浙江省2020届高三下学期山水联盟返校考试物理试题有详解及评分标准

2019 学年第二学期“山水联盟”返校考试 高三年级物理学科 试题 命题：桐庐中学 徐苏华 审校：桐庐中学 陈一垠 审核：桐庐中学 徐苏华 陈一垠 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．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 4．考试结束后，只需上交答题卷。 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．以下物理量属于基本物理量，并且与其相应的国际单位正确的是（ ） A．力 N B．电场强度 V/m C．电流强度 A D．质量 g 2. 如图所示，为有力支援武汉“抗疫”，空军在 2020 年 2 月 2 日凌晨出动 8 架大型运输机，分别从沈阳、 兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运 795 名军队支援湖北医疗队队员和 58 吨物资，上午 9 时 30 分全 部抵达武汉天河机场。对以上描述下列说法正确的是（ ） A．计算运输机飞行时间时，运输机不能看成质点 B．在分析运输机着落动作时，运输机可以看成质点 C．“上午 9 时 30 分”指的是最后一架运输机的飞行时间 D．“上午 9 时 30 分”指的是最后一架运输机抵达武汉的时刻 3．2019 年 11 月,在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中,我校高二学生王鑫宇以 2 米的成绩获 得冠军,如图所示。则下列说法正确的是（ ） A．王鑫宇在上升阶段重力变大了 B．王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态 C．王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D．王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力做正功 4．现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（ ） A．汤姆孙根据 α 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 B．β 衰变说明原子核内部存在自由电子 C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为 D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能 HONHe 1 1 17 8 14 7 4 2 +→+5．2019 年 5 月 17 日 23 时 48 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第四十五 颗北斗导航卫星。该卫星属地球静止轨道卫星，入轨并完成在轨测试后，将接入北斗卫星导航系统，为用 户提供更可靠服务。则此卫星（ ） A．绕地球运行的周期比月球的小 B．绕地球运行的向心加速度比近地卫星大 C．可以绕地球自东向西运动 D．可以定点在杭州的正上方 6．如图所示，长为 1.2 m 的水平直杆 OP 右端固定于竖直墙上的 O 点，长为 2m 的轻绳一端固定于直杆左 端点 P，另一端固定于墙上 O 点正下方的 Q 点，重为 8N 的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则 轻绳的弹力大小为（ ） A．8N B．6N C．5N D．4N 7．正三角形 ABC 的三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有恒定电流，方向如 图所示，a、b、c 三点分别是正三角形三边的中点，若 A、B、C 三处导线中的电流 均为 I，则 a、b、c 三点的磁感应强度大小关系为（ ） A．a 点最大 B．b 点最小 C．c 点最小 D．b、c 点一样大 8．如图所示，一束激光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是（ ） A．增大双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．入射光波长不变，光强增大，条纹间距不变 C．增大激光器到双缝的距离，条纹间距变大 D．若仅将双缝和光屏置于水中，同等条件下条纹间距变大 9．如图所示，面积为 0.02m2、内阻可忽略不计的 100 匝矩形线圈 ABCD，绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转 动，转速为 50r/s，匀强磁场的磁感应强度为 。矩形线圈通过滑环与变压器（由绕在不闭合铁芯上的 两组线圈构成）原线圈相连，所有接触电阻不计，副线圈接入一只标有“5V，1W”的小灯泡，小灯泡恰好 正常发光，电流表的内阻不计。当线圈平面与磁场方向垂直时开始计 时。下列说法不正确的是（ ） A. 图示位置穿过线框的磁通量变化率为零 B．线圈每转动 1s，线圈中的电流方向变化 100 次 C．原线圈中感应电动势的表达式为 V D. 原副线圈的匝数之比为 4:1，电流表的示数为 0.05A T10 2 π ）（ te π100sin220= A B C a b c P O Q10．电容为 C 的电容器、四个电阻及电动势为 E、内阻可以忽略的电池连接成如图所示电路。开始时，开 关 S 闭合且电流稳定，然后断开开关 S，电流再次稳定． 断开开关前后电容器所带的电荷量（ ） A．减少 B．增加 C．增加 D．增加 11．如图为回旋加速器的示意图，真空容器 D 形盒放在与盒面垂直的匀强磁场中，且磁感应强度 B 保持不 变。两盒间狭缝间距很小，粒子从粒子源 A 处（D 形盒圆心）进入加速电场（初速度近似为零）。D 形盒 半径为 R，粒子质量为 m、电荷量为+q，两 D 形盒间接电压为 U 的高频交流电源。不考虑相对论效应、粒 子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间。下列论述正确的是（ ） A．粒子的能量是由加速电场提供的，能获得的最大动能与加速电压 U 有关 B．加速氘核( )和氦核( )时，两次所接高频交流电源的频率应不同 C．加速氘核( )和氦核( )时，它们能获得的最大动能相等 D．若增大加速电压 U，则粒子在 D 型盒内运动的总时间减少 12．如图所示，环形塑料管半径为 R，竖直放置，且管的内径远小于环的半径，ab 为该环的水平直径，环 的 ab 及其以下部分有水平向左的匀强电场，电场强度的大小 ，管的内壁光滑。现将一质量为 m， 电荷量为+q 的小球从管中 a 点由静止开始释放，则（ ） A．小球到达 b 点时速度为零，并在 adb 间往复运动 B．小球每周的运动过程中最大速度在圆弧 ad 之间的某一位置 C．小球第一次和第二次经过最高点 c 时对管壁的压力之比为 1∶5 D．小球第一次经过最低点 d 和最高点 c 时对管壁的压力之比为 4∶1 13．由法拉第电磁感应定律可知，若穿过某截面的磁通量为 Φ＝Φ msinωt，则产生的感应电动势为 e＝ ωΦmcosωt。如图所示，竖直面内有一个闭合导线框 ACD(由细软弹性电阻丝制成)，端点 A、D 固定。在以 水平线段 AD 为直径的半圆形区域内，有磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线 框的电阻恒为 r，圆的半径为 R，用两种方式使导线框上产生感应电流。方式一：将导线与圆周的接触点 C 点以恒定角速度 ω1(相对圆心 O)从 A 点沿圆弧移动至 D 点；方式二：以 AD 为轴，保持∠ADC＝30°，将导 线框以恒定的角速度 ω2 转 90°。则下列说法正确的是（ ） A ．方式一中，在 C 从 A 点沿圆弧移动到图中∠ADC ＝30 °位置的过程 中，通过导线截面的电荷量 B．方式一中，在 C 沿圆弧移动到圆心 O 的正上方时，导线框中磁通量 的变化率最大 C．两种方式回路中电动势的有效值之比 12 CE 12 CE 6 CE 4 CE 2 1H 4 2 He 2 1H 4 2 He q mgE＝ r BRq 23= 3 2 2 1 ＝ E E 2R 2R E C R RSD．若两种方式电阻丝上产生的热量相等，则 二、选择题‖（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．自 2020 年 1 月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是 “新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红 外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位 5-6cm 处，修正额头与实际体温的温 差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（ ） A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异 B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒 C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波 D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象 15.一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔 L=0.1m 选取一个质点，如图甲所示，t=0 时刻波恰传到质 点 1，并立即开始向上振动，经过时间△t=0.3s，所选取的 1-9 号质点间第一次出现如图乙所示的波形，另 知波的振幅为 0.15m，则下列判断正确的是（ ） A．t=0.15s 时刻，质点 3 向上运动 B．该波的周期一定为 0.2s，波速一定为 4m/s C．t=0 至 t=0.3s 内，质点 5 运动的路程为 0.6m D．t=0.225s 时，质点 4 位于波谷 16．如图所示，a、b 为两束不同频率的单色光，以相同的入射角射到平行玻璃砖的上表面（玻璃砖上下表 面足够大、对 a、b 两种光的折射率均大于 1.5），直线 与玻璃砖上表面垂直且与其交于 N 点，入射点 A、B 到 N 点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的 P 点，下列说法正确的是（ ） A．a 光光子的动量大于 b 光光子的动量 B．若 a 光能使某金属发生光电效应，则 b 光一定能使该金属发生光电效应 C．同时增大入射角，则 b 光先在下表面发生全反射 D．只要入射角相同，a 光在玻璃砖中传播的时间始终小于 b 光在玻璃砖中传播 的时间 三、 非选择题(本题共 6 小题，共 55 分) 17．（7 分）在“探究做功与物体速度变化的关系”的实验中，实验装置如图甲所示。让小车在一条橡皮筋 的作用下弹出后，沿木板滑行，此时橡皮筋对小车做的功记为 W0。然后用相同的橡皮筋二条、三条…… 合并在一起分别进行第 2 次、第 3 次……实验，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。且每次实验中 小车获得的速度 v 可由电磁打点计时器所打的纸带求出。（电磁打点计时器所用交流电频率为 50Hz）。请回 答下列问题： 8 3 2 1 ＝ω ω OO' a b A B O O` N P 图甲 图乙 （1）除了图甲中已给出器材外，必需的器材还有___________（多选）； A．学生电源及导线若干 B．天平及砝码 C．毫米刻度尺 D．游标卡尺 （2）为完成实验测量，图甲中橡皮筋与小车支柱连接方式应为图乙中的 （填“A”或“B”）； （3）图丙中，是小车在某次运动过程中电磁打点计时器在纸带上打出的一系列的点，各点间距 如图丙所示，则合理选取数据后计算出小车的速度 v 为_______m/s。(结果保留 2 位有效数字) （4）在探究 W、v 的关系时，通常采用作图法，本实验最终选择作 W－ v2 的图像，这样做的原因 是 。 18．（7 分）为测绘一个标有“3V、1.2W”小灯泡的伏安特性曲线，需选择合适仪器，正确连接电路进行 实验。 （1）实验的电路图应选用图甲中的 。 （2）按（1）所选电路图连接电路，现已连接了部分电路，如图乙所示，请在答题纸上对应位置将电路连 接完整。 A B 图 乙 单位:cm 1.35 1.361.34 1.35 1.341.301.231.141.020.890.73 图丙 （3）实验中，某次调节实验电路使电压表示数如图丙所示，则其示数为 ________V。 （4）实验得到小灯泡的伏特性曲线如图丁所示，若将小灯泡与某一电动 势为 3V，内阻为 1Ω的电源连成闭合电路，则小灯泡的实际功率约为 W。(结果保留 2 位有效数字) 19.（9 分）“新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象。如果在一些 易传播的环境中启用机器人替代人工操作的话，就可以有效防控病毒传播，其中送餐服务就是机器人应用 的一个领域，只要设置好路线、安放好餐盘，它就会稳稳地举着托盘，到达指定的位置送餐，如图所示。 若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距 x0=40m 的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动，加速 过程的加速度大小 a1=2m/s2,速度达到 v=1m/s 后匀速，之后适时匀减速，恰好把食物平稳送到目标位置， 整个送餐用时 t0=40.75s。若载物平台呈水平状态，食物的总质量 m=2kg，食物与平台无相对滑动,g 取 10m/s2。试求： （1）机器人加速过程位移的大小 x； （2）匀速运动持续的时间 t； （3）减速过程中平台对食物的平均作用力 F。 20．(12 分) 某兴趣学习小组设计了一个游戏装置，如图所示。它由足够长的斜面 AB、水平轨道 BC、固 定在水平面上的光滑竖直圆轨道(最低点 D 处左右两侧内外略错开)和数个高度、宽度相等的台阶组成。游 戏时滑块从斜面上合适位置由静止释放，经过圆轨道后从 C 点水平飞出并直接落到设定的台阶上则视为游 戏成功（全程不脱离轨道）。 图 乙 图 丁 图 丙已知斜面 AB 的倾角 θ=37◦，圆轨道半径 R=0.2m，水平轨道 DC 段长 L2=1.76m，台阶的高和宽都为 d=0.2m，滑块与斜面 AB 之间的动摩擦因数 μ1=0.5，与水平轨道 BC 之间的动摩擦因数为 μ2=0.25，滑块质 量 m=10g 且可视为质点，忽略空气阻力，各部分平滑连接。游戏中滑块从斜面上距 B 点 L0＝2.8m 处静止 释放，恰能通过圆轨道的最高点 E，已知 sin37◦=0.6,cos37◦=0.8, g 取 10m/s2。求： （1）滑块恰能通过圆轨道最高点 E 时速度 vE 的大小； （2）滑块在水平轨道 BD 段运动过程中摩擦力对其做的功 W； （3）要让滑块直接落到第 2 个台阶上，为使游戏成功滑块释放处与 B 点之间的距离 L 应满足的条件。 21．（10 分）如图甲所示，在倾角为 30◦的斜面 xOy 内，固定放置着间距为 L 的两平行金属直导轨，其间连 接有阻值为 R 的电阻，电阻两端连接示波器(内阻可视为无穷大)，可动态显示电阻 R 两端的电压。两导轨 间存在大小为 B、方向垂直导轨平面的匀强磁场。t=0 时一质量为 m、长为 L 的导体棒在外力 F 作用下从 x=x0 位置开始做简谐运动，观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示的正弦曲线。取 ， 则简谐运动的平衡位置在坐标原点 O。不计摩擦阻力和其它电阻，导体棒始终垂直导轨运动，重力加速度 为 g。求： （1）导体棒在 0.25T 时所受安培力 F 安的大小； （2）在 0.25T 至 0.75T 时间内外力 F 的冲量 I； （3）在 0 至 0.5T 时间内，外力 F 所做的功 W。 1 2 3 37 A B C D E R F 30 y x 图 甲 U t O 0.25T 0.5T 0.75T T Um -Um 图 乙 BL TUx m π20 −=22．（10 分）如图所示，圆心为 O1、半径 R=4cm 的圆形边界内有垂直纸面方向的匀强磁场 B1，边界上的 P 点有一粒子源，能沿纸面同时向磁场内每个方向均匀发射比荷 、速率 v=1 的带负电的粒子，忽略粒子间的相互作用及重力。其中沿竖直方向 PO1 的粒子恰能从圆周上的 C 点沿水平方向进入板间的匀强电场（忽略边缘效应）。两平行板长 L1=10cm（厚度不计），位于圆形边界最高 和最低两点的切线方向上，C 点位于过两板左侧边缘的竖线上，上板接电源正极。距极板右侧 L2=5cm 处有 磁感应强度为 B2=1T、垂直纸面向里的匀强磁场，EF、MN 是其左右的竖直边界（上下无边界），两边界间 距 L=8cm，O1C 的延长线与两边界的交点分别为 A 和 O2，下板板的延长线与边界交于 D，在 AD 之间有一 收集板，粒子打到板上即被吸收（不影响原有的电场和磁场）。求： （1）磁感应强度 B1 的方向和大小； （2）为使从 C 点进入的粒子出电场后经磁场偏转能打到收集板上，两板所加电压 U 的范围； （3）当两板所加电压为（2）中最大值时，打在收集板上的粒子数与总粒子数的比值 η。（可用反三解函数 表示，如 ） 2019 学年第二学期“山水联盟”返校考试 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。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要 kgCm q /105.2 6×= sm/105× 2 1arcsin6 =π + － L1 L L2 O2O1 P C U B1 B2 R E F M N D A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 D B C A C D B D A D C D 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） 题号 14 15 16 答案 AC BCD BD 三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分） 17. （7 分） （1）（2 分）AC； （2）（1 分）A； （3）（2 分）0. 67±0. 01； （4）（2 分）变量间的图像为直线时便于准确确定两者的定量关系。（大概意思对也给分）。 18. （7 分） （1）（1 分）D； （2）（2 分） （3）（2 分）1. 80～1. 81； （4）（2 分）0. 96～1. 0。 19. （9 分）解：（1）加速过程位移： 得： m （2 分） （2）设机器人减速时的加速度为 ，匀速的时间为 ，则由题可知： （1 分） （1 分） 解得： s（1 分）， （1 分） （3）平台对食物竖直方向的支持力 水平方向的摩擦力 （1 分） 故平台对食物的作用力大小： 解得：F=20. 1N（1 分） 与水平方向所成角度 tanα=10（1 分） 20. （12 分） 解：（1）滑块恰好通过圆轨道最高点 E，应有： ，解得： （2 分） （2）滑块从斜面上距 B 点 L0=2. 8m 处释放恰好过 E 点的过程，根据动能定理： （3 分） 2 1 12 vx a = 1 0.25x = 2a 0t 1 1 vt a = 2 1 0 22 vx x vt a = + + 1 0 2 vt t t a = + + 0 39.25t = 2 2 1 /a m s= NF mg= 2fF ma= 2 2( ) ( )F mg ma= + 2 0vmg m R = 0 2 /v m s= ( ) 2 0 1 0 0 1sin 2 cos 2fmg L R mgL W mvθ µ θ− − + =解得： J（1 分） （3）从 C 点平抛落在第二个台阶上，满足： 竖直方向上， ，水平方向上， （1 分） 竖直方向上， ，水平方向上， （1 分） 解得： （1 分） 滑块恰好通过 E 点后，运动到 C 处的速度大小，由动能定理： ，解得 （1 分） 因此，为了让实验成功 C 处的速度应满足： 设滑块从斜面上距 B 点 L 处释放能使游戏成功，根据动能定理： （1 分） 得：2. 8m≤L≤3m（1 分） 21. （10 分） 解： （1）由图显示的波形可得，0. 25T 时的棒中的电流： （1 分） 导体棒在所受安培力： （1 分），则： （1 分） （2）设沿斜面向上为正方向，在 0. 25T 至 0. 75T 时间内， 安培力的冲量 （1 分）， 根据动量定理： （2 分） 解得： （1 分） 0.006fW = − 21 2d gt= cx v t d= > 212 2d gt= 2cx v t d= ≤ 1 / 2 /cm s v m s< ≤ 2 2 2 12 2 cmg R mgL mvµ− = 1.2 /cv m s= 1.2 / 2 /cm s v m s≤ ≤ 2 1 2 2 1sin cos 2f cmgL mgL W mgL mvθ µ θ µ− + − = mUI R = AF BIL= m A BLUF R = 0I =安 m m Uv BL = sin30 0.5 2F mI I mg T mv°+ − ⋅ = −安 2 4 m F mUmgTI BL = −（3）在 0 至 0. 5T 时间内，由动能定理： （1 分） 其中 （1 分）， 解得： （1 分） 22. （10 分） 解： （1）由题可知，粒子在圆形磁场区域内运动半径 r=R 则 得： T，方向垂直纸面向里。（2 分） （2）如图所示， （1 分） 且要出电场，0≤y≤4cm， 在磁场 B2 中运动时， ， 进入 B2 后返回到边界 EF 时，进出位置间距△y=2rcosa， 0sin30 2 0FW mg x W°− ⋅ − =安 2 0.52 mUW Q TR = = ⋅安 2 2 4 m m F mgU T TUW BL Rπ= + 2 1 vqvB m R = 1 1B = 2 11 2 2 LqUy mR v  = ⋅    2 2 vqvB m r = 合 cos vv a =合得 ，代入得△y=8cm，说明与加速电场大小无关（1 分）。 要打到收集板上，设粒子从 C 点到 EF 边界上时所发生的侧移为 y0，需满足： 且 ，得 2cm≤y≤4cm（1 分） r+rsina≤L 且 ，得 （1 分） 综上需满足： ，即两板所加电压 U 满足：1280V≤U≤2400V（1 分） （3）由（2）可知，两板间加最大电压 2400V 时，带电粒子出电场时的偏转距离为 cm，则要打到收集 板上，粒子应从 PO1 左侧θ角和右侧β角之间出射，其中 （1 分）， （1 分） 即能打到收集板上的粒子数占总粒数的比值 （1 分）。 2 2mvy qB ∆ = 04 8cm y cm≤ ≤ 1 10 2 2 2 L y Ly L = + 1 2tan ya L = 150 4y cm≤ ≤ 152 4cm y cm≤ ≤ 15 4 1sin 16 θ = 7sin 8 β = 1 7arcsin arcsin16 8η π + =