2023学年第一学期杭州市高三年级教学质量检测物理试题

2023学年第一学期杭州市高三年级教学质量检测
物理试题卷
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共10页，满分100分，考试时间90分钟。

考生注意：
1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。

2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。

3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。

4．可能用到的相关参数：重力加速度g 取10m/s 2。

选择题部分
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．在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果以x ∆表示粒子位置的不确定量，以p ∆表示粒子在x 方向上动量的不确定量，则π
4h
p x ≥∆∆，式中h 是普朗克常量，其单位是 A ．kg m/s ⋅ B ．2kg m /s ⋅
C ．2kg m/s ⋅
D ．22kg m /s ⋅
2．如图所示是滑雪运动员正在下滑的情景，下列说法正确的是
A ．研究运动员的滑雪姿态时，可以将运动员看作质点
B ．加速滑行时运动员的惯性增大
C ．雪地所受摩擦力方向与运动员运动方向相同
D ．运动员下蹲过程中身体重心位置不变
3．生产芯片的工具是紫外光刻机，目前有DUV 和EUV 两种。

DUV 光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm 。

EUV 光刻机使用的是极紫外线，其波长是13.5nm 。

下列说法正确的是 A. 深紫外线光子的能量大于极紫外线光子的能量 B. 在水中深紫外线的传播速度大于极紫外线的传播速度 C. 利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较大
D. 极紫外线比深紫外线更容易发生衍射
第2题图
4. 如图所示，在真空中光滑的水平绝缘桌面上，有带异种电荷的点电荷P 1和P 2。

现固定P 1，用绝缘锤将P 2沿桌面击出。

关于此后P 2在桌面上的运动，下列说法正确的是
A. 一定是曲线运动
B ．速度可能不变
C ．加速度一定变小
D ．动能和电势能之和一定不变
5．2023年8月24日，日本政府不顾国际舆论启动了福岛核电站核污染水排海。

据悉核污水中多达64种放射性元素，其中影响危害最大的是碳14和碘129。

碳14的半衰期约5370年，碘129的半衰期更长，约1570万年。

碳14的衰变方程为
14146
7C X Y →+，下列说法正确的是
A ．上述衰变方程中Y 为质子
B ．Y 粒子对应的射线可以穿透几毫米厚的铝板
C ．14
7X 的比结合能比碳14的要小
D ．核污水排入大海中，浓度下降可以导致核废料半衰期变长
6．回旋加速器可以用来加速粒子，关于回旋加速器下列说法正确的是 A ．两个D 型盒必须由金属制成 B ．所接电源必须为直流电
C ．所加电压越大粒子最终获得的动能越大
D ．只要D 型盒半径足够大，粒子可以无限被加速
7．如图所示电路中，线圈的直流电阻可忽略不计。

闭合开关S ，待电路达到稳定状态后断开开关S ，LC 电路中将产生电磁振荡。

如果规定线圈中的电流方向从a 到b 为正，则从断开开关开始线圈中电流i 随时间变化的图像是
第4题图
第6题图
第7题图
第8题图
8．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为1:2，在副线圈的回路中分别接有电阻R 和电容C ，R =360Ω。

原线圈P 、Q 两端接在峰值电压为36V 的正弦交流电源上，图中交流电压表、交流电流表均为理想电表。

下列说法正确的是
A ．电压表的示数为72V
B ．电容
C 的耐压值小于72V C ．R 消耗的功率为7.2W
D ．电流表的示数为0.28A
9. 秋分这天太阳光几乎直射赤道。

现有一人造卫星在赤道上空距离地面高度为R 处绕地球做圆周运动。

已知地球的半径为R ，地球的质量为M ，引力常量为G 。

则秋分这天在卫星运动的一个周期内，卫星的太阳能电池板接收不到太阳光的时间为 A
．t
B
．t =
C
．t =
D
．t =
10．把一个小球放在竖立的弹簧上，并把小球向下按至A 位置，如图甲所示。

迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高点C （图乙），经过图中B 位置时弹簧正好处于原长状态。

弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，重力加速度为g 。

下列关于小球从A 至C 的运动过程中加速度大小a 、速度大小v 、动能E k 和机械能E 随运动时间t 的变化关系中，正确的是
11．半导体薄膜压敏传感器所受压力越大其电阻越小，利用这一特性设计成苹果大小自动分拣装置如图所示，装置可选出单果质量大于一定标准的苹果。

O 1为固定转动轴，苹果通过托盘秤时作用在杠杆上从而使压敏传感器R 1受到压力，
R 2
为可变电第10题图
第11题图
第13题图
阻。

当放大电路的输入电压大于某一个值时，电磁铁工作将衔铁吸下并保持此状态一小段时间，苹果进入通道2，否则苹果将进入通道1。

下列说法正确的是
A ．选出的质量大的苹果将进入通道1
B ．若将R 2的电阻调大，将挑选出质量更大的苹果
C ．若电源E 1内阻变大，将挑选出质量更大的苹果
D ．若电源
E 1电动势变大，将挑选出质量更大的苹果
12．如图所示，在某均匀介质中存在两个点波源S 1和S 2，它们沿z 方向振动，垂直纸面向外为z 轴正方向。

其中S 1位于（−√3 m ，0，0）处，其振动方程为z =0.1sin (10πt +π
3)（m ）；S 2位于（√3 m ，0，0）处，其振动方程为 z =0.1sin (10πt −π
6)（m ）。

已知波速为40m/s ，下列说法正确的是 A ．波源S 1的相位比波源S 2的相位落后π
2 B ．P （0，2m ，0）处质点的振幅为0.2m C ．Q （−√
3 m ，2m ，0）处为振动减弱处
D ．t = 0时刻波源S 1和S 2的加速度方向相同
13．光线照射到棱镜毛糙面上的反射光线和折射光线射向四面八方，不能成像。

如图所示，折射率为2的等腰直角三棱镜的底面2S 和侧面1S 是平整的光学面，而侧面
3S 和其它面是毛糙的。

将该棱镜的底面压在一幅用特殊颜料画的可发光的水彩画上，观察者通过光学面1S 观察水彩画，则画被棱镜底面压住部分可被观察到的比例为
（已知sin154
︒=
） A
．
B
C
．36
D
．
6
第12题图
第15题图
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 ．在液体表面层，分子间作用力表现为斥力 B ．一切与热现象有关的宏观自然过程都不可逆 C ．玻尔理论可以成功解释氦原子的光谱现象
D ．电磁波在真空中传播时，它的电场强度
E 、磁感应强度B 、波的传播方向两
两垂直
15. 某同学设计了一种利用光电效应原理工作的电池，如图所示。

K 、A 电极分别加工成球形和透明导电的球壳。

现用波长为λ的单色光照射K 电极，K 电极发射光电子的最大动能为E K ，电子电荷量为e 。

忽略光电子重力及之间的相互作用，已知光速为c ，普朗克常量为h 。

下列说法正确的是 A ．入射光子的动量p h λ= B ．K 电极的逸出功0k hc
W E λ
=
-
C ． A 、K 之间的最大电压k
E U e
=
D ．若仅增大入射光强度，A 、K 之间电压将增大
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16．实验题（Ⅰ、Ⅱ两题共14分）
16-Ⅰ．（7分）（1）甲同学利用图1所示的实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”实验，该实验用到了控制变量法，下列实验也用到了该方法的是 ▲ （多选）
A. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 用双缝干涉实验测量光的波长
D. 研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系
第16题图1
第16题图3
（2）乙同学用图2的实验装置进行 “验证机械能守恒定律”实验。

气垫导轨上B 处安装了一个光电门，滑块从A 处由静止．．释放，验证从A 到B 过程中滑块和钩码的机械能守恒。

①关于乙同学实验，下列操作中不必要的是 ▲
A ．将气垫导轨调至水平
B ．使细线与气垫导轨平行
C ．钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量
D ．使A 位置与B 间的距离适当大些
②乙同学在实验中测量出了滑块和遮光条的质量M 、钩码质量m 、A 与B 间的距离L 、遮光条的宽度为d （d << L ）和遮光条通过光电门的时间为t ，已知当地重力加速度为g ，为验证机械能守恒需要验证的表达式是 ▲ 。

③甲同学参考乙同学做法，利用图1装置，想通过垫高轨道一端补偿阻力后验证小车和槽码的机械能是否守恒，他的做法 ▲ （“可行”或“不可行”）。

（3）如图3所示是“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，研究对象是注射器中的空气柱。

移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V 和压强传感器读数p ，并将数据标在V -1/p 坐标系上，如图4。

实验中，连接注射器与压强传感器之间的塑料管内的气体体积∆V 不可忽略，由上述实验结果可知∆V = ▲ mL （保留2位有效数字）。

第16题图
4
16-Ⅱ.（7分）
（1）丙同学在用多用电表欧姆挡正确测量了一个铭牌为“220V 100W ”白炽灯泡的冷态电阻后，将挡位旋至“×100”挡准备测量 “0~3V”量程的电压表内阻，他 ▲ （填“需要”或“不需要”）进行欧姆调零。

在正确操作下多用电表的指针偏转如图5所示，则电压表的内阻为 ▲ Ω，实验中欧姆表的“+”接线孔应与电压表 ▲ （填“正”或“负”）接线柱相连。

（2）该同学认为，欧姆表可等效为一个电源，如果将上题电压表和一个电阻箱并联，可以测出欧姆表“×100”挡时的电动势和内阻，电路连线如图6所示。

实验中进行了两次测量，电阻箱接入电阻分别为3000.0Ω和6000.0Ω时，电压表对应的读数分别为0.75V 、0.90V 。

考虑电压表的内阻对实验的影响，可计算出欧姆表 “×100”挡的内阻r = ▲ Ω。

（3）该同学查询相关资料后发现第（2）问中实验测量结果误差比较大，误差比较大的原因是 ▲ （请至少写出一条原因）。

17．（8分）如图所示，绝热的活塞把n 摩尔某气体（可视为理想气体）密封在水平放置的绝热气缸内。

气缸固定在大气中，大气压强为0p ，气缸内的电热丝可以以恒定热功率对气缸内气体缓慢加热。

初始时，气体的体积为 0V 、温度为0T 、压强为0p 。

现分别进行两次独立的实验操作，操作1：固定活塞，电热丝工作一段时间1t ，达热平衡后气体的温度为02T ；操作2：活塞可在气缸内无摩擦地滑动，电热丝工作一段时间2t ，达热平衡后气体的温度也为02T 。

已知1摩尔该气体温度升高1K 时其内能的增量为已知恒量k ，可认为电热丝产生的热量全部被气体吸收，题中温度单位为开尔文，结果均用题中字母表示。

求： （1）操作1结束后气缸内气体的压强1p ； （2）操作2过程中外界对气体做的功； （3）两次电热丝工作时间1t 和2t 之比。

第16题图5 第16题图6
第17题图
18.（
11分）某课外兴趣小组想设计一游戏装置，其目的是让均质木板Q 获得一定的速度，“穿越”水平面上长度为d =1m 的粗糙区域CD （其余部分均光滑），并获得一定的动能。

如图所示，半径r =2m 的光滑圆轨道P 固定于水平地面上，轨道末端水平且与木板Q 等高。

木板Q 左端与轨道P 的右端接触（不粘连），木板Q 右端离C 点足够远。

将滑块在轨道P 上从离轨道底端高h =1.8m 处由静止释放，并冲上木板Q 。

若两者最终不能相对静止，则游戏失败；若两者能相对静止，当两者相对静止时，立即取下滑块（不改变木板Q 的速度）。

木板Q 的右端运动到C 点时，对木板施加水平向右、大小为2N 的恒力F 。

已知木板Q 长度L =2m ，质量M =1kg 。

木板Q 与CD 部分间的动摩擦因数为μ1=0.4，滑块与木板Q 上表面的动摩擦因数为μ2=0.5。

现有三种不同质量的滑块（可视为质点）甲、乙、丙，质量分别为m 甲=0.5kg ，m 乙=1kg ，m 丙 =2kg ，不计空气阻力的影响。

求：
（1）若释放的是滑块乙，该滑块对轨道P 的压力最大值；
（2）若释放的是滑块乙，该滑块在木板Q 上相对木板运动的距离；
（3）若要使游戏成功，且木板Q 的左端通过D 点时木板Q 的动能最大，应选择哪块滑块？最大动能是多少？
第18题图
19．（11分）电梯磁悬浮技术的原理是基于电磁原理和磁力驱动的技术使电梯悬浮和运行，从而实现高效、安全和舒适的电梯运输。

某种磁悬浮电梯通过空间周期性磁场的运动而获得推进动力，其简化原理如图所示：在竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨间，有等距离分布的方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为B，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列。

当这些磁场在竖直方向分别以速度v1、v2、v3向上匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a的
金属框MNPQ（固定在电梯轿厢上）在磁场力作用下分别会
悬停、向上运动、向下运动，金属框的总电阻为R。

为最大
限度减少电磁对人体及环境的影响，利用屏蔽材料过滤多余
的磁感线，使得磁场只能作用在金属框所在区域。

假设电梯
负载不变（质量未知），忽略电梯运行时的其它阻力、金属框
的电感。

求：
（1）电梯悬停时，线框中的电流大小I1；
（2）金属框、电梯轿厢及电梯负载的总质量M；
（3）轿厢向上能达到的最大速度v
；
上
（4）在电梯悬停、向上匀速运动、向下匀速运动时，外界每
秒钟提供给轿厢系统的总能量分别为E1、E2、E3，求E1:E2:E3。

20．（11分）为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。

某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在Oxy平面（纸面）内，在x1≤x≤x2区间内存在平行y轴的匀强电场，x2−x1=2d。

在x≥x3的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x3=3d。

一未知粒子从坐标原点与x正方向成θ=53°角射入，在坐标为（3d，2d）的P点以速度v0垂直磁场边界射入磁场，并从（3d，0）射出磁场。

已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，sin53°=0.8。

求：
；
（1）该未知粒子的比荷q
m
（2）匀强电场电场强度E的大小及左边界x1的值；
（3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点Q（x3，y3）（未画出）。

求粒子由P点运动到Q点的时间t3以及坐标y3的值。

第20题图。