浙江省Z20名校联盟2022届高三物理下学期第三次联考试题（Word版附解析）

Z20名校联盟（浙江省名校新高考研究联盟）2022届第三次联考

物理试题卷

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个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. 磁感应强度单位表示正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据

可知磁感应强度单位为，故A正确，BCD错误。

故选A。

2. 北京冬季奥运会于2月20日圆满闭幕，下列关于冬奥会比赛项目说法正确的是（　　）

A. 研究花样滑冰运动员转体动作时，运动员可视为质点

B. 冰壶运动员在冰壶前用力擦冰，能使冰壶较快停下

C. 10公里越野滑雪比赛中研究运动员成绩时，运动员大小可以忽略

D. 短道速滑运动员过弯道做匀速圆周运动时，运动员速度保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．研究花样滑冰运动员转体动作时，不能忽略运动员大小、形状，运动员不可视为质点，故A错误；

B．冰壶运动员在冰壶前用力擦冰，减小摩擦力，能使冰壶运动更长时间，故B错误；

C．10公里越野滑雪比赛中研究运动员成绩时，运动员大小可以忽略，故C正确；

D．短道速滑运动员过弯道做匀速圆周运动时，运动员速度方向始终在变，故D错误。

故选C。

3. 图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中错误的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．因为电容与两极板电量无关，与两极板的电压无关，所以，，图像均为一条平行横轴的直线，故A错误，BD正确；

C．根据，电容不变，Q与U成正比，故C正确。

由于本题选择错误的，故选A。

4. 两同学在冰面上拔河，分界线处于绳子中点正下方，若绳子质量不计，冰面阻力可以忽略，则拔河取胜的关键因素是（　　）

A. 同学的拔河姿势 B. 同学的质量大小 C. 同学的收绳速度 D. 同学对绳子的拉力大小

【答案】B

【解析】

【详解】同一根绳子上的拉力大相等，所以绳子对甲和乙的拉力大小相等，拔河取胜的关键因素是同学的质量，相同作用力时，质量较大则加速度较小，能赢得“拔河”比赛的胜利，故B正确，ACD错误。

故选B。

5. 如图所示，在名为“勇敢者”的课堂演示实验中，用不可伸长的轻长绳将一铁球悬挂在天花板上。一同学靠墙站立，双手拉球使其与鼻尖恰好接触，然后由静止释放铁球。若该同学保持图示姿势不变，则下列说法中正确的是（　　）

A. 铁球可能会撞击该静止不动的同学 B. 铁球运动到最低点时处于失重状态

C. 释放瞬间铁球的加速度水平向右 D. 释放瞬间长绳拉力小于铁球重力

【答案】D

【解析】

【详解】A．铁球释放后，由于空气阻力做负功，在空中摆动过程中机械能损失，所以再次摆到左边最高点的高度低于释放点的高度，所以肯定不会撞击到该同学，A错误；

B．铁球运动到最低时，合力向上，加速度向上，处于超重状态，B错误；

C．释放瞬间，铁球在长绳拉力和重力的共同作用下沿轨迹切线方向加速，加速度方向沿轨迹切线斜向下，C错误；

D．释放瞬间，铁球在沿长绳方向合力为零，长绳的拉力等于重力沿长绳方向的分力，所以长绳拉力小于铁球重力，D正确。

故选D。

6. 一光滑绝缘的正方体固定在水平面内。导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动，导体棒固定在正方体的下底面。开始时两棒相互垂直并静止，两棒中点连线在正方体的中轴线上。现对两棒同时通有图示（A到B、D到C）方向的电流。下列说法中正确的是（　　）

A. 通电后棒仍将保持静止 B. 通电后棒将要顺时针转动（俯视）

C. 通电后棒将要逆时针转动（俯视） D. 通电瞬间线段间存在磁感应强度为零的位置

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．从正视方向研究导体棒电流产生的磁场分布，如图所示

可知导体棒电流在端有垂直棒向上的分磁场，根据左手定则可知端受到垂直于纸面向外的安培力，端向外转动，导体棒电流在端有垂直棒向下的分磁场，根据左手定则可知端受到垂直于纸面向里的安培力，端向里转动，故俯视看导体棒将要顺时针转动，B正确，AC错误；

D．根据安培定则可知通电瞬间导体棒电流和导体棒电流在线段间产生的磁场方向相互垂直，故通电瞬间线段间不存在磁感应强度为零的位置，D错误；

故选B。

7. 我国元宵节素有猜灯谜的习俗。如图所示，用1、2、3、4四根轻质细绳悬挂三个质量相等的彩灯，其中最右端的绳子沿水平方向，绳1和绳3与竖直方向夹角分别为和。则下列说法中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D. 绳1拉力一定是绳3拉力的2倍

【答案】C

【解析】

【详解】以三个彩灯（含2、3两细绳）为一整体，由平衡条件可得

，

以3、4绳节点为研究对象，有

，

联立可解得

，

因和随mg的变化而变化，所以不一定等于2。故C正确，ABD错误。

故选C。

8. 卫星回收技术是航天技术中的重要组成部分，卫星A沿半径为19200的圆轨道绕地球运行，由于服役时间较长现对其进行回收，启动点火装置在极短时间内让卫星减速，然后沿着与地球表面相切的椭圆轨道运行，运行时仅受地球引力，已知地球半径为6400。则卫星A制动后回到地球近地点的最短时间约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据开普勒第三定律可知

其中在近地圆轨道上运动时

则卫星A制动后回到地球近地点的最短时间为

其中的r=19200km，R=6400km，g=9.8m/s2代入数据可知

故选B。

9. 如图所示，质量为m的木块A和质量为m的磁铁B同时从光滑的铝制斜面顶端静止释放，沿着直线下滑到斜面底端。则下列说法中正确的是（　　）

A. 木块A和磁铁B下滑都仅受重力和支持力 B. 木块A到达底端速度较小

C. 磁铁B到达底端用时较长 D. 两者到达斜面底端时动能相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．木块A下滑仅受重力和支持力，对于磁铁B根据楞次定律可知会受到阻碍相对运动的安培力，故A错误；

BC．根据A选项分析可知，A下滑加速度大，下滑位移相同，所以木块A到达底端速度较大，磁铁B到达底端用时较长，故B错误C正确；

D．因为两者到达底端速度不同，质量相同，所以两者到达斜面底端时动能不同，故D错误。

故选C。

10. 把一个不带电的金属球壳导体置于匀强电场中，达到稳定状态后球壳周围的电场线和等势线分布如图所示，其中a、d两点对称地分布在球壳两侧且连线过球心c，b点位于球壳上。下列说法中正确的是（　　）

A. 实线是等势线 B. b点电场强度比c点大

C. 感应电荷在c点产生的场强为零 D. a、b两点间的电势差值等于c、d两点间的电势差值

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，实线为电场线，故A错误；

B．金属球壳导体内部电场强度为零，故b点电场强度等于c点的电场强度，故B错误；

C．金属球壳导体内部的电场强度为零，则感应电荷在c点产生的场强与匀强电场的场强大小相等方向相反，故C错误；

D．属球壳导体内部的电场强度为零，结合可知a、b两点间的电势差值等于c、d两点间的电势差值，故D正确。

故选D。

11. 如图所示为一游戏弹射装置，足够长的竖直细杆上有一高度可调节的弹珠发射器P（可视为质点），细杆和有特定靶位、、、的足够长的斜面固定在同一水平底座上，细杆下端O与斜面底端重合，O、、、、相邻两点间距离均相等。设弹珠水平发射后垂直击中斜面上的靶位才算有效击中。先调节P的位置和水平发射速度最终以动能有效击中靶位，则在另一次游戏中弹珠有效击中靶位时的动能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】假设斜面倾角为，从发射器以初速度发射垂直击中斜面位置离底端的距离为，发射后的弹珠做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有

竖直方向做自由落体运动，设垂直击中斜面时的竖直分速度为，则有

又

联立解得

弹珠垂直击中斜面时的速度为

可得弹珠垂直击中斜面时的动能为

假设相邻靶位距离为，则弹珠有效击中靶位时的动能与弹珠有效击中靶位时的动能之比为

可得弹珠有效击中靶位时的动能为，A正确，BCD错误；

故选A。

12. 小型的射电望远镜相比于大口径的射电望远镜，有能够全方位转动的优点。设地球上有两台直径分别为、的小型射电望远镜A和B，两者能观测到天体需要收集的电磁波总功率的最小值相同。在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。现仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，望远镜A能够观测到此类天体数量为N，则望远镜B能够观测到此类天体的数量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率相同，则

在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。设能接收到的最小功率为，直径为望远镜和能观测到的最远距离分别为、，则

又

可得

故D正确，ABC错误。

故选D。

13. 如图所示，物理课本选修3-4放在水平桌面上。一横截面为等腰直角三角形玻璃棱镜放在书本上，书本与棱镜间有很薄的空气层。整个侧面上有一面光源，现只考虑面光源直接投射到棱镜底面上的光线，发现书本被此光线照亮部分面积与底面的面积之比为。则玻璃的折射率最接近（　　）

A. 1.5 B. 1.6 C. 1.7 D. 1.8

【答案】D

【解析】

【详解】由题意，光源射到三棱镜底面上的D点所在的平行于AA1的水平线为能射出底面的边缘临界光线，作出横截面光路图如图，设BD与底面法线夹角为θ，设AB边长为L，则AD长度为，由正弦定理可得

解得

θ即为光从棱镜到空气的临界角C，根据全反射规律

故选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4个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14. 下列说法中正确的是（　　）

A. 阴极射线和β射线产生的原理相同

B. 放射性元素发生衰变时蕴藏在核内的能量会释放出来

C. 激光具有高度的相干性所以可以被调制用来传递信息

D. 玻尔原子理论也能成功解释氦原子光谱的实验规律

【答案】BC

【解析】

【详解】A．阴极材料中的电子受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线；β射线是原子核发生β衰变时，核内的一个中子变为一个质子和一个电子，电子释放出来形成β射线，所以两种射线产生原理不同，A错误；

B．放射性元素发生衰变时发生质量亏损，蕴藏在核内的能量会释放出来，B正确；

C．激光具有高度的相干性所以可以被调制用来传递信息，C正确；

D．玻尔原子理论只能成功解释氢原子光谱的实验规律，不能成功解释氦原子光谱的实验规律，D错误。

故选BC。

15. 甲乙两列简谐横波沿同一弹性绳子相向传播，绳子的两个端点M、N为两个波源，已知M的波速，时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. 两列波叠加后能发生干涉现象

B. 波源M的起振方向沿y轴负方向

C. 时M、N之间有5个质点位移为

D. 时两波源间（不含波源）振动加强点有7个

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图知这两列波的波长之比为1：1，波速大小相等，由v=λf知它们的频率相等，所以能产生干涉现象，故A正确；

B．根据平移法可知，波源M的起振方向沿y轴正方向，故B错误；

C．时，波传播距离

波形图如下

所以有5个质点位移为，故C正确；

D．时，已经形成稳定干涉，根据题意可知，振动加强点坐标为（0,0）（，0）（，0）（，0），共7个点。故D正确。

故选ACD。

16. 如图所示，水平导体棒质量、长、电阻，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为、电阻不计。阻值的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒在外力F作用下以速率绕两圆环的中心轴匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）

A. 棒中的电流 B. 电压表的示数为

C. 从到的过程中通过R的电量为2C D. 从到的过程中外力F做功为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．导体棒在圆环最低点时，速度v垂直与磁感线，有效切割速度最大，电动势最大值为

感应电流最大，为

设经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为

此时导体棒有效切割速度为

在导体棒中电流随时间变化规律为

(A)

故A错误；

B．电压表示数为电阻R两端电压有效值，则

故B错误；

C．导体棒圆周运动的周期为

等于周期四分之一，则在0~时间内通过R的电量为

故C正确；

D．从到过程中外力F做功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的焦耳热之和，电流的有效值为

则焦耳热为

导体棒增加的重力势能为

则外力做功为

D正确。

故选CD。

非选择题部分

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17. 某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：

①用游标卡尺测量一块垫块厚度h，示数如图（b）所示，__________；

②接通气泵，将滑块轻放在阻力可以忽略的气垫导轨上，调节导轨至水平；

③在右支点下放入垫块（垫块均相同），改变气垫导轨的倾斜角度；

④在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数n和滑块对应的加速度a；

⑤加速度a与垫块个数n的关系正确的是（      ）

A. a正比与    B. a正比与n    C. a正比与

【答案】    ①.     ②. B

【解析】

【详解】①[1]游标卡尺读数为

10mm+0.1mm×2=10.2mm=1.02cm

⑤[2]设气垫导轨长度为L，因为很小，则有

滑块释放后向下加速运动，有牛顿第二定律

联立得

可见：加速度与n成正比，故选B。

18. 如图甲所示，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，轻推小车A使其沿调整好的倾斜木板做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50，纸带各计数点之间的距离用刻度尺测量并标在图乙上。已知小车A质量为0.4，小车B的质量为0.2。

①计算碰撞前小车A的速度应选图乙中的__________

A.段    B.段    C.段    D.段

②则碰撞前两车的总动量为__________；碰撞稳定后两车的总动量为__________。（结果均保留3位有效数字）

③仅将小车B撤去，利用剩余的仪器做适当调整__________（填“能”或“不能”）完成探究功与速度变化关系实验。

【答案】    ①. B    ②. 0.685    ③. 0.684    ④. 能

【解析】

【详解】①[1] 推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故选BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后以相同速度做匀速直线运动，故在相同时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。故选B。

②[2][3]打点计时器的频率为50Hz，每五个点选一个计数点，则相邻计数点的时间为

碰前小车A的速度为

故碰前两小车的总动量为

p=mAv1=0.4×1.712kg•m/s=0.685kg•m/s

碰后小车A、B的共同速度为

故碰后两小车的动量为

p'=（mA+mB）v2=（0.4+0.2）×1.140kg•m/s=0.684kg•m/s

③[4] 仅将小车B撤去，利用剩余的仪器做适当调整能完成探究功与速度变化关系实验。利用纸带可以测量速度，进而计算动能改变量，改变并调整倾角后，利用刻度尺测量距离就可以计算外力做功，通过做功和动能改变量的比较可以完成实验。

19. 某同学想制作一个简易多用电表。实验室中可供选择的器材有：

电流表：量程为200、内阻为500Ω

定值电阻：阻值为125Ω

定值电阻：阻值为2.9kΩ

滑动变阻器：最大阻值5kΩ

直流电源：电动势1.5V，内阻0.5Ω

红、黑表笔各一支，开关，单刀多向开关，导线若干

该同学打算用电流表作表头，利用所给器材，该同学设计了如图所示的多用电表内部电路，请回答下列问题：

（1）图中A端与___________（填“红”或“黑”）色表笔相连接；

（2）若测量电压，则其量程为___________V；

（3）欧姆挡刻度盘的倍率设为“×100”，中央刻度值应标注数字为__________；

（4）若欧姆表的刻度盘按题（3）标度，实际由于电池老化电动势下降为1.4V，欧姆表仍可调零，正确操作后测得某一电阻阻值为2kΩ，则待测电阻真实阻值__________2kΩ。（填“大于”，“等于”或“小于”）

【答案】    ①. 红    ②. 3    ③. 15    ④. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]多用电表电流方向统一为“红进黑出”，结合欧姆表内部电源的正负极可知，黑表笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与红表笔连接；

（2）[2]若测量电压，电流表应串联一个大电阻，开关S接3；电流G和改装成电流表量程为

内阻为

改装后电压表量程为

（3）[3]根据欧姆表原理，中值电阻等于欧姆表内阻，即

因设置倍率为“”，所以标注刻度值为15。

（4）[4]若欧姆表的刻度盘按题（3）标度，实际由于电池老化电动势下降为1.4V，欧姆表仍可调零，即电流计G满偏电流不变，欧姆表内阻变小，则中值电阻变小，相当于测量的倍率变小，则待测电阻真实阻值小于。

20. 如图所示，两平直的斜坡在O点平滑对接，左右两侧与水平面的坡度分别为37°和5°。一名质量的单板滑雪运动员（包括装备）在坡上进行训练，他从左侧斜坡上匀加速下滑至O点后滑上右侧斜坡，在段做匀减速运动，到B点速度刚好减为零。已知运动员在左侧斜坡上受到的阻力为重力的0.5倍，下滑经过A点时速度为18，段长为176m，从A点运动至B点用时28s。，，。求运动员

（1）经过O点时的速度大小；

（2）在段上通过的位移大小；

（3）在段上运动时所受的阻力大小。

【答案】（1）；（2）260m；（3）

【解析】

【详解】（1）运动员从A运动到O过程，由牛顿第二定律

由运动学规律

解得

（2）运动员从A运动到O的时间

则从O运动到B的时间

则从O运动到B的位移为

（3）从O运动到B的加速度

由牛顿第二定律

解得运动员在段上运动时所受的阻力大小为

21. 如图所示，水平传送带长，其左右两侧为与传送带紧邻的等高水平面。其中右侧粗糙水平面长。甲乙两物块（可视为质点）静止在紧靠B点右侧的水平面上，两物块间夹有一原长可以忽略的轻质弹簧，开始时弹簧处于压缩状态并锁定。在C点右侧有一半径且与平滑连接的光滑竖直半圆弧轨道，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会原速率反弹。已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为，物块乙与传送带右侧水平面间的动摩擦因数，传送带以顺时针传动，。

（1）若已知甲质量，某一时刻弹簧解除锁定，两物体弹开后甲刚好能从A点离开传送带，求传送带克服摩擦力做功；

（2）在第（1）问基础上，若两物体弹开后乙刚好可以到达F点，求弹簧的弹性势能；

（3）若甲、乙质量均为，在弹簧解除锁定并恢复至原长时立即取走甲物块，乙在以后的运动过程中既不脱离轨道也不从A点离开传送带，求弹簧的弹性势能的取值范围。

【答案】（1）；（2）16J；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）对物体甲根据动能定理

解得

传送带克服摩擦力做功

（2）对乙在F点

根据能量守恒

弹开过程动量守恒

（3）刚好到达C点

刚好到达E点

刚好到达最高点F

不会从A点离开，

乙在以后的运动过程中既不脱离轨道也不从A点离开传送带，求弹簧的弹性势能的取值范围为

，或

22. 半径R的圆柱形大区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度随时间均匀增加，其变化率为k（），其圆截面如图1所示，圆心为O。已知磁场随时间均匀增加时，在垂直于磁场的平面内会产生同心圆形状的感生电场，平面内距圆心相同距离的地方，感生电场场强大小相同。

（1）若将一半径为的金属圆环垂直磁场方向放置，金属环的中心与O点重合，求金属环中产生的感生电动势；

（2）求图1中距圆心处的感生电场的大小并判断其方向；

（3）若在一半径为且与大圆区域边界相切的小圆柱形区域内，再叠加一个方向垂直于纸面向里的变化率也为k的同步变化的匀强磁场，叠加后小圆区域内的合磁场为零如图2所示。一个质量为m、电量q、重力不计的带正电粒子，从边界上的A点以某一初速度平行连线进入小圆区域，刚好可以打中两圆相切处，已知A距两圆心连线，求此粒子初速度大小。（提示：利用电场叠加原理可以先研究小圆区域内某点的合感生电场的场强。）

【答案】（1）；（2），顺时针；（3）

【解析】

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可知

（2）根据电势差公式

可知感生电场的大小

根据楞次定律可知判断，方向为顺时针。

（3）根据题意可知，设A点与两圆心连线夹角分别为 ，两感生电场的水平分量

所以合电场

根据

解得

23. 如图所示，在直角坐标系中的y轴和的虚线之间以x轴为边界存在两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，区域Ⅰ磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，区域Ⅱ磁场方向垂直于纸面向里。一粒子加速器放置在y轴上，其出射口P点坐标为（，），其加速电压可调。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子经加速器由静止加速后平行于x轴射入区域Ⅰ，粒子重力忽略不计。

（1）调节加速电压，粒子恰好垂直边界进入区域Ⅱ，求加速电压的大小；

（2）调节加速电压使粒子在区域Ⅰ中的半径，如果粒子不会从y轴离开磁场，求区域Ⅱ磁场磁感应强度应满足的条件；

（3）若区域Ⅱ磁感应强度大小为B，粒子恰好从坐标为（，）的Q点平行于x轴射出磁场，求粒子在磁场中速度的可能值。（计算中可能用到的数据）

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）粒子经过电场加速过程，根据动能定理可得

粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力

又

联立解得

（2）假设粒子进入区域Ⅱ磁场刚好与轴相切，如图所示

由几何关系可得

解得

又

联立解得

假设粒子从区域Ⅱ磁场返回区域Ⅰ磁场刚好与轴相切，如图所示

由几何关系可得

解得

又

联立解得

为了使粒子不会从轴离开磁场，区域Ⅱ磁场磁感应强度应满足的条件为

（3）为了保证粒子不从轴离开，如图所示

由几何关系可得

解得

假设粒子在磁场中半径满足，如图所示

粒子从到沿轴方向前进的距离为

故有

（，，）

时，可得

时，可得

时，可得

时，可得

根据

可得

，，