2021届浙江省山水联盟高三（上）开学考试物理试题 含答案

2020 学年第一学期“山水联盟”开学考试 高三年级物理学科试题 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、国际单位制中磁通量的单位符号是 Wb，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是（） A.T·m2 B.kg·m2·A·s-2 C.kg·m2·A-1·s2 D.kg·m2·A-1·s-2 2、物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一本厚厚的“唐诗辞典”的最下层两个页面之间，并将它们静置于 桌面上要求学生抽出面纸，结果面纸总被拉断.然后物理老师为学生表演一项“绝活”——手托“唐诗辞典” 让其运动并完好无损地抽出了面纸，则“唐诗辞典”可能（） A.水平向右匀速运动 B.水平向左匀速运动 C.向上加速运动 D.向下加速运动 3、肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力 F，—段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动. 其中导弹飞行姿势可能正确的是（） A. B. C. D. 4.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车在刹车过程中位移和 时间的比值 与 t 之间的关系图像，下列说法正确的是（）x t A.动力车的初速度为 10m/s B.刹车过程动力车的加速度大小为 2.5m/s2 C.刹车过程持续的时间为 8S D.从开始刹车时计时，经过 8s，动力车的位移为 40m 5.从某高度以初速度 v0 水平抛出一个质量为 m 的小球，不计空气阻力，在小球下落的过程中，其加速度 a、 速度变化量△v、重力的功率 P 和重力的功 W 与时间 t 的关系图像，正确的是（） A. B. C. D. 6.下列说法中正确的是 A.核裂变的方程式为： ，则核反应前的比结合能小于核反应后的比结合能 B.α衰变中，α粒子获得的能量越大，其德布罗意波的波长越长 C.β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故半衰期会受元素化学状态的影响 D.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 7.如图，三根相互平行的固定长直导线 L1、L2 和 L3 两两等距，垂直纸面放置，均通有大小相等的电流 I， L1、L2 中电流方向垂直纸面向里，L3 中电流方向垂直纸面外.下列说法错误的是（） 235 1 92 141 1 92 0 36 56 0+ 3U n Kr Ba n→ + + A.L1、L2 在 L3 处产生的合磁感应强度方向与 Li、1^2 连线平行 B.L2、L3 在 L1 处产生的合磁感应强度方向与 L2、“连线垂直妒 C.L1、L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1:1: D.L1、L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 ： ：1 8.2020 年 7 月 23 日我国天文一号火星探测器发射，标志我国对火星研究进入实际阶段，不久后若一宇航员 到达半径为 R、密度均匀的火星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为 m 的小球，上端固定 在 O 点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕 O 点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力 F 大小随时间 t 的变化规律如图乙所示。F1=7F2，设 R、m、引力常量 G 以及 t0，F1 为己知量，忽略各种阻力。 以下说法正确的是（） A.火星球表面的重力加速度为 B.卫星绕火星球的第一宇宙速度为 C.火星球的密度为 D.小球绕 O 点的竖直面内做圆周运动周期为 2t0 9.如图所示，竖直平面内固定一个半径为 R 的刚性光滑绝缘圆环。在圆环的最顶端固定一个电荷量为 q 的 小球，另一个质量为 m 带负电的小圆环套在大圆环上，当小圆环平衡时，测得两电荷之间的连线与竖直线 的夹角为 30°，则（设静电力常量为 k）（） 3 3 3 1 7 F m Gm R 13 28 F GRπ A.大圆环对小圆环的弹力大小为（ +l）mg B.小圆环带电量的大小为 C.大圆环对小圆环的弹力指向圆心 D.小圆环带电量增加，小环受到的弹力先增加后减小 10.磁流体发电机，又叫等离子体发电机，图中的燃烧室在 3000K 的高温下将气体全部电离为电子和正离子， 即高温等离子体.高温等离子体经喷管提速后以 1000m/s 进入矩形发电通道.发电通道有垂直于喷射速度方向 的匀强磁场，磁感应强度B=6T.等离子体发生偏转，在两极间形成电势差.已知发电通道长a=50cm，宽b=20cm， 高 d=20cm，等离子体的电阻率ρ=2Ω·m.则以下判断中正确的是（） A.发电机的电动势为 120V B.因正离子带电量未知，故发电机的电动势不能确定 C.当外接电阻为 8Ω时，发电机的效率最高 D.当外接电阻为 4Ω时，发电机输出功率最大 11.如图所示，不同波长的两单色光 a、b 沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点 0 在直径的边缘，折 射光线分别为 0A、0B，则（） 3 23 3mgR kq A.a 单色光的频率比 b 单色光的频率小 B.当 a、b 两束光由玻璃射向空气中，a 光临界角比 b 光临界角大 C.在玻璃砖中 a 单色光从 0 到 A 的传播时间不等于 b 单色光从 0 到 B 的传播时间 D.用 a、b 两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a 光产生的干涉条纹间距比 b 光小 12.如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别 为 U1 和 U2。在输电线路的起始端接入两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为 10:1 和 1:10，电压表的示数为 220V，电流表的示数为 10A，则下列说法正确的是（） A.升压变压器原、副线圈的匝数比为 B.采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为 100A C.线路输送电功率大于 220kW D.将 P 上移，用户获得的电压将升高 13.如图甲所示，滑块沿倾角为α的光滑固定斜面运动，某段时间内，与斜面平行的恒力作用在滑块上，滑 块的机械能 E 随时间 t 变化的图线如图乙所示，其中 0〜t1、t2 时刻以后的图线均平行于 t 轴，t1〜t2 的图线 是一条倾斜线段，则下列说法正确的是（） A、t=0 时刻，滑块运动方向一定沿斜面向上 B、t1 时刻，滑块运动方向一定沿斜面向下 C、t1〜t2 时间内，滑块的动能变小 D、t2〜t3 时间内，滑块的加速度为 0 1 2 2 1 n U n U = 二、选择题Ⅱ（本题共 3 小题，每小题 2 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 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分） 14.如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁 放出若干频率的光子，设普朗克常量为 h，下列说法正确的是（） A.逸出的光电子的最大波长为 ，且为可见光。 B.产生的光子的最大波长为 C.当氢原子从能级 n=2 跃迁到 n=l 时，其核外电子动能变大，因而氢原子的能量变大 D.若氢原子从能级 n=2 跃迁到 n=l 时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级 n=3 跃 迁到 n=l 时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为 15.—列简谐横波在某均匀介质中沿 x 轴传播，从 x=3m 处的质点 a 开始振动时计时，图甲为 t0 时刻的波形 图且质点 a 正沿 y 轴正方向运动，图乙为质点 a 的振动图像，下列说法正确的是（） A.该波的频率为 2.5Hz，沿 x 轴负方向传播的 B.该波的传播速度为 200m/s C.从 t0 时刻起，a、b、c 三质点中 b 最先回到平衡位置 D.从 t0 时刻起，经 0.015s 质点 a 回到平衡位置 16.如图甲所示是光电管的原理图，用该光电管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流 I 与光电 管两极间所加电压 U 的关系如图乙。则这两种光的说法正确（） 3 2 hc E E− 3 1E E h − 3 2E E− A.照射该光电管时 b 光使其逸出的光电子最大初动能大 B.两种光照射到金属表面的逸出功相同，a 光的遏止电压大于 b 光的遏止电压 C.若将变阻器滑动头 P 从图示位置向右滑一些，始终用 a 单色光照射，则电路中光电流一定增大 D.分别用 a、b 两种单色光照射图甲光电管时，若将变阻器滑动头 P 从图示位置向左滑过中心 0 点时，最先 出现电路中无光电流且向左滑动距离最小的是 a 单色光 三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分） 17.（7 分）在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，设带有定滑轮的小 车质量为 M，沙和沙桶的总质量为 m，打点计时器所接的交流电的频率为 50Hz。 （1）对于上述实验，下列说法正确的是_______________。 A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量 B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动 C.与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行 D.小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车 （2）若在实验中得到一条纸带如图乙所示，0、A、B、C、D 为五个相邻的计数点，相邻的两个计数点之 间还有四个点未画出。根据纸带数据，可求出小车的加速度 a=____________m/s2（结果保留 2 位有效数字）。 （3）该实验，沙和沙桶的总质量 m___________（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量 M；在实 验过程中小车的加速度________（选填“大于”“等于”或“小于”）沙和沙桶的加速度。 ⑷以弹簧测力计的读数 F 为横坐标，通过纸带计算出的加速度为纵坐标，画出的 a-F 图象如图丙所示，则可 求出小车的质量 M=____________kg。 18.（7 分）某课外研究小组为了“探究电池电极间距对电动势 E 和内电阻 r 的影响”，以铜片、锌片和果汁 制作的电池作为研究对象，选用实验器材如图甲所示.探宄实验过程如下： （1）请你用笔画线代替导线连接图甲电路。 （2）连好电路后闭合开关前，应进行的一步操作是____________。 （3）实验中保持电池其他条件不变，依次增大铜片与锌片间的距离，分别测出实验数据。通过数据处理画 出相应的果汁电池 R— 图象，如图乙中（a）、（b）、（c）、（d）所示.由图象可知 : 随着电极间距的增大，电源电动势____________，内阻__________（均填“增大”、“减小”或“不变”）； 曲线（c）对应的电源电动势 E=____________（保留二位有效数字）。 19.（9 分）如图所示，在竖直平面内绝缘粗糖竖直的细杆上套有一个质量为 m=0.5kg 带电小圆环（可视为 质点）始终受到水平向右恒定电场力 qE=10N 作用下圆环处于细杆的最底端，其左侧系住一轻弹簧与竖直方 向的夹角为θ=37°，在弹簧拉力恒为 10N 作用下圆环从静止沿细杆向上匀加速运动，2s 后轻弹簧突然断 了。已知带小圆环与绝缘细杆间的动摩擦因数均为 0.5。设带电体与轨道之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦 力。（sin37°=0.6，cos37°=0.8.重力加速度取 g=10m/s2） 1 I （1）求带小圆环向上匀加速时的加速度 a=? （2）求带小圆环在竖直的细杆上运动的最大距离？ 20.（12 分）如图所示，所有轨道均在同一竖直平面内、所有的连接处均平滑，已知竖直圆轨道半径 r=0.5m，小球质量 m=20g 且可视为质点，L1=0.5m 不变，L2=0.5m。某次游戏时，小球从高为 h（可调）的 斜轨道 AB 端点 B 由静止释放，沿斜轨道下滑通过竖直圆轨道和水平轨道 AE，EG 与位于同一竖直平面内 的三段光滑管道（GH、HI、IJ）且 HI、IJ 分别是半径为 和 R 的圆弧管均在 H、I 处平滑对接（圆心 01O2 平行水平面），J 点是管道上端出口点，切线水平方向。小球与 AB、EG 及长为 L（可调）水平轨道 JK 间摩 擦因数均为μ=0.5，小球与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计，管道粗细可以忽略，g 取 l0m/s2。小球刚好 不脱离轨道且恰能滑上粗糖水平轨道 JK，则: （1）试求大圆弧 IJ 半径 R? （2）在（1）问情况下，小球经过圆轨道运动到与圆心 O 等高的 P 点时对轨道的压力 F1 与滑块运动到小圆 弧管最低点 H 时对轨道的压力 F2 大小之比？ （3）在（1）问中大圆弧半径 R 不变情况下，调节斜轨道的高度 h=3m，使小球从 B 点静止下滑后，问应 调节 JK 长度 L 为何值时，小球在水平面上的落点 N（图中未画出）与 J 点水平距离最大？并计算出最大距 离。 21.（10 分）如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小 B=0.60T，有一与磁场平行的足 够大的感光板 ab，其左侧处有一粒子源 S 向纸面内各个方向均匀发射速度大小都是 v=6.0×106m/s/带正电粒 子的比荷为 q/m=5.0×107C/kg，粒子重力不计。 1 4 R 已知粒子源每秒发射 n=3.0×104 个粒子，其中沿与 SO 成 30°角的粒子刚好与 ab 相切于 P，求： （1）粒子源距 ab 感光板最短距离为多少 cm? （2）ab 板上感光部分的长度为多少 cm? （3）感光平板在一分钟内接收到的粒子数。 22.（10 分）如图所示，在 xOy 光滑水平面上的（0≤x≤lm、0≤y≤0.6m 区域内存在方向垂直平面向外的 匀强磁场。一电阻值 R=0.5Ω、边长 L=0.5m 的正方形金属框的右边界 be 恰好位于 y 轴上。t=0 时，线框受 到一沿 X 轴正方向的外力 F=0.5v+0.25（N）（v 为线框的速度）作用，从静止开始运动。线框仅在进磁场时 有外力，在外力作用期间，测得线框中电流与时间成正比，比例系数 k=lA/s。 （1）指出金属线框在外力作用期间做何种运动； （2）若线框恰好能离开磁场，求外力 F 作用的时间； （3）如图所示，已知抛物线与底边直线所围成的面积等于 2ah/3，其中 a 为底边长度、h 为抛物线的高。试 求线框进入磁场过程中，消耗的焦耳热。 2020 学年第一学期“山水联盟”开学考试 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。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 D D D D B A D B D D D A B 二、选择题 II（本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。） 14.AD 15.BCD 16.AD 三、非选择题（本题共 7 小题，共 55 分） 17.（1）BC（2 分） （2）1.2（2 分） （3）不需要（1 分）小于（1 分） （4）0.25（1 分） 18.（1）连线（2 分） （2）将电阻箱阻值调到最大.（1 分） （3）不变（1 分）增大（1 分）0.94（0.93-0.95）V（2 分） 19.（9 分） 解：（1）带小圆环向上加速运动过程中，由正交分解得 Fcosθ-mg-f=ma F=μ（qE-Fsinθ） 联立解得：a=2m/s2（4 分） （2） =4m（1 分） v=at1 v=4m/s x2=0.4m（2 分） 2 1 1 1 2x at= 2mg qE maµ− − = 2 2 22v a X− = x1+x2=4.4m（2 分） 20.【答案】（1）R=0.8m （2） ； （3）L=1.5m 时， 解：（1）在最高点，由向心力公式得 滑块恰好从最高点 F 至 J 点、，由动能定理得： -mg（--2r）—jumgL2=0--mv2F 解得 R=0.8m（3 分） （2）滑块恰好从最高点 F 至 J 点，由动能定理得： 在 P 点，由向心力公式得 （2 分） 滑块从点 J 至 H 点，由动能定理得 在 F 点，由向心力公式得 F2=11mg（2 分） 联立解得: （1 分） （3）滑块从高为 h 的斜轨道 B 点由静止至 J 过程中， （1 分） 滑块运动到距 J 点 L 处的速度为 v，动能定理 ； 又 S=L+vt （1 分） 1 3 5 2mS m= 2 Fmvmg r = 2 2 5 1( 2 ) 04 2 F Rmg r mgL mvµ− − − = − 2 21 1 2 2P Fmgr mv mv= − 2 1 3PmvF mgr = = 25 1 04 2 H Rmg mv= − 2 2 4 HmvF mg R − = 1 2 3 11 F F = 21 2 5 1( ) cos ( ) 04 cos 2 J LRmg h mg mgL mvµ θ µθ− − − = − 20 /Jv m s= 2 2 0 1 1 2 2mgL mv mvµ− = − 25 1=4 2 R gt L=1.5m 时， （2 分） 21.解：如图 ∵ ， （1）当初速度与 SO 成 30°发射，轨迹①切于 P 点△SPO1 为三角形，R=01P ∴SO=EP= R=10cm-----3 分 （2）ab 板最上端点，OP=Rsin60°= cm SQ=2R.Q 点为 ab 最下端点 ∴ 光感部分总长 ------3 分 （3）轨迹②与板 ab 相切与 N 点，此时其发射速度与水平方向夹角θ=30°，所以能够打到板上夹角为 α=360°-120°=240°.............2 分 ∴1 分钟内接收的粒子数 （个） 5 2mS m= 2vBqv m R = 20mvR cmBq = = 1 2 10 3 2 2(2 ) ( ) 10 152 ROQ R cm= − = 10( 3 5)cmPQ = + 6260 1.2 103N n= × = × 22. 解：（1） ， ∴ …………3 分 ∵ ， ∴a 为恒量----3 分 即 a 恒做匀加速运动 （2）∵F-BIL=ma ∴ 又∵F=0.5v+0.25 ∴ 即 B=1T 0.25=ma， ∴a=1m/s2，m=025kg 设 F 作用时间为 t，则 v=at=t 5 ， ∴t2+t-2=0 ∴t=1s，x1=0.5m…………3 分 （注意：其它方法解均可） （3）P=I2R=0.5t2 由图知 ----2 分 E BLv= EI R = BLv BLaI tR R = = I t∝ 2 2B L vF maR − = 2 2 =0.5B L R 1BLa R = 2 2 1 1 0.52x at t= = 1 2Bq L Bq L mv+ = 1 1 ( )B L x Lq R −= 2 2 BLq R = 1 11 0.53 6Q = × × =