2021届浙江省嘉兴市高三（上）9月教学测试物理试题 含答案详解

2020 年高三教学测试 物理 试题卷 （2020.09） 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答题纸規定的位置 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纲笔写在答题纸上相应区域内。作图时先使用 2B 铅 笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。 4．可能用到的相关公式或参数：若无特别说明，重力加速度 均取 。 选择题部分 一、选择题 I（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题给出的四个备选项中，只有一项是符合题目 要求的。） 1．以下物理量和单位，属于标量且单位正确的是（ ） A．力、 B．电量、 C．磁通量、 D．自感系数、 2．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，其发射的无线电波波长在 范围内， 则这种无线电波（ ） A．频率比红外线高 B．照射锌板能打出光电子 C．在各种介质中传播的速度相同 D．在空间传播时能发生明显的衍射现象 3．如图所示，排球运动员正在做垫球训练。排球离开手臂竖直向上运动，再下落到手臂的过程中，若手臂 位置不变且空气阻力大小恒定，则排球（ ） A．上升过程位移小于下落过程位移 B．离开手臂速度小于返回手臂速度 g 210m / s N A Wb T 1~10m C．上升过程加速度小于下落过程加速度 D．上升过程时间小于下落过程时间 4．下列说法正确的是（ ） A．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 B．查德威克用 粒子轰击 获得反冲核 ，发现了中子 C．现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量 D．基于对阴极射线的研究，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 5．一质量为 的物块在合外力 作用下从静止开始沿直线运动， 随时间 变化的图线如图所示。在 内，物块（ ） A．做匀变速直线运动 B． 末速度方向改变 C． 末回到出发点 D． 末速度大小为 6．如图所示，水平桌面上有一斜面体 ，两物块 和 叠放在 上， 的上表面水平。 和 一起沿斜 面匀速下滑的过程中， 始终处于静止状态。若下滑过程中 与 、 与 、 与桌面之间摩擦力大 小分别用 、 、 表示，则（ ） A． ， ， B． ， ， C． ， ， D． ， ， 7．如图所示，金属棒 以角速度 绕过 点的竖直轴在水平面内旋转，空间存在竖直向下的匀强磁场。 已知 ，则（ ） A． 点电势高于 点 α 14 7 N 17 8 O 1kg F F t 0 ~ 6s 2s 4s 6s 2m / s C A B C B A B C A B B C C 1f 2f 3f 1 0f = 2 0f ≠ 3 0f = 1 0f = 2 0f ≠ 3 0f ≠ 1 0f = 2 0f = 3 0f = 1 0f ≠ 2 0f ≠ 3 0f ≠ MN ω O MO NO> M N B． 点电势高于 点 C．磁感应强度 加倍时 、 两点间电势差也加倍 D．角速度 加倍时 、 两点间电势差变为原来的 4 倍 8．2020 年 6 月 23 日，我国北斗系统最后一颗卫星发射成功。该卫星变轨过程可简化为：在圆轨道Ⅰ的 处变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的 处再次变轨进入圆轨道Ⅲ。则此卫星（ ） A．在Ⅱ上各处速度均大于在Ⅲ上速度 B．在Ⅱ上从 运动到 过程中机械能逐渐增大 C．在 处变轨需加速，在 处变轨需减速 D．分别在Ⅰ和Ⅱ上通过 时加速度相等 9．如图所示竖直平面内，真空中的匀强电场与水平方向成 角斜向下，现有一质量为 ，电荷量为 的小球在 点以初速度 水平向右抛出，经时间 小球下落到 点（图中未画出）时速度大小仍为 ， 则小球由 到 的过程中（ ） A．重力做功 B．小球做匀变速曲线运动 C． 点电势可能低于 点 D． 连线一定与电场线垂直 10．如图所示，三根互相平行的固定长直导线 、 和 ，其位置关系构成图示的顶角为 的等腰三 角形。 和 中通有同向等大电流 ， 中通有反向电流 。若导线间距离远大于导线直径，则 （ ） A． 受到的磁场作用力为零 N O B M N ω M N a b a b a b a 15° m q+ A 0v t C 0v A C 2 21 2 mg t C A AC 1L 2L 3L 120° 2L 3L I 1L I′ 1L B． 受到的磁场作用力方向与 、 所在平面平行 C．当 中的电流反向、大小不变时 受到的磁场作用力大小变为原先的 倍 D．当 中的电流反向、大小不变时 受到的磁场作用力大小变为原先的 倍 11．如图所示是游乐场中的一种过山车，轨道车套在轨道上且在轨道的外侧做圆周运动。设图中轨道半径 为 ，则对轨道车中某一乘客而言（ ） A．速度大于 才能通过最高点 B．过最高点时车对人作用力一定向上 C．过最低点时车对人作用力一定向上 D．过最低点时速度一定大于过最高点时速度 12．一柱状容器的高为 ，底面是边长为 的正方形，容器内装满某种透明液体。过容器中心轴 、垂 直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面图 的左下角处有一点光源，其发出的红光经过容器内部相应光路后有两束相互垂直的光从液体上表面的 点射出，则（ ） A．该透明液体对红光的折射率为 B．红光在透明液体中的传播速度为 C．红光从空气到透明液体的临界角为 D．将红光改为紫光后从 点射出的两束光夹角为锐角 13．已知普朗克常量为 ，电子质量为 ，其中 为真空中光速，则动 1L 2L 3L 3L 1L 3 3 3L 1L 3 R gR 3l 2l DD′ D 5 3 0.6c 37° D 346.63 10 J sh −= × ⋅ 20.51MeV /em c= c 能为 的自由电子的物质波长 以及具有如上波长的光子能量 分别为（ ） A． ， B． ， C． ， D． ， 二、选择题Ⅱ（本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题给出的四个备选项中至少有一项是符合题目 要求的。全部选对得 2 分，选对但不全得 1 分，有选错的得 0 分。） 14．某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则（ ） A．电感 的作用是阻高频、通低频 B．电容 的作用是阻高频、通低频 C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分 15．如图所示， 处有一波源做简谐运动，其表达式为 ，它在均匀介质中形成的简谐横波 沿 轴正向传播。 时刻，波刚好传播到 处，则从此时刻起（ ） A．该波的波速为 B． 时质点 第一次到达波谷处 C． 时质点 具有沿 轴负向的最大加速度 D． 时 处质点的振动方向沿 轴负向 16．如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆 柱形电极和一个圆形环电极，两电极间液体的等效电阻为 。在左边的供电电路中接入一个磁 流体发电机，间距为 的平行金属板 、 之间有一个磁感应强度为 的匀强磁 场，将一束等离子体以 的速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为 ， 定值电阻 ，电压表为理想电表。闭合开关 ，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为 ， 4.0eV c λ Eλ 106 10 mc λ −≈ × 4.0eVEλ = 106 10 mc λ −≈ × 32 10 eVEλ ≈ × 73 10 mc λ −≈ × 4.0eVEλ = 73 10 mc λ −≈ × 38 10 eVEλ −≈ × 1L 2C O 2sin (cm)y tπ= x 0t = 6mx = 2m / s 0.8st = P 7.0st = Q y 10.6st = 23.5mx = y 1 1.0ΩR = 0.010md = A B 0.010TB = 51.5 10 m / sv = × 2 3.0ΩR = 0 2.0ΩR = S 10.0V 则（ ） A．金属板 带正电 B．图中导电液体沿顺时针方向旋转 C．磁流体发电机的效率约为 50% D．导电液体旋转的机械功率为 非选择题部分 三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分） 17．（7 分） （1）利用图甲所示装置完成“验证机械能守恒定律”实验 甲 ①图乙是某次实验得到的一条纸带， 点为打点的起始点，在纸带上选取连续清晰的点迹依次标 注 、 、 、 、 、 ，取当地的重力加速度 为 ，重物的质量为 。从打 点至 点的过程中，重物的重力势能变化量大小 ________；打 点时重物的速度大小 ________。（此小题计算结果均保留三位有效数字） 乙 ②纸带上各计数点到起始点 的距离为 ，各计数点对应的重物速度为 。小张同学欲通过绘制 图线研究重物机械能是否守恒。图丙中能得出重物下落过程中机械能守恒的图线是______。 A 9W O A B C D E F g 29.80m / s 200g O D pE∆ = D Dv = O h v 2v h− 丙 （2）某同学用单摆测定重力加速度， ①组装单摆时，应在下列器材中选用________最为合适（选填选项前的字母） A．长度约为 的细杆 B．长度约为 的粗塑料线 C．长度约为 的细棉线 D．直径约为 的塑料球 E．直径约为 的铁球 F．直径约为 的薄铁片 ②该同学在用游标卡尺测小球直径前练习读数，如图丁所示的游标卡尺读数为________ 。 丁 18．（7 分）测量电源的电动势（约 ）和内阻实验 （1）若图甲是周同学连接电路过程中的器材状况，请指出两处不妥之处： 甲 1m 50cm 1m 1.5cm 1.5cm 4cm m 9V ①________________；②________________。 （2）修正上题中的不妥之处后，请在答题卷上相应位置用笔画线代替导线补全实物连接图。 （3）如图乙所示，是实验过程中某次电压表的测量情况，对应读数为________ 。 乙 （4）完成相应 6~7 组实验数据测量后，以________为纵轴、以________为横轴，通过描点、拟合图线， 利用图线的斜率和截距可确定电源的电动势和内阻值。 19．（9 分）如图所示为依托电磁悬浮技术的超级高铁测试。测试过程可简化为以下模型：车箱从轨道的一 端由静止启动，在电磁作用下第 内加速到 ，维持这个加速度直到达到最大速度 后关闭动力匀速运动一段时间，最后在减速沙的阻力作用下减速至静止。全长 的轨道，后 铺设了减速沙，车箱进入减速沙前保持悬浮，忽略轨道和空气产生的阻力。若将质量为 的车箱 视为质点，受到减速沙的平均阻力为 。求该车箱 （1）匀加速运动阶段的加速度大小； （2）匀速运动的时间； （3）减速阶段前进的距离。 20．（12 分）如图所示，竖直平面内一倾角为 的粗糙倾斜直轨道 与光滑圆弧轨道 相切于 点，圆弧轨道与传送带水平段平顺连接于 点。一质量为 的小滑块从 点静止释放，经 点 最后从 点水平滑上传送带。已知 点离地高度为 ， 长 ，滑块与 间的动摩擦因数为 ，与传送带间的动摩擦因数为 ， 长度为 ，圆弧轨 道半径为 。若滑块可视为质点，全程不计空气阻力，求： V 1s 180km/h 900km/h 1400m 500m 400kg 44.0 10 N× 37θ = ° AB BC B C 200gm = A B C A 1.15mH = 1.15mH = 1 1.0mL = AB 1 0.25µ = 2 0.20µ = CD 2 3.0mL = 0.5mR = （1）小滑块经过 点时对轨道的压力； （2）当传送带以顺时针方向 的速度转动时，小滑块从水平传送带右端 点水平抛出后， 落地点到 点的水平距离； （3）若传送带以逆时针方向 的速度转动，则小滑块在倾斜直轨道上运动的总路程为多少？ 21．（10 分）如图所示， 、 是固定在水平桌面上，相距为 的两根平行光滑导轨，其中 、 两段用绝缘材料制成，其余部分用电阻不计的金属材料制成。 区域内存在竖直方向的磁感应强 度为 的匀强磁场。 两点间接有一个电动势为 、内阻为 的直流电源， 两点间接有一个阻值 为 的定值电阻。将导体棒 静止置于导轨上 的左侧，紧靠 ，导体棒 静止置于导轨上 区域内的某一位置，两根棒的长度均等于导轨间距、质量均为 、电阻值均为 ，整个过程中，两根 棒始终与导轨垂直。闭合开关 后，导体棒 向右运动，与 棒相碰后即粘合成一根“更粗的棒”，以 的速度通过 继续向右运动最后静止在导轨上。试求： （1）匀强磁场的方向； （2）该“粗棒”在 右侧滑行的距离； （3）从闭合开关 到金属棒 通过 的短时间内，金属棒 上产生的焦耳热？此过程中电磁辐射的 能量是金属棒 上产生焦耳热的 倍。 22．（10 分）如图甲所示，是一台质谱仪的简化结构模型。大量质量为 、电荷量为 的粒子，从容器 下方飘入电势差为 的加速电场中，其初速度可视为 0．经加速后，垂直屏的方向射入一匀强磁场中， 磁场方向垂直纸面向外。已知粒子束射入磁场区域时有一定的宽度 ，且粒子进入磁场中运动 时间 C 1 4.0m / sv = D D 2 2.0m / sv = AB CD L MN PQ ABCD B AC E r BD R a MP MP b MNQP m 0R S a b 0v NQ NQ S a MP a a k m q+ A 0U L 0t 后，速度方向与屏平行，不计粒子所受重力和阻力。求： 甲 乙 （1）经过磁场中同一点的两个粒子，经过该点前在磁场中运动的时间之和； （2）磁场中有粒子经过区域的最窄处宽度 ； （3）若加速电压在 和 之间有小波动，粒子在进入磁场前又经过了一个偏转电场， 其两端所加电压随时间变化如图乙所示， 远大于粒子经过偏转电场的时间。且容器 中除了题干 中已知的粒子甲以外，还有另一种质量为 、电荷量为 的粒子乙，为使甲、乙两种粒子击中 屏的位置没有重叠，求狭缝宽度 应满足的条件。 2020 年高三基础测试 物理 参考答案 （2020．09） 命题组成员：周涌、姚庆傅、张建斌、姚伟平、吴磊峰 一、选择题Ⅰ（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题给出的四个备选项中，只有一项是符合题 目要求的。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 C D D C D A C D B D C A B 二、选择题Ⅱ（本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题给出的四个备选项中至少有一项是符合題目 要求的。全部选对得 2 分，选对但不全得 1 分，有选错的得 0 分。） 题号 14 15 16 答案 AD AC BD 三、非选择题（本题共 5 小题，共 55 分） 17．（共 7 分） （1）① ， （各 1 分） d∆ ( )0 ΔU U− ( )0 ΔU U+ T A 3m 2q+ L 0.124 0.125J∼ 1.07 1.13m / s∼ ②B（1 分） （2）①CE（共 2 分，漏选扣 1 分，错选不得分） ② （2 分） 18．（共 7 分） （1）电压表未机械调零；开关不该闭合（写对 1 处给 1 分；回答：滑动变阻器需以最大电阻串入电路也算 正确） （2）见下图，错一条线扣 1 分（共 2 分） （3） （可以保留两位小数，末位必须是 0 或 5）（1 分） （4） ， （两坐标位置可互换）（各 1 分） 19．（9 分） （1）第 内 （2 分） （2） （2 分） 即匀速阶段位移为 （2 分） （3） （2 分） （1 分） 20．（12 分） （1） 至 用动能定理：（ 段加速度大小为 ） 得到 （公式 2 分，答案 1 分） 0.0322m 6.6 ~ 6.8V 1 U 1 R 1s 250m / sva t ∆= =∆ 2 2 625mmv ax x= → = 275m 1.1smx v t t= ⋅ → =匀 匀 匀 2100m / sF m a a− = ⋅ → = −阻 减 减 20 2 312.5mmv a x x− = → =减 减 减 A C AB 24m/s [ ] 2 1 1 1sin (1 cos ) cos 02 cmg L R mgL mvθ θ µ θ⋅ + − − ⋅ = − 10m / scv = （1 分） 方向竖直向下（1 分） （2）若传送带上全程加速： 故小滑块以传送带速度平抛（1 分） （1 分） （1 分） （3）小滑块第 1 次滑上传送带后以传送带速度 返回 点（1 分） 最终小滑块运动至 点时速度接近 0， 故研究第 1 次返回 点至最终状态 （2 分） （1 分） 21．（10 分） （1）安培力向右，根据左手定则可确定磁场方向—垂直纸面向内（2 分） （2）“粗棒”在 右侧的运动，用动量定理 （公式 2 分，答案 1 分） （3）完全非弹性碰撞 （1 分） （1 分） （1 分） （1 分） 2 cvF mg m R − =支 6NF F= =压 支 2 2 2m/smg ma aµ = → = 2 2 22 22m / s 4m / sD C Dv v aL v− = → = > 2 1 1sin (1 cos ) 0.3s2H L R gt tθ θ− ⋅ − − = → = 1 1.2mx v t= = 2.0m / s C B C 2 1 1(1 cos ) cos 0 0.5m2mgR mg s mv sθ µ θ− − − ⋅ = − → =传 1.5ms AB s= + =斜 NQ ( )0 0 0 2 2 0 2Δ 0 2 Δ 2 R R mvBLvB L t mv x v tR B LR +−∑ ⋅ = − → = ∑ ⋅ = + 0 02 2a amv mv v v= → = 02Δ Δa mvBiL t mv q i t BL ∑ ⋅ = → = ∑ ⋅ = 0 0 a RQ QR r = + 焦 21 2 a aqE mv Q kQ= + +焦 （1 分） 22．（10 分） （1）根据题意可知，粒子偏折 的时间为 ，故周期为 （1 分） 由图可知（轨迹对称），时间之和为半个周期 （1 分） （2） （1 分） （1 分） （1 分） 由图几何关系可知： 故： （1 分） （3） （1 分） 所以粒子乙的偏转距离大，不重叠的要求是乙的最小偏转距离大于甲的最大偏转距离偏转电场只会改 变粒子射入时平行屏方向的速度，对于粒子的偏转距离没有影响 因此： （以上两个结果，只要写出任意一个就给 1 分，总共 1 分） （1 分） 得 （1 分） 20 0 0 0 2 2( 1)a R mv EQ mvk R r BL  = − + +   90° 0t 04t 02t 0 0 2 4 2 m mT t BqB qt π π= = → = 2 0 0 1 2qU mv= 2 0 0 0 0 1 1 2 2v t qUqv m RR n m − → − 1 12 2 L Ld R R  − − +     2 2 0 00 0 1 2 2 2 8Δ 4 t qU qud R d m m t t π π= − = − − 2 0 0 1 2v mU mqv B m RR B q q = → = × ( )0 1max 2 Δ1 m U UR B q += ( )0 2min 3 Δ1 m U UR B q −= 2min 1max2 2R R L− > ( ) ( )0 0 0 4 3 Δ 2 Δt qL U U U Umπ  < − − + 