会发光，同一侧荧光屏的同一位置接收两个电子，称为“两次发光区域”。在一、二、四象限足够大区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。在第三象限有垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场，磁感应强度大小为，边界与轴相切于点。一群电子从与轴平行的虚线处垂直虚线射入圆形磁场后均从点进入右侧磁场，这群电子在虚线处的坐标范围为。电子电量为、质量为，不计电子重力及电子间的相互作用。
（1）求电子的初速度大小；
（2）求落在荧光屏最右侧的电子进入圆形磁场时的坐标；
（3）若入射电子在虚线处均匀分布，且各位置只有1个，求落在荧光屏上“两次发光区域”和“一次发光区域”的电子数之比；
（4）若从射出的电子按角度均匀分布，且各角度只有1个。调节挡板长度使其右端点坐标为，求落在荧光屏上“两次发光区域”和“一次发光区域”的电子数之比。
2023—2024学年第一学期天域全国名校协作体联考
高三年级物理学科参考答案
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39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，选对的得3分，选错的得0分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A B C A B B C C B D D B D
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分，每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，全部选对得3分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
14 15
ABD ABC
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16-Ⅰ．（7分）（1）不正确，③，0.42—0.46，0.70—0.75 （2）可以不同，CD
16-Ⅱ（5分）（1）2.6 （2） （3），
16-Ⅲ（2分）AD
17、（1）不变、放热（2分）
（2）（2分）
（2分）
（2分）
解得（1分）
18、（1）设摆至最低点的速度为，根据动能定理有
（1分） 代入，可解得
设轻绳即将断裂时其中的张力为，对受力分析有（1分）
代入，可解得（1分）
（2）设的质量为，碰后的速度为，与发生完全弹性正碰，碰撞前后动量动能守恒，有
解得，（1分）
易知时弹簧压缩量最大，记为。设压缩过程中的速度为，的速度为
（1分）
利用动量守恒
将用替换可得（1分）
代入题给条件，可求得（1分）
（3）A若要与B发生二次碰撞，其不能越过斜面。设A在斜面顶端的速度为，由动能定理得
不能越过斜面即等价于，代入可解得（1分）
A若要与B发生二次碰撞，其除了不能越过斜面之外，其返回至水平面时速度大小必须比B的大。设此时A在斜面上的最大高度为，返回水平面时的速度为，根据动能定理得
从中可以得到与的关系
返回的速度要大于在水平面上的速度
代入可解得（1分）
最后，能够从斜面上滑下必须满足条件
从中解得（1分） 综上可得与斜面间的动摩擦因数应满足（1分）
19、（1）板带负电（1分）
求出和各1分。
（2）设电容器后来带电为，对棒根据动量定理：
（1分）
其中 （1分）
代入解得即（1分）
（3）对两棒根据动量定理：（1分）
对合棒和电感有
所以合棒开始运动后棒上电流与棒的位移成正比，即（1分）
根据功能关系：（2分）
代入可得（1分）
20、（1）（1分） （1分）
（1分）
（2）（1分）
落在挡板最右侧坐标：
从射入速度与轴方向夹角为（1分）
出发时的坐标：（1分）
（3）
由几何关系显然得电子数之比为 （2分）
（4），，得（1分）易得电子数之比为。（2分）
