浙江省十校联盟2020届高三下学期寒假返校考试物理试题（PDF版）

绝密★考试结束前 浙江省十校联盟 2020 届高三寒假返校联考 物理试题卷 命题∶玉环中学 梁辉根、王中磊 审题∶天台中学陈娥台州一中 沈江天 校稿∶张新华 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 考生须知∶ 1.本卷满分 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.本卷中 g 取 10m/s2∶ 4.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；考试结束后，只需上交答题卷。 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.下列描述物质特性的量或物理学常量中，对应单位表示正确的是（　　） A.万有引力常量 G∶N m/kg2 B.劲度系数 k∶N m C.普朗克常量 h∶J s D.电阻率 ρ∶Ω/m 2.在离地某一高处，沿竖直方向向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为 v，不计空气阻力，两球 落地的时间差为 A. B. C. D. 3.某自行车爱好者在水平面上以如图姿势保持静止时，下列说法正确的是（　　） v g 2v g 3v g 4v g A.地面对自行车有向右的摩擦力 B.地面对自行车作用力大于自行车对地面的作用力 C.地面对自行车的支持力小于人和自行车重力之和 D.人对自行车的作用力竖直向下 4.如图所示，游乐园中的摩天轮由 24 个观光球舱组成，每个座舱的质量为 m，在竖直面内以角速度为 做 匀速圆周运动，运动半径为 R，重力加速度为 g，则 A.每个座舱的线速度都相同 B.坐在最高处座舱里的人处于超重状态 C.坐在圆心等高处座舱里的人处于平衡状态 D.相邻两个座舱经过同一位置的最小时间间隔为 5.月球和太阳对地球引力作用产生的潮汐，就像是一个小小的“刹车片”，使地球自转缓慢变慢，还导致月球 以每年 3.8cm 的速度远离地球，若不考虑其它因素，则在遥远的未来 A.地球同步卫星的线速度变大 B.地球近地卫星的周期变大 C.地球赤道处的重力加速度变小 D.月球绕地球做圆周运动的角速度变小 6.人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为 D，对称地 ω 12 π ω=t 沿轴线方向射入半径为 R 的小球，会聚在轴线上的 P 点。取球体的折射率为 ，且 。则光线的 会聚角 a 为 A.30° B．45° C.60° D.75° 7.某同学在做如图所示的自感实验中，灯泡两端并联了自感系数 L 很大的自感线圈，其直流电阻大于灯泡电 阻。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. S 接通瞬间，灯泡会逐渐变亮 B. s 接通稳定时，灯泡会熄灭 C. S 断开后的瞬间，灯泡的电流从右向左 D. S 断开后，灯泡会闪亮一下再熄灭 8.如图甲所示，小物体和轻弹簧均套在竖直光滑的杆上，弹簧下端固定在地面上。让小物体从离地高 h 处由 静止释放，其速度平方 v2 与离地高度 h 的关系如图乙所示。其中高度大于 0.30m 时的图线为直线，其余部 分为曲线，忽略空气阻力，弹簧形变在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） 2 2=D R A.当 h=0.10m 时，物体刚好接触弹簧 B.当 h=0.10m 时，物体的加速度大小大于 g C.当 h=0.22m 时，物体的加速度大小等于 g D.在运动过程中弹簧最大压缩量为 0.22m 9.某品牌洗衣机的铭牌上所列的主要技术参数如右图所示。在某次洗衣过程中，洗涤时间为 24min， 脱水 时间为 12min，烘干时间为 30min。结合图中数据，下列说法正确的是（　　） A.洗涤过程中的电流为 1.1A B.脱水过程中电路的总电阻为 1212 C.洗涤过程中消耗的电能为 0.8kw-h D.这次洗衣过程消耗的总电能为 1.16kw-h 10.半径为 R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场，场强 E 沿半径方向分布的示意图如图所示， 图中 E0 已知，E-r 曲线下 O-R 部分的面积等于 R -2R 部分的面积，则下列说法正确的是（　　） A. r=2R 处的电场强度大小为 B.球体带总电荷量为 C.球心与球表面间的电势差 U=E0R D.质量为 m，电荷量为-q 的负电荷在 2R 处静止释放，到达球面时的速度大小 11.如图所示，有一圆弧形的槽 ABC，槽底 B 放在水平地面上，槽的两侧 A、C 与光滑斜坡 aa'、bb’分别相 切，相切处 a、b 位于同一水平面内，距水平地面高度为 h。一质量为 m 的小物块从斜坡 aa'上距水平面 ab 的高度为 2h 处沿斜坡自由滑下，并自 a 处进入槽内，到达 b 处后沿斜坡 bb'向上滑行，到达的最高处距水平 面 ab 的高度为 h，若槽内的动摩擦因数处处相同，不考虑空气阻力，且重力加速度为 g，则 A.小物块第一次从 a 处运动到 b 处的过程中克服摩擦力做功 mgh B.小物块第一次经过 B 点时的动能等于 2.5mgh C.小物块第二次运动到 a 处时速度为零 D.经过足够长的时间后，小物块最终一定停在 B 处 0 2 = EE 2 0= E RQ k 02= qE Rv m 12.某同学利用传感器和计算机研究做平抛运动的物体的轨迹，其原理如图所示。物体 A 从 O 点以一定水平 速度抛出后，它能够每隔相同时间向各个方向同时发射超声波脉冲。在 O 点的正下方安放着超声波接收装 置 P。P 盒装有 P1、P2 两个超声波接收器，并与计算机相联。已知 P1、P2 间距为 10cm， OP1=10cm， 物体 A 运动到某一位置时发射超声波到 P1 和 P2 的时间分别为 和 ，已知超声波的速 度为 340m/s，由此可以确定平抛物体 A 的初速度为 A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s 13.空间有两平行的长直导线 A、B，电流均为 I，方向如图所示，经测量可得长直导线 B 所受的安培力大小 为 F∶如果在空间平行地放置另一通电长直导线 C，且三条导线正好是一正方体的三条棱，空间关系如图所 示，经测量可得长直导线 B 所受的安培力大小为 。已知通有电流 i 的长直导线在距其 r 处产生的磁感 应强度大小为 （其中 k 为一常量），下列说法中正确的是（　　） A.长直导线 C 的电流大小为 3 1 5 1017 −= ×t s 3 2 5 3 1017 −= ×t s 3 2 3 6 3 3 3 10 2F = iB k r 2I B.长直导线 A 对 C 的安培力大小为 C.长直导线 C 所受的安培力大小为 D.长直导线 C 所受的安培力方向垂直于 BC 连线 二、选择题 II （本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分，在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，有错选的得 0 分） 14.下列说法正确的是（　　） A.金属的逸出功是指电子从金属中逸出需要克服阻力做功的最大值 B. a 粒子散射实验中，绝大多数 a 粒子基本上仍沿原方向前进，只有少数发生了大角度偏转 C.放射性元素的半衰期是这种放射性元素大量原子核半数发生衰变所需要的时间，与物理和化学状态无关 D.热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力，碰撞时十分接近而发生聚 变 15.两列简谐横波在同种介质中沿 x 轴相向传播，如图所示是两列波在 t=0 时的各自波形图，实线波 A 向右 传播，周期为 TA=2s，虛线波 B 向左传播。已知实线波的振幅为 10cm，虚线波的振幅为 5cm。则下列说法 正确的是（　　） A.两列波在相遇区域内会发生干涉现象 B.虛线波 B 的波速为 3m/s C. x=5m 处的质点起振方向向下 D. t=TA 时，x=5m 处的质点的位移等于 10cm 16.如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比 1∶2，原线圈与光滑水平导轨与相连，轨道间距 L=0.5m，匀 强磁场 B=0.2T 垂直于轨道，若电阻不计的金属棒 ab 以速度 v=12.5 在导轨上运动，副 线圈上连接规格“2.5V， 5W"小灯泡 L、电容器 C。则下列说法正确的是 2 F 2 2 F 2 sin 200 (m / s)πt A.小灯泡恰好能正常发光 B.电容器的支路没有电流 C.若金属棒 ，小灯泡亮度不变 D.若金属棒向右匀加速运动，电容器上极板带正电 非选择题部分 三、非选择题（本题共 6 大题，共 55 分。其中 17、18 大题每空 2 分，共 14 分，19 题 9 分，20 题 12 分， 21 大题 10 分，22 大题 10 分） 17. （8 分） (1)利用如图所示（甲）的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是_▲ 。 A.“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力； B．探究“功和速度变化关系"的实验中，只打出一条纸带不能进行探究； C．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量 D.利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律"实验 (2)在探究“加速度和力、质量的关系”实验中，打出了一条纸带，如图所示（乙）。已知打点计时器的频率为 50Hz，则小车的加速度为__▲ m/s2（结果保留两位有效数字） 。 12.5 2 sin100 (m / s)π=v t (3)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示（丙）。 ①小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变_▲_ （选 填“滤镜”、“单缝”或“双 缝”）的方向，成功观察到实验现象。 ②上述仪器对应的截面图如图（丁）所示，小李同学已经测量出其中 3 个距离 L1、L2、 L3，又测出第 1 条 亮条纹中心到第 n 条亮条纹中心间的距离为 a，已知双缝间的距离 d，则产生干涉条纹的光的波长为__▲_ （ 用题中所给字母表示）。 18. （6 分）小明同学在实验室里发现了一"种新型电池，他想要测量该电池的电动势和内阻。 (1)他先用多用电表粗测电池的电动势，将选择开关调到直流电压挡量程为 10V 的挡位，将___ ▲ （填“红 "或"黑"）表笔接电池的正极，另一表笔接电池的负极，多用电表的指针示数如图所示（甲），则粗测的电动 势大小为___▲_V。 (2)为了精确测量电池的电动势和内阻，小明在实验室找到了开关、 电阻箱、电流表（内阻不计）和定值电 阻（ ），电路连接如图所示（乙）。然后闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值 R 及对应的电流表示数 I，作出 图像（如图丙）。根据图像求出电池的内阻为___ ▲ Ω.（结果保留 2 位有效数字） 19. （9 分）在大型商场的螺旋滑梯是小孩喜欢游玩的设施，该设施由三段轨道组成，小孩从第一段 OA 轨 道进入后，从第二段轨道 A 处由静止开始加速下滑到 B 处，AB 段总长为 16m，小孩在该段通过的路程 s 随时间 t 变化规律为 s=0.125t2（m）∶小孩在第三段 BC 看作匀减速直线运动，BC 长度为 x =2m，高度差 h=0.4m，小孩最终刚好停在 C 点处。小孩可视为质点，求∶ 0 5= ΩR 1 − RI (1)小孩在 BC 段的加速度大小∶ (2)小孩与 BC 轨道的动摩擦因数 μ； 20. （12 分）学校科技小组设计了“e"字型轨道竖直放置在水平面上，该轨道由两个光滑半圆形轨道 ABC、 CDE 和粗糙的水平直轨道 EF 组成，末端与竖直的弹性挡板 OF 连接，轨道 CDE 半径 r=0.1m，轨道 ABC 半径为 2r， A 端与地面相切。现将质量 m=0.2kg 小滑块从水平地面 P 点以速度 沿轨道上滑， 运动到 F 点与挡板发生完全弹性相碰。已知直线轨道 EF 长为 L=0.5m，小滑块与轨道 EF 的动摩擦因数 μ=0.5，其余阻力均不计，小滑块可视为质点。求 (1)小滑块在 ABC 圆轨道运动时对轨道 C 点的压力∶ (2)小滑块最终停止的位置离 F 点的距离； (3)若改变小滑块的初速度，使小滑块能停在 EF 轨道上，且运动过程中不脱离轨道，则小滑块的初速度满足 什么条件。 21. （10 分）如图所示，两条相距 d 的平行光滑金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为 R 的电阻。 0 2 3m / s=v 质量为 m，电阻为 r 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域 MNPQ 的磁感应强度大小为 B、 方向竖直向下。当该磁场区域以速度 v0 匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为 v。已知磁场扫过金 属杆所经历的时间为 t，导轨足够长且电阻不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持 良好接触。求∶ (1) MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小 a； (2) PQ 刚要到达金属杆时，电阻 R 消耗的电功率 P； (3)磁场扫过金属杆过程中金属杆的位移 x。 22. （10 分）飞行时间质谱仪通过探测不同离子到达探测头时间，可以测得离子比荷。 如图甲所示，探测 头在探测器左端中点。脉冲阀 P 喷出微量气体，经激光 s 照射产生不同价位的离子，假设正离子在 A 极板 处初速度为零，AB 极板间的加速电压为 U0，离子加速后从 B 板小孔射出，沿中心线方向进入 C、D 板间 的偏转控制区。已知加速电场 AB 间距为 d，偏转极板 CD 的长度及宽度均为 L。设加速电场和偏转电场均 为匀强电场，不计离子重力和离子间相互作用。 (1)若偏转电压 UCD=0，某比荷为 k 的离子沿中心线到达探测头，求该离子飞行总时间∶ (2)若偏转电压 UCD=0，在 C、D 板间加上垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，要使所有离子均 能通过控制区域并从右侧飞出，求这些离子比荷的取值范围； (3)若偏转电压 UCD 与时间 t 的关系如图乙所示，最大值 U m=4U0，周期 。假设离子比荷为 k， 并且在 t=0 时刻开始连续均匀地射入偏转电场。以 D 极板的右端点为坐标原点，竖直向上为 y 轴正方向， 探测头可在 y 轴上自由移动，在 t=T 到 时间内，要使探测头能收集到所有粒子，求探测头坐标 y 随 时间 t 变化的关系。 浙江省十校联盟 2020 届高三寒假返校联考 物理参考答案 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） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 C B D D D A C B D B A A C 二、选择题 II （本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分，在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，有错选的得 0 分） 题号 14 15 16 答案 BC CD AC 三、非选择题（本题共 5 大题，共 55 分。其中 17、18 大题每空 2 分，共 14 分，19 题 9 分，20 题 12 分， 21 大题 10 分，22 大题 10 分） 17. （8 分） (1) BD 0 1 2 =T L kU 5 4 =t T (2) 0.80+0.02m/s2 (3)单缝 18. （6 分） (1)红，9.8 (2) 4.5+0.3 19. （9 分）解∶ (1)螺旋滑梯可看做斜面模型，可看沿轨道切线做匀加速运动， 由 ，得沿轨道切线加速度∶ a1=0.25 m/s2 （1 分） 根据 ，得 （1 分） B 点的速度 （1 分） 运动学得∶ （1 分） BC 段加速度大小 a2=2m/s2 （1 分） (2)设第三段斜面与水平面夹角为 θ， 根据牛二定律，得∶ （2 分） 解得 （2 分） 20. （12 分）解∶ (1)小球从 P 到 C 过程中，根据动能定理，得 （1 分） 在 ABC 圆轨道 C 点对小球分析∶ ， 得 FN=2N （1 分） 根据牛顿第三定律， ， 方向竖直向上 （1 分） (2)从 P 点到 EF 轨道停止过程中，得∶ ，解得 s=0.8m （1 分） 2( 1)− ad n L 21 2 =s at 2 1 10 2− =v a s 1 12 2 2 /= =v a s m s 2 1 1 2 0 2 −= vx a 2 21 2 6sin ,cos5 5 θ θ −= = = =h x h x x 2cos sinµ θ θ− =mg mg ma 6 6 µ = 2 2 0 1 14 , 2 /2 2 − ⋅ = − =c cmg r mv mv v m s 2 2 + = c N mvmg F r 2N′ = − = −N NF F 2 0 12 0 2 µ− ⋅ − = −mg r mgs mv 因为 s= =L+0.3，（1 分） 小球最终停在离 F 点 0.3m 处（1 分） (3)小球刚好经过最高点 C，则 （1 分） ，解得∶ （1 分） 当小球第一次从挡板弹回时，到达小圆的圆心等高处 D 点速度为零，得 ，解得∶ v2=4m/s （1 分） 所以小球初速度范围∶ （1 分） 21. （10 分） 解∶ (1)杆产生的电动势 ， （1 分） 通过电流 （1 分） 杆受到安培力 F=BId， （1 分） 根据牛二定律 F=ma，得， 加速度 （1 分） (2)离开时杆的电动势 ，电流 （1 分） 电阻 R 的电功率 （2 分） (3)根据动量定理∶ （1 分） 其中 （1 分） 解得∶ （1 分） 22. （10 分）解∶ (1)小球在电场中的加速 ，得 （1 分） 电场中加速得， ， 得 （1 分） 2 2 = mvmg r 2 2 1 1 14 2 2 − ⋅ = −mg r mv mv 1 10m / s=v 2 2 13 2 0 2 µ− ⋅ − ⋅ = −mg r mg L mv 2 2 13 2 0 2 µ− ⋅ − ⋅ = −mg r mg L mv 0 =E Bdv = + EI R r 2 2 0 ( ) = = + B d vFa m m R r ( )1 0 = −E Bd v v 1 1 = + EI R r ( )22 2 02 1 2( ) −= = + B d v v RP I R R r 0= −BIdt mv ( )0 −= = + Bd v t xq It R r 0 2 2 ( )+= − mv R rx v t B d 20 1 1 2 = ⋅ kUd td 1 0 2=t d kU 2 0 0 1 02 = −qU mv 0 02=v kU 在 UCD 电场中匀速运动时间∶ （1 分） 该粒子飞行总时间 （1 分） (2)若离子从 C 极板边缘飞出，根据几何关系，得。 ，解得∶ （1 分） 根据 ，根据 （1 分） 解得 （1 分） 注∶ 也正确 (3)离子通过 CD 电场时间 ， 若 t=0 时刻进入，离子先类平抛运动后类斜抛运动， 垂直极板方向 偏转位移 ，刚好从极板下边缘飞出 （1 分 设离子在 t1 时刻进入，探测头接收到的时间 t=t1+T 向下偏转位移大小 解得 （1 分） 则探测头所处的坐标 2 0 02 = =L Lt v kU 1 2 0 2 2 += + = L dt t t kU 2 2 2 2  = − +   Lr r L 5 4 =r L 2 00 0 2,= = kUmvqv B rr kB 5 4 ≥r L 0 2 2 32 25 ≤ Uk B L 0 2 2 32 25 < Uk B L 0 0 0 1 2 = = =Lt L Tv kU 01 4= = kUkUa L L 21 22 2 2  = × =   T Ly a 2 2 1 1 1 12 22 2 2  ∆ = − × − ×   Ty a t at 0 12 22 ∆ = −Ly kU t 0 02 2 ( ) 2 2 22 = − ∆ = − = −Ly y kU t T kU t L