2024年浙江省超级全能生高三上学期9月第一次联考物理试题

2024年浙江省超级全能生高三上学期9月第一次联考物理试题
学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________
（满分：100分时间：75分钟）
总分栏
题号一二三四五六七总分
得分
评卷人得分
一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)
第(1)题
汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是( )
A．可能大于或等于7.7 eV
B．可能大于或等于8.8 eV
C．一定等于7.7 eV
D．包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种
第(2)题
某示波管内的聚焦电场如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，A、B、C为电场中的三点。

两电子分别从A、B运动到同一点C，电场力对两电子做功分别为和，则（ ）
A．B．
C．D．
第(3)题
已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。

假设月球、火星均可视为质量均匀分布球体，忽略其自转影响。

现在火星和月球表面分别以相同的初速度竖直上抛一物体，忽略空气阻力，则上抛最大高度之比（ ）
A．9:4B．4:9C．9:2D．2:9
第(4)题
如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。

汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3s，自动识别系统的反应时间为0.3s；汽车可看成高1.6m的长方体，其左侧面底边在直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（ ）
A
．B．C．D．
第(5)题
第四届中国质量获奖者—福耀集团生产的汽车玻璃以其超高的品质取得了世界八大汽车厂商的认证。

参加社会实践的某高中学生利用所学的光学知识测出了一款汽车玻璃样品的折射率。

如图所示，学生将一束光线以入射角从空气射向厚
度h=0.1m的平行板玻璃，测出下界面出射光线的出射点与上界面入射光线的法线之间的距离d=0.05m。

则此玻璃的折射率n为（）
A．B．C．D．
第(6)题
两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势．若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为q a和q b，则( )
A．a处为正电荷，q a＜q b B．a处为正电荷，q a＞q b
C．a处为负电荷，q a＜q b D．a处为负电荷，q a＞q b
第(7)题
如图所示的装置，杆QO沿竖直方向固定，且顶端有一光滑的定滑轮，轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动，用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点，其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮，已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP，当系统平衡时两杆的夹角为=120°，则m1：m2为（ ）
A
．1：2B．：2C．1：1D．：1
第(8)题
北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。

同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。

速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。

以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。

下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
评卷人得分
二、多项选择题（本题包含4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） (共4题)
第(1)题
如图所示，发电厂的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为n，输电导线的总电阻为r，用户的工作电压也为U。

下列说法正确的是（ ）
A．mn＞1
B．输电导线上损失的功率为
C．在用电高峰时，升压变压器的输出功率变大
D．同时增大m、n能够减小输电导线上损耗的功率
第(2)题
两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为，通过长为的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。

距离组合体下底边处
有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。

磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。

把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小使其匀速通过磁场，不计空气阻力。

下列说法正确的是（　
　）
A．与无关，与成反比
B．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
C．通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
D．调节、和，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变
第(3)题
某同学用如图1所示装置研究带电小球在重力场和电场中具有的势能（重力势能、电势能之和）情况。

两个带同种电荷的小
球1、2放在竖直放置的绝缘圆筒中，1固定在圆筒底部，2从靠近1位置处释放，测出的位置和速度，利用能量守恒可以得到势能图像。

图2中Ⅰ图是小球图像，Ⅱ图是计算机拟合的图线Ⅰ的渐近线，实验中一切摩擦可忽略，小球的电荷量不会发
生变化，，则2小球（ ）
A．上升过程速度一直变大
B．上升过程速度先变大后变小
C．质量为
D．从处运动至处电势能减少
第(4)题
如图所示，竖直虚线MN为垂直竖直面向里的匀强磁场的左边界，磁场区域足够大，磁感应强度为B，质量为m、阻值为R、边
长为L的单位匀质正三角形金属线框abc可绕a点在竖直面内自由转动，a点在虚线MN上，d为bc的中点，初始时，将线框从ad垂直虚线MN处由静止释放。

线框到达MN右侧最高处时，ab竖直，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．从释放至最后静止，线框中产生的焦耳热为
B．线框运动到右侧最高处时，线框中产生的焦耳热为
C．线框从由静止释放到运动到右侧最高处的过程中，通过线框某横截面的电荷量为
D．线框运动到右侧最高点后，ac边能运动到虚线左侧
评卷人得分
三、填空、实验探究题（本题包含2个小题，共16分。

请按题目要求作答，并将答案填写在答题纸上对应位置） (共2题)第(1)题
无线话筒中使用的电池电动势往往大于1.5V，某同学为测量该电池的电动势和内阻（内阻约为25Ω），准备了如下能使用的器材：电流表A（量程为200μA，内阻为500Ω），电阻箱R1（最大阻值为9999.9 Ω），电阻箱R2（最大阻值为99999.9Ω），开关S 和若干导线｡
(1)由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为9V的电压表，则电流表应与电阻箱______（选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”），并将该电阻箱的阻值调为______Ω（保留到个位）｡
(2)请在图中方框内画出测量电路图______（需要将R1､R2标注区分）｡
(3)
调节另一只电阻箱的阻值，读出相应的电流表示数I，获得多组数据，分别计算出和的值，并将其描在-坐标中（如图所示）｡若不考虑电表对电路的影响，则根据图可得该电池的电动势E=______V｡（结果保留两位有效数字）
第(2)题
某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功，在水平桌面上固定好弹簧和光电门、将光电门与数字计时器（图中未画出）连接。

实验过程如下∶
（1）用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度为d；
（2）用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为x0位置，并由静止释放，数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=______（用题中所给符号表示）；
（3）多次改变滑块的质量m，重复（2）的操作，得到多组'm与v的值。

根据这些数值、作出的图像，如图乙。

根据图像，可求出滑块每次运动x0的过程中弹簧对其所做的功为_______；还可求出滑块与桌面之间的动摩擦因数为_____（用题中所给符号表示，重力加速度为g）。

评卷人得分
四、计算题（本题包含3小题，共36分。

解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

请将解答过程书写在答题纸相应位置） (共3题)
第(1)题
光刻机是半导体行业中重中之重的利器，我国上海微电子装备公司（SMEE）在这一领域的技术近年取得了突破性进展。

电子束光刻技术原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。

某型号光刻机的束偏移器长L=0.04m，间距也为L，两极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心O点，芯片到束偏移器下端的距离为。

若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为E k0=1.6×10-14J，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略其他因素的影响，电子到达芯片即被吸收。

（1）若扫描电压为零，电子束在束偏移器中做何种运动？电子束到达芯片时的落点位置？
（2）若扫描电压为零，且It=N e（N为电子个数），求O点每秒接收的能量E?（e=1.6×10-19C）
（3）若某时刻扫描电压为15kV，则电子束到达芯片时的位置离O点的距离为多少？
第(2)题
负折射率材料是一种折射率为负值的材料，当光从空气照射到负折射率材料界面时，光波的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线分布在法线的同侧，折射角取负值。

如图为一负折射率材料制成的棱镜横截面，截面为一等边三角形，边长为4m。

一束单色光在截面所在平面内，从中点D射入棱镜，入射角为60°，正好从界面的中点E射出，不考虑光线在棱镜中的反射，真空中光速为求
（1）该棱镜的折射率；
（2）光在棱镜中的传播时间。

第(3)题
如图所示是位于同一竖直平面内且各部分平滑连接的玩具模型，倾斜轨道AB和倾斜传送带BC倾角都为，半径
的细圆弧管道CD的圆心角也为。

水平轨道DE右侧有一倾角为的斜面FG，其底端F在E正下方，顶端G与E点等高且距离为。

DE上静置一小滑块N。

AB上的小滑块M以一定初速度滑上传送带并通过CD滑上DE，小滑块M经过D点时与管道间恰
好无挤压。

传送带以的速度逆时针转动，BC长度，M与BC间动摩擦因数为。

已知小滑块M、N质量分别为
、，。

除传送带外，其余部分皆光滑。

取：。

求：
（1）小滑块M首次经过D时的速度大小；
（2）小滑块M沿传送带上滑过程中，与传送带间摩擦产生的热量；
（3）当小滑块N不固定且小滑块M与小滑块N之间发生的碰撞为非弹性碰撞时，小滑块N从E点水平飞出后击中斜面FG的最小动能。