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2022舟山舟山中学高三下学期3月质量抽查物理试题含答案
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这是一份2022舟山舟山中学高三下学期3月质量抽查物理试题含答案，共27页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
浙江省舟山市舟山中学2021-2022学年度3月高三
物理质量抽查卷
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、选择题Ⅰ（本共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. 在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等描述运动的基本概念，创造了实验和逻辑推理结合的科学研究方法，是下列哪一位科学家（ ）
A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 笛卡尔 D. 牛顿
【答案】B
【解析】
【详解】在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等描述运动的基本概念，创造了实验和逻辑推理结合的科学研究方法，这位科学家是伽利略。
故选B。
2. 下列运动的物体（乒乓球、瓢虫、火车、运动员），在相应的研究问题中能被看作质点的是（ ）
A. 研究乒乓球的发球技术
B. 研究瓢虫的转身动作
C. 计算火车从杭州到北京的时间
D. 评判花样滑冰运动员的动作
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究乒乓球的发球技术时，乒乓球的大小不能忽略，不能看做质点，选项A错误；
B．研究瓢虫的转身动作时，瓢虫的大小不能忽略，不能看做质点，选项B错误；
C．计算火车从杭州到北京的时间时，火车的大小可忽略不计，可看做质点，选项C正确；
D．评判花样滑冰运动员的动作时，不能把运动员看做质点，否则就没动作可言了，选项D错误。
故选C。
3. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，a、b到O点的距离相等，c是位于连线中垂线上的某点。已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。则（ ）
A. a、b两点的磁感应强度相同
B. 连线中垂线上各处的磁感应强度方向均相同
C. 从O点沿直线至a点，磁感应强度一定不断增强
D. 从O点沿直线至c点，磁感应强度一定不断增强
【答案】C
【解析】
【详解】A．由安培定则可知，M处导线在a、b两点的磁感应强度均向下，N处导线在a、b两点的磁感应强度均向上，叠加后，由对称性可知，a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相反，A错误；
B．如图所示，在中垂线上方，磁感应强度方向水平向右，同理可知，在中垂线下方，磁感应强度方向水平向左，而中点O，磁感应强度为零，B错误；
C．从O点沿直线至a点，M处导线产生的向下的磁感应强度增强，而N处导线产生的向上的磁感应强度减弱，故合磁感应强度一定不断增强，C正确；
D．结合解析B中的图可知，从O点沿直线至c点，两分磁感应强度、减小，而夹角减小，如故磁感应强度不一定增强，D错误。
故选C。
4. 如图，将一重力不计的白纸夹在物理课本与水平桌面之间，先用水平拉力F将白纸从书本底下向右抽出（书本未从桌面滑落），已知课本重力为G，所有接触面间的摩擦因数均为，则在白纸被抽出过程中（ ）
A. 白纸对课本的摩擦力方向向左
B. 抽动瞬间，白纸受到的摩擦力为
C. 课本与白纸间的摩擦力大小始终等于
D. 瞬间拉力F越大，课本与白纸间的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．白纸相对课本向右运动，所以白纸受到的摩擦力向左，则白纸对课本的摩擦力方向向右，故A错误；
B．抽动瞬间，白纸上下两个面，分别受到向左的滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式可得
则白纸受到的摩擦力为
故B正确；
C．在开始一段时间内，课本与白纸之间的压力为G，此时的摩擦力为，当白纸滑过书本的中心线时，纸和课本之间的压力小于G，且随着纸的运动，压力逐渐减小，最后到零，滑动摩擦力也随之减小一直到零，故C错误；
D．滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和正压力有关，瞬间拉力F越大，白纸运动的越快，但白纸受到的正压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，蜡块在竖直玻璃管内的水中匀速上升，速度为v。若在蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，则蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（ ）
A 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向，合加速度方向水平向右，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，故B正确，ACD错误。
故选B。
6. 如图所示，在地球赤道上有一建筑物A，赤道所在的平面内有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，其周期为，与地球自转方向相同，已知地球的质量为，地球的自转周期，万有引力常量为，当在A的正上方计时开始，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星离地面的高度大于同步卫星离地面的高度
B. 卫星做匀速圆周运动的轨道半径
C. 至少经过时间，仍在A的正上方
D. 至少经过时间，A与相距最远
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．对卫星B，由引力作为向心力可得
解得
同理可得，同步卫星运行的轨道半径为
由于，故卫星离地面的高度小于同步卫星离地面的高度，AB错误；
C．设至少经过时间t，仍在A的正上方，满足
解得
C正确；
D．当B比A多转半圈时相距最远，满足
解得
D错误。
故选C。
7. 如图，站在电梯内的人质量为M，举起质量为m的木箱紧压在电梯的顶板上，当木箱和人共同以a的加速度随电梯加速上升时，测得木箱对顶板的压力为F。下列说法正确的是（ ）
A. 人对电梯底板压力大小为 B. 人对电梯底板的压力大小为
C. 人对木箱的推力大小为 D. 人对木箱的推力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设电梯底板对人的支持力大小为N，则根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知人对电梯底板的压力大小为
故A错误，B正确；
CD．设人对木箱的推力小为T，则根据牛顿第二定律有
解得
故CD错误。
故选B。
8. 如图所示，虚线、、、表示匀强电场中的4个等势面，两个带电粒子、（不计重力）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中和所示。已知带正电，则下列说法中正确的是（）
A. 等势面的电势高于的电势
B. 等势面位置的场强大于位置的场强
C. 带电粒子的动能减小，电势能增大
D. 带电粒子的动能增大，电势能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线和等势线垂直，所以电场沿水平方向，从正电荷M的轨迹MPN可知，电场力水平向右，故电场的方向水平向右，沿电场方向电势降低，故等势面的电势低于的电势，故A错误；
B．在匀强电场中，电场强度处处相等，故B错误；
CD．N电荷受电场力方向指向其轨迹内侧，故受电场力水平向左，电场力对带电粒子M，N均做正功，它们的动能均增大，电势能均减小；故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端与一弹簧连接，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（弹簧始终在弹性限度内）（ ）
A. 弹簧的弹性势能先减小后增大 B. 弹簧的弹性势能先增大后减小
C. 弹簧的弹性势能逐渐减小 D. 弹簧的弹性势能逐渐增大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去F后，物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大，BCD错误，A正确。
故选A。
10. 如图所示，“L”形杆倒置，横杆端固定有定滑轮，竖直杆光滑且粗细均匀，绕过定滑轮的细线两端分别连接着小球B及套在竖直杆上的滑块A，让整个装置绕竖直杆的轴以一定的角速度匀速转动，稳定时，滑轮两边的线长相等且两边的线与竖直方向的夹角均为37。已知细线总长为l，滑块的质量为M，小球的质量为m，不计滑块和球的大小，sin37=0.6，cos37=0.8。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设细线的拉力为T，则
因此
AB错误；
CD．由题知，小球做圆周运动的半径为，则有
解得
D错误，C正确。
故选C。
11. 在做测定玻璃折射率的实验时，某同学发现实验室有一块半圆形的玻璃砖，他用一束自然红光沿平行于直径AB方向，从AB的上方照射该玻璃砖，调整入射点的位置，当光从C点入射，可使折射光线恰好打在B点，此时入射点到直径AB的距离刚好等于玻璃砖半径的一半，则（ ）
A. 玻璃的折射率为2cos15°
B. 从C点反射的光线仍然为自然光
C. 换用绿光从C点入射，其折射光线可能打在E点
D. 改变光线的入射位置和颜色，折射光线可能过O点
【答案】A
【解析】
【详解】A．C点到直径的距离刚好等于玻璃砖半径的一半，由几何关系可知，∠COA=30°，则入射角为30°，折射角为15°，折射率为
故A正确；
B．自然光被玻璃反射后，反射光是偏振光，故B错误；
C．绿光折射率大于红光，换用绿光从C点入射，折射光线打在OB上，不可能在E点，故C错误；
D．折射光线过O点时，折射角为0；沿平行于直径方向，从的上方照射该玻璃砖，入射角不为0，折射光线不可能过O点，故D错误。
故选A
12. 弹跳能力是职业篮球运动员重要身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设脚掌对地面的弹力大小为N，根据对称性以及力的合成与分解可得
①
N在竖直方向的分量为
②
联立①②解得
③
根据牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力大小为，故选A。
13. 如图所示，某一匀强磁场磁感应强度为B，方向沿z轴正向，其中AB=a，BE=b，EF=c，∠CDF=30°，下列说法正确的是：（ ）
A. 穿过ABCD面和穿过ADFE面的磁通量都为Bac
B. 穿过BCFE面的磁通量为0
C. 若将ADFE面绕AD边顺时针转过150°角时，其磁通量变化量大小为Bbc
D. 若将BCFE面绕BC边转过180°角时，其磁通量变化量大小为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．磁场方向与ABCD面平行，则穿过ABCD面的磁通量为0，根据
可得，穿过ADFE面的磁通量都为Bbc，所以A错误；
B．根据
可知，穿过BCFE面的磁通量为Bbc，所以B错误；
C．若将ADFE面绕AD边顺时针转过150°角时，其磁通量为0，则磁通量的变化量大小为
所以C正确；
D．若将BCFE面绕BC边转过180°角时，其磁通量为
则磁通量的变化量大小为
所以D错误；
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共3小題，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. 如图是不同原子核的比结合能与其质量数的关系图。已知太阳中主要发生的核聚变反应方程为：。下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应发生时，必须克服两原子核之间的核力
B. 太阳每进行一次核聚变反应亏损质量17.6Mev/c2
C. 利用图中数据可以估算出的比结合能约为2.8Mev
D. 利用图中规律可知核比核更稳定
【答案】BC
【解析】
【详解】A．轻核聚变反应，必须克服两原子核之间的库仑斥力，故A错误；
B．根据质能方程
故B正确；
C．图中给了与的比结合能，设的比结合能为E，
聚变反应前氘核和氚核的总结合能
E1＝（1.09×2＋E×3）MeV
反应后生成的氦核的结合能
E2＝7.03×4MeV＝28.12MeV
由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量为
ΔE＝E2－E1＝17.6MeV
解得
故C正确；
D．由图可得，中等大小的核的比结合能最大，也越稳定，故D错误。
故选BC。
15. 在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为的纯油酸用酒精稀释，配成体积为的油酸酒精溶液.现将体积为的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该实验中假设形成油膜的油酸分子是按照单分子层排列的
B. 在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
C. 由题目中数据可知油酸分子的直径为
D. 这一滴油酸酒精溶液中所含的油酸分子数为
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的，A项正确；
B．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，B项错误；
C．体积为的纯油酸用酒精稀释，配成体积为的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径
C项正确；
D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
D项正确。
故选ACD.
16. 理想变压器原、副线圈所接的电路如图甲所示，原、副线圈的匝数比为，其中定值电阻，两电表为理想交流电表，原线圈两端接有如图乙所示的交流电。当原线圈的瞬时电压为。断开，电源消耗的电功率为，闭合，电源消耗的电功率为。
则下列说法正确的是（ ）
A. 闭合、断开，电压表的示数为
B. 闭合，电流表的示数为
C. 断开，电流表的示数为
D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图乙可得，周期，故可得
故交流电的表达式为
当时，原线圈的瞬时电压为
解得
原线圈电压有效值为
原、副线圈的匝数比为，根据
可得副线圈电压
当闭合、断开，电压表测量副线圈电压，故电压表的示数为，故A正确；
B．闭合，电流表的示数为
根据
可得
电流表的示数为0.16A，故B错误；
C．断开、,，副线圈总电阻为
副线圈电流为
根据
可得原线圈电流
电流表的示数为0.04A，故C正确；
D．根据公式
由C选项可得
所以
故D正确。
故选ACD。
第II卷（非选择题）
17. 某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图1所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮，与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动，滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹，细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行，且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，试完成下列问题：
（1）实验时，一定要进行的操作是______；
A．将长木板右端垫高以平衡摩擦力
B．使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
C．将打点计时器接交流电源
D．用天平测沙和沙桶的总质量
（2）实验获得的纸带如图2所示，相邻两个计数点之间的还有四个计时点未画出，打点计时器所接交流电的频率为f，则滑块加速度的表达式为______；
（3）若力传感器示数为F，滑块的质量为m，重力加速度为g，用a表示滑块的加速度，则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为______；
（4）若s1＝1.60cm，s2＝2.09cm，s3＝2.60cm，s4＝3.12cm，s5＝3.60cm，s6＝4.08cm，f＝50Hz，F＝0.14N，m＝0.1kg，g＝9.8m/s2，则摩擦因数大小为______。（保留两位有效数字）
【答案】 ①. C ②. ③. ④. 0.23
【解析】
【详解】（1）[1]A．测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，不需要将长木板右端垫高以平衡摩擦力，故A错误；
B．绳子的拉力可以通过力传感器得出，不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量，故B错误；
C．打点计时器应接交流电源，故C正确；
D．拉力的大小可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测沙和沙桶的总质量，故D错误。
（2）[2]用逐差法求滑块加速度
又
即
联立解得
（3）[3]根据牛顿第二定律得
解得
（4）[4]代入数据，得滑块加速度为
则摩擦因数大小为
18. 某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中：
（1）利用米尺测量出金属丝接入电路的长度L，利用螺旋测微器测量金属丝的直径为d。直径读数如图为______。
（2）估算被测电阻丝的阻值约，已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为，电流表内阻约，电压表内阻约。为使金属丝两端电压调节范围更大，并使测量结果尽量准确，应选用下图所示的______（填电路图旁的字母代号）为本次实验的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏______（填“大”或“小”）。此时测得电流为I、电压为U。
A．B．C． D．
（3）本实验中金属丝的电阻率为______（用（1）、（2）中给出的字母表示）。
【答案】 ①. ②. A ③. 小 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知，直径读数为
(2)[2]为使金属丝两端电压调节范围更大，电路选着分压式；由于被测电阻较小，电流表采用外接法。故选A。
[3]由于电流表采用外接法，因此电阻测量值比真实值小。
(3)[4]由电阻定律得
又
，
联立解得
19. 如图所示，一个人用与水平方向成θ＝37°角的斜向下的推力F＝200N推一个质量为m＝20kg的箱子，箱子做向右的匀速直线运动。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求
（1）地面对物体的支持力的大小；
（2）箱子与地面间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）320N；（2）0.5
【解析】
【详解】（1）选箱子为研究对象，受到重力、支持力、推力和摩擦力，其受力如图所示
竖直方向有
解得
（2）根据受力分析，可得水平方向有
又
解得
20. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称，如图，汽车以20m/s 的速度行驶，如果人工收费通道， 需要在收费站中心线处减速至0 ，经过20s 缴费后，再加速至 20m/s行驶。如果过ETC 通道，需要在中心 线前方10m 处减速至5m/s ，匀速到达中心线后，再加速至20m/s 行驶；设汽车加速和减速的加速度大小 均为 1m/s2，则：
（1）若通过收费站的汽车质量为5kg ，加速或减速时受到的阻力为车重的 0.05倍， g取10m/s2， 则加速时需要发动机提供多大的牵引力？减速时的制动力多大？
（2）汽车通过 ETC通道，因缴费延误多少时间？
（3）汽车通过 ETC通道比通过人工收费通道节约多少时间？
【答案】（1）7500N，2500N；（2）12.75s；（3）27.25s
【解析】
【详解】（1） 由题意汽车受到的阻力为
根据牛顿第二定律，当汽车加速运动时，有
代入数据解得
当汽车减速运动时，有
代入数据解得
=2500N
（2）过人工通道时，设加速时间为 ，减速时间为 ，由于加速减速过程中加速度大小相等，根据对称性可知
匀减速和匀加速的位移为
则通过人工通道的总时间为
通过人工通道的总路程为
通过ETC 通道时，加速和减速也具有对称性，设加速时间 ，减速时间为 ，则有
匀速行驶的时间为 ，则有
设加速距离为 、减速距离为 ，则有
所以通过ETC 通道的总时间为
过 ETC通道时的总路程为
所以：汽车通过ETC 通道，因缴费延误的时间为
（3） 汽车通过 ETC通道比通过人工收费通道节约的时间为
21. 如图所示，足够长的固定平行金属导轨MN、PQ间距L＝1m，底端接有阻值R＝1Ω的电阻，导轨倾角θ＝37°。一质量m＝1kg的金属棒通过跨过轻质定滑轮的绝缘细线与质量M＝1kg的重锤相连，左端细线连接金属棒中点且与导轨平行，不计一切摩擦。金属棒电阻r＝2Ω（其他电阻均不计），金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小B＝2T，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6。一开始将金属棒置于斜面底端，将重锤由静止释放，当重锤下降高度为h=4.5m时速度达到最大，求：
（1）金属棒的最大速度v；
（2）重锤由静止到最大速度这个过程中，电阻R产生的焦耳热Q；
（3）金属棒达到最大速度后，磁感应强度发生变化使回路中不产生感应电流，则磁感应度随时间怎样变化。
【答案】（1）3m/s；（2）3J；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒达到最大速度时沿导轨方向受力平衡，有
其中安培力
由闭合电路欧姆定律知
感应电动势为
联立求解得
v=3m/s
（2）由能量守恒得
电阻R产生的焦耳热Q为
联立解得
Q=3J
（3）金属棒刚达到最大速度时，闭合回路的磁通量为
设t时间后回路的磁通量为，则
其中
由于回路中不产生感应电流，则回路磁通量不发生变化，有
联立求得
22. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C，现有质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上A点处，A、B两点距离x=1.0m，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5 C，取g=10m/s2，求：
（1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小；
（2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；
（3）A、C两点之间的电势差和A到C过程中摩擦热；
（4）若圆弧轨道是光滑的，求带电体到达最高点的速度为多少？（可以用根号表示）
【答案】（1）8m/s2，4m/s；（2）5N；（3）1.4×104V，0.72J；（4）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律可得带电体在水平轨道上运动的加速度大小为
根据运动学规律可得带电体运动到B端时的速度的大小为
（2）设带电体运动到圆弧形轨道的B端时受到圆弧轨道的支持力大小为FN，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小为
（3）A、C两点之间的电势差为
根据能量守恒定律可得A到C过程中的摩擦热为
（4）若圆弧轨道是光滑的，设带电体到达C点时的速度大小为vC，根据动能定理有
带电体离开C点后在竖直方向做竖直上抛运动，上升到最高点所用时间为
带电体离开C点后在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，带电体到达最高点的速度大小为
联立解得
浙江省舟山市舟山中学2021-2022学年度3月高三
物理质量抽查卷
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、选择题Ⅰ（本共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. 在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等描述运动的基本概念，创造了实验和逻辑推理结合的科学研究方法，是下列哪一位科学家（ ）
A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 笛卡尔 D. 牛顿
【答案】B
【解析】
【详解】在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等描述运动的基本概念，创造了实验和逻辑推理结合的科学研究方法，这位科学家是伽利略。
故选B。
2. 下列运动的物体（乒乓球、瓢虫、火车、运动员），在相应的研究问题中能被看作质点的是（ ）
A. 研究乒乓球的发球技术
B. 研究瓢虫的转身动作
C. 计算火车从杭州到北京的时间
D. 评判花样滑冰运动员的动作
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究乒乓球的发球技术时，乒乓球的大小不能忽略，不能看做质点，选项A错误；
B．研究瓢虫的转身动作时，瓢虫的大小不能忽略，不能看做质点，选项B错误；
C．计算火车从杭州到北京的时间时，火车的大小可忽略不计，可看做质点，选项C正确；
D．评判花样滑冰运动员的动作时，不能把运动员看做质点，否则就没动作可言了，选项D错误。
故选C。
3. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，a、b到O点的距离相等，c是位于连线中垂线上的某点。已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。则（ ）
A. a、b两点的磁感应强度相同
B. 连线中垂线上各处的磁感应强度方向均相同
C. 从O点沿直线至a点，磁感应强度一定不断增强
D. 从O点沿直线至c点，磁感应强度一定不断增强
【答案】C
【解析】
【详解】A．由安培定则可知，M处导线在a、b两点的磁感应强度均向下，N处导线在a、b两点的磁感应强度均向上，叠加后，由对称性可知，a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相反，A错误；
B．如图所示，在中垂线上方，磁感应强度方向水平向右，同理可知，在中垂线下方，磁感应强度方向水平向左，而中点O，磁感应强度为零，B错误；
C．从O点沿直线至a点，M处导线产生的向下的磁感应强度增强，而N处导线产生的向上的磁感应强度减弱，故合磁感应强度一定不断增强，C正确；
D．结合解析B中的图可知，从O点沿直线至c点，两分磁感应强度、减小，而夹角减小，如故磁感应强度不一定增强，D错误。
故选C。
4. 如图，将一重力不计的白纸夹在物理课本与水平桌面之间，先用水平拉力F将白纸从书本底下向右抽出（书本未从桌面滑落），已知课本重力为G，所有接触面间的摩擦因数均为，则在白纸被抽出过程中（ ）
A. 白纸对课本的摩擦力方向向左
B. 抽动瞬间，白纸受到的摩擦力为
C. 课本与白纸间的摩擦力大小始终等于
D. 瞬间拉力F越大，课本与白纸间的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．白纸相对课本向右运动，所以白纸受到的摩擦力向左，则白纸对课本的摩擦力方向向右，故A错误；
B．抽动瞬间，白纸上下两个面，分别受到向左的滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式可得
则白纸受到的摩擦力为
故B正确；
C．在开始一段时间内，课本与白纸之间的压力为G，此时的摩擦力为，当白纸滑过书本的中心线时，纸和课本之间的压力小于G，且随着纸的运动，压力逐渐减小，最后到零，滑动摩擦力也随之减小一直到零，故C错误；
D．滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和正压力有关，瞬间拉力F越大，白纸运动的越快，但白纸受到的正压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，蜡块在竖直玻璃管内的水中匀速上升，速度为v。若在蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，则蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（ ）
A 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向，合加速度方向水平向右，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，故B正确，ACD错误。
故选B。
6. 如图所示，在地球赤道上有一建筑物A，赤道所在的平面内有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，其周期为，与地球自转方向相同，已知地球的质量为，地球的自转周期，万有引力常量为，当在A的正上方计时开始，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星离地面的高度大于同步卫星离地面的高度
B. 卫星做匀速圆周运动的轨道半径
C. 至少经过时间，仍在A的正上方
D. 至少经过时间，A与相距最远
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．对卫星B，由引力作为向心力可得
解得
同理可得，同步卫星运行的轨道半径为
由于，故卫星离地面的高度小于同步卫星离地面的高度，AB错误；
C．设至少经过时间t，仍在A的正上方，满足
解得
C正确；
D．当B比A多转半圈时相距最远，满足
解得
D错误。
故选C。
7. 如图，站在电梯内的人质量为M，举起质量为m的木箱紧压在电梯的顶板上，当木箱和人共同以a的加速度随电梯加速上升时，测得木箱对顶板的压力为F。下列说法正确的是（ ）
A. 人对电梯底板压力大小为 B. 人对电梯底板的压力大小为
C. 人对木箱的推力大小为 D. 人对木箱的推力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设电梯底板对人的支持力大小为N，则根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知人对电梯底板的压力大小为
故A错误，B正确；
CD．设人对木箱的推力小为T，则根据牛顿第二定律有
解得
故CD错误。
故选B。
8. 如图所示，虚线、、、表示匀强电场中的4个等势面，两个带电粒子、（不计重力）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中和所示。已知带正电，则下列说法中正确的是（）
A. 等势面的电势高于的电势
B. 等势面位置的场强大于位置的场强
C. 带电粒子的动能减小，电势能增大
D. 带电粒子的动能增大，电势能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线和等势线垂直，所以电场沿水平方向，从正电荷M的轨迹MPN可知，电场力水平向右，故电场的方向水平向右，沿电场方向电势降低，故等势面的电势低于的电势，故A错误；
B．在匀强电场中，电场强度处处相等，故B错误；
CD．N电荷受电场力方向指向其轨迹内侧，故受电场力水平向左，电场力对带电粒子M，N均做正功，它们的动能均增大，电势能均减小；故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端与一弹簧连接，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（弹簧始终在弹性限度内）（ ）
A. 弹簧的弹性势能先减小后增大 B. 弹簧的弹性势能先增大后减小
C. 弹簧的弹性势能逐渐减小 D. 弹簧的弹性势能逐渐增大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去F后，物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大，BCD错误，A正确。
故选A。
10. 如图所示，“L”形杆倒置，横杆端固定有定滑轮，竖直杆光滑且粗细均匀，绕过定滑轮的细线两端分别连接着小球B及套在竖直杆上的滑块A，让整个装置绕竖直杆的轴以一定的角速度匀速转动，稳定时，滑轮两边的线长相等且两边的线与竖直方向的夹角均为37。已知细线总长为l，滑块的质量为M，小球的质量为m，不计滑块和球的大小，sin37=0.6，cos37=0.8。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设细线的拉力为T，则
因此
AB错误；
CD．由题知，小球做圆周运动的半径为，则有
解得
D错误，C正确。
故选C。
11. 在做测定玻璃折射率的实验时，某同学发现实验室有一块半圆形的玻璃砖，他用一束自然红光沿平行于直径AB方向，从AB的上方照射该玻璃砖，调整入射点的位置，当光从C点入射，可使折射光线恰好打在B点，此时入射点到直径AB的距离刚好等于玻璃砖半径的一半，则（ ）
A. 玻璃的折射率为2cos15°
B. 从C点反射的光线仍然为自然光
C. 换用绿光从C点入射，其折射光线可能打在E点
D. 改变光线的入射位置和颜色，折射光线可能过O点
【答案】A
【解析】
【详解】A．C点到直径的距离刚好等于玻璃砖半径的一半，由几何关系可知，∠COA=30°，则入射角为30°，折射角为15°，折射率为
故A正确；
B．自然光被玻璃反射后，反射光是偏振光，故B错误；
C．绿光折射率大于红光，换用绿光从C点入射，折射光线打在OB上，不可能在E点，故C错误；
D．折射光线过O点时，折射角为0；沿平行于直径方向，从的上方照射该玻璃砖，入射角不为0，折射光线不可能过O点，故D错误。
故选A
12. 弹跳能力是职业篮球运动员重要身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设脚掌对地面的弹力大小为N，根据对称性以及力的合成与分解可得
①
N在竖直方向的分量为
②
联立①②解得
③
根据牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力大小为，故选A。
13. 如图所示，某一匀强磁场磁感应强度为B，方向沿z轴正向，其中AB=a，BE=b，EF=c，∠CDF=30°，下列说法正确的是：（ ）
A. 穿过ABCD面和穿过ADFE面的磁通量都为Bac
B. 穿过BCFE面的磁通量为0
C. 若将ADFE面绕AD边顺时针转过150°角时，其磁通量变化量大小为Bbc
D. 若将BCFE面绕BC边转过180°角时，其磁通量变化量大小为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．磁场方向与ABCD面平行，则穿过ABCD面的磁通量为0，根据
可得，穿过ADFE面的磁通量都为Bbc，所以A错误；
B．根据
可知，穿过BCFE面的磁通量为Bbc，所以B错误；
C．若将ADFE面绕AD边顺时针转过150°角时，其磁通量为0，则磁通量的变化量大小为
所以C正确；
D．若将BCFE面绕BC边转过180°角时，其磁通量为
则磁通量的变化量大小为
所以D错误；
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共3小題，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. 如图是不同原子核的比结合能与其质量数的关系图。已知太阳中主要发生的核聚变反应方程为：。下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应发生时，必须克服两原子核之间的核力
B. 太阳每进行一次核聚变反应亏损质量17.6Mev/c2
C. 利用图中数据可以估算出的比结合能约为2.8Mev
D. 利用图中规律可知核比核更稳定
【答案】BC
【解析】
【详解】A．轻核聚变反应，必须克服两原子核之间的库仑斥力，故A错误；
B．根据质能方程
故B正确；
C．图中给了与的比结合能，设的比结合能为E，
聚变反应前氘核和氚核的总结合能
E1＝（1.09×2＋E×3）MeV
反应后生成的氦核的结合能
E2＝7.03×4MeV＝28.12MeV
由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量为
ΔE＝E2－E1＝17.6MeV
解得
故C正确；
D．由图可得，中等大小的核的比结合能最大，也越稳定，故D错误。
故选BC。
15. 在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为的纯油酸用酒精稀释，配成体积为的油酸酒精溶液.现将体积为的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该实验中假设形成油膜的油酸分子是按照单分子层排列的
B. 在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
C. 由题目中数据可知油酸分子的直径为
D. 这一滴油酸酒精溶液中所含的油酸分子数为
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的，A项正确；
B．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，B项错误；
C．体积为的纯油酸用酒精稀释，配成体积为的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径
C项正确；
D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
D项正确。
故选ACD.
16. 理想变压器原、副线圈所接的电路如图甲所示，原、副线圈的匝数比为，其中定值电阻，两电表为理想交流电表，原线圈两端接有如图乙所示的交流电。当原线圈的瞬时电压为。断开，电源消耗的电功率为，闭合，电源消耗的电功率为。
则下列说法正确的是（ ）
A. 闭合、断开，电压表的示数为
B. 闭合，电流表的示数为
C. 断开，电流表的示数为
D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图乙可得，周期，故可得
故交流电的表达式为
当时，原线圈的瞬时电压为
解得
原线圈电压有效值为
原、副线圈的匝数比为，根据
可得副线圈电压
当闭合、断开，电压表测量副线圈电压，故电压表的示数为，故A正确；
B．闭合，电流表的示数为
根据
可得
电流表的示数为0.16A，故B错误；
C．断开、,，副线圈总电阻为
副线圈电流为
根据
可得原线圈电流
电流表的示数为0.04A，故C正确；
D．根据公式
由C选项可得
所以
故D正确。
故选ACD。
第II卷（非选择题）
17. 某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图1所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮，与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动，滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹，细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行，且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，试完成下列问题：
（1）实验时，一定要进行的操作是______；
A．将长木板右端垫高以平衡摩擦力
B．使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
C．将打点计时器接交流电源
D．用天平测沙和沙桶的总质量
（2）实验获得的纸带如图2所示，相邻两个计数点之间的还有四个计时点未画出，打点计时器所接交流电的频率为f，则滑块加速度的表达式为______；
（3）若力传感器示数为F，滑块的质量为m，重力加速度为g，用a表示滑块的加速度，则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为______；
（4）若s1＝1.60cm，s2＝2.09cm，s3＝2.60cm，s4＝3.12cm，s5＝3.60cm，s6＝4.08cm，f＝50Hz，F＝0.14N，m＝0.1kg，g＝9.8m/s2，则摩擦因数大小为______。（保留两位有效数字）
【答案】 ①. C ②. ③. ④. 0.23
【解析】
【详解】（1）[1]A．测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，不需要将长木板右端垫高以平衡摩擦力，故A错误；
B．绳子的拉力可以通过力传感器得出，不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量，故B错误；
C．打点计时器应接交流电源，故C正确；
D．拉力的大小可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测沙和沙桶的总质量，故D错误。
（2）[2]用逐差法求滑块加速度
又
即
联立解得
（3）[3]根据牛顿第二定律得
解得
（4）[4]代入数据，得滑块加速度为
则摩擦因数大小为
18. 某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中：
（1）利用米尺测量出金属丝接入电路的长度L，利用螺旋测微器测量金属丝的直径为d。直径读数如图为______。
（2）估算被测电阻丝的阻值约，已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为，电流表内阻约，电压表内阻约。为使金属丝两端电压调节范围更大，并使测量结果尽量准确，应选用下图所示的______（填电路图旁的字母代号）为本次实验的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏______（填“大”或“小”）。此时测得电流为I、电压为U。
A．B．C． D．
（3）本实验中金属丝的电阻率为______（用（1）、（2）中给出的字母表示）。
【答案】 ①. ②. A ③. 小 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知，直径读数为
(2)[2]为使金属丝两端电压调节范围更大，电路选着分压式；由于被测电阻较小，电流表采用外接法。故选A。
[3]由于电流表采用外接法，因此电阻测量值比真实值小。
(3)[4]由电阻定律得
又
，
联立解得
19. 如图所示，一个人用与水平方向成θ＝37°角的斜向下的推力F＝200N推一个质量为m＝20kg的箱子，箱子做向右的匀速直线运动。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求
（1）地面对物体的支持力的大小；
（2）箱子与地面间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）320N；（2）0.5
【解析】
【详解】（1）选箱子为研究对象，受到重力、支持力、推力和摩擦力，其受力如图所示
竖直方向有
解得
（2）根据受力分析，可得水平方向有
又
解得
20. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称，如图，汽车以20m/s 的速度行驶，如果人工收费通道， 需要在收费站中心线处减速至0 ，经过20s 缴费后，再加速至 20m/s行驶。如果过ETC 通道，需要在中心 线前方10m 处减速至5m/s ，匀速到达中心线后，再加速至20m/s 行驶；设汽车加速和减速的加速度大小 均为 1m/s2，则：
（1）若通过收费站的汽车质量为5kg ，加速或减速时受到的阻力为车重的 0.05倍， g取10m/s2， 则加速时需要发动机提供多大的牵引力？减速时的制动力多大？
（2）汽车通过 ETC通道，因缴费延误多少时间？
（3）汽车通过 ETC通道比通过人工收费通道节约多少时间？
【答案】（1）7500N，2500N；（2）12.75s；（3）27.25s
【解析】
【详解】（1） 由题意汽车受到的阻力为
根据牛顿第二定律，当汽车加速运动时，有
代入数据解得
当汽车减速运动时，有
代入数据解得
=2500N
（2）过人工通道时，设加速时间为 ，减速时间为 ，由于加速减速过程中加速度大小相等，根据对称性可知
匀减速和匀加速的位移为
则通过人工通道的总时间为
通过人工通道的总路程为
通过ETC 通道时，加速和减速也具有对称性，设加速时间 ，减速时间为 ，则有
匀速行驶的时间为 ，则有
设加速距离为 、减速距离为 ，则有
所以通过ETC 通道的总时间为
过 ETC通道时的总路程为
所以：汽车通过ETC 通道，因缴费延误的时间为
（3） 汽车通过 ETC通道比通过人工收费通道节约的时间为
21. 如图所示，足够长的固定平行金属导轨MN、PQ间距L＝1m，底端接有阻值R＝1Ω的电阻，导轨倾角θ＝37°。一质量m＝1kg的金属棒通过跨过轻质定滑轮的绝缘细线与质量M＝1kg的重锤相连，左端细线连接金属棒中点且与导轨平行，不计一切摩擦。金属棒电阻r＝2Ω（其他电阻均不计），金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小B＝2T，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6。一开始将金属棒置于斜面底端，将重锤由静止释放，当重锤下降高度为h=4.5m时速度达到最大，求：
（1）金属棒的最大速度v；
（2）重锤由静止到最大速度这个过程中，电阻R产生的焦耳热Q；
（3）金属棒达到最大速度后，磁感应强度发生变化使回路中不产生感应电流，则磁感应度随时间怎样变化。
【答案】（1）3m/s；（2）3J；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒达到最大速度时沿导轨方向受力平衡，有
其中安培力
由闭合电路欧姆定律知
感应电动势为
联立求解得
v=3m/s
（2）由能量守恒得
电阻R产生的焦耳热Q为
联立解得
Q=3J
（3）金属棒刚达到最大速度时，闭合回路的磁通量为
设t时间后回路的磁通量为，则
其中
由于回路中不产生感应电流，则回路磁通量不发生变化，有
联立求得
22. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C，现有质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上A点处，A、B两点距离x=1.0m，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5 C，取g=10m/s2，求：
（1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小；
（2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；
（3）A、C两点之间的电势差和A到C过程中摩擦热；
（4）若圆弧轨道是光滑的，求带电体到达最高点的速度为多少？（可以用根号表示）
【答案】（1）8m/s2，4m/s；（2）5N；（3）1.4×104V，0.72J；（4）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律可得带电体在水平轨道上运动的加速度大小为
根据运动学规律可得带电体运动到B端时的速度的大小为
（2）设带电体运动到圆弧形轨道的B端时受到圆弧轨道的支持力大小为FN，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小为
（3）A、C两点之间的电势差为
根据能量守恒定律可得A到C过程中的摩擦热为
（4）若圆弧轨道是光滑的，设带电体到达C点时的速度大小为vC，根据动能定理有
带电体离开C点后在竖直方向做竖直上抛运动，上升到最高点所用时间为
带电体离开C点后在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，带电体到达最高点的速度大小为
联立解得
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