浙江省“七彩阳光”联盟2020届高三上学期期中考试联考物理试题

2019学年第一学期浙江“七彩阳光”新高考研究联盟期中联考高三年级物理学科试题

一、选择题Ⅰ

1.如图是国庆阅兵时的标兵站立姿势，身体微微前倾，对于以下说法，正确的是（      ）

A. 手对枪的作用力和枪受到的重力是相互作用力

B. 地面给人的支持力是因为地面发生了形变

C. 手对枪的作用力和枪对手的作用力是平衡力

D. 地面给标兵有摩擦力的作用

【答案】B

【解析】

【详解】A．手对枪的作用力和枪受到的重力都作用在枪上，是一对平衡力，故A错误；

B．根据弹力产生的原因可知，地面给人的支持力是因为地面发生了形变，故B正确；

C．手对枪的作用力和枪对手的作用力是两个物体之间的相互作用，是一对作用力与反作用力，故C错误；

D．标兵站立时受到重力与支持力是一对平衡力，若存在摩擦力，则标兵不能平衡，故D错误。

2.据人民日报客户端1月3日报道，上午10点26分，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，完成了人类航天史上的一项壮举，实现了人类第一次在月背软着陆，成为2019年太空领域的“开门红”。关于月球，下列说法正确的是（      ）

A. 月球上地磁南极是地理的北极，和地球上相似

B. 月球上的重力加速度约是地球上的6倍

C. 地球同步卫星的轨道半径约是地月距离的十分之一

D. 月球的环绕速度要比地球同步卫星的线速度要大

【答案】C

【解析】

【详解】A．月球现在没有全球性的偶极磁场。故A错误。
B．月球上的重力加速度约是地球上的．故B错误。
C．根据卫星的向心力由万有引力提供，有：

对同步卫星有：

…①

对月球有：

…②

而

 …③

由①②③得：n≈60，

，

所以地球同步卫星的轨道半径约是地月距离的十分之一。故C正确；

D．月球的质量约为地球的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度为：v地≈7.9km/s，根据万有引力提供圆周运动向心力有：

得绕星球表面飞行的探测器的速度为：

所以绕月球飞行的探测器速度为：

地球同步卫星：

所以月球的环绕速度要比地球同步卫星的线速度要小。故D错误。

3.货车在水平路面上行驶，车厢内一人用手推车，当驾驶员挂R档刹车时（      ）

A. 人对车的作用力对车做负功

B. 人对车的作用力方向斜向右上

C. 车对人的作用力对人做正功

D. 车对人的作用力方向斜向左上

【答案】D

【解析】

【详解】BD．人随车厢向右匀减速运动，加速度水平向左，由牛顿第二定律知人的合力水平向左，人受力重力和车厢的作用力，根据平行四边形定则知车对人的作用力方向斜向左上，根据牛顿第三定律知人对车厢的作用力方向斜向右下方，故B错误，D正确；

A．由上述分析可知，人对车厢的作用力方向斜向右下方，人随车向右运动，人对车的作用力对车做正功，故A错误；

C．由上述分析可知，车对人的作用力方向斜向左上，人随车向右运动，车对人的作用力对人做负功，故C错误。

4.转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其手指上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（ ）

A. 笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越大

B. 笔杆上的各点做圆周运动的力是由向心力提供的

C. 笔尖上的小钢珠在快速的转动随笔一起做离心运动

D. 若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，金属笔杆两端可能会形成电势差

【答案】D

【解析】

【详解】A．由向心加速度公式an=ω2R，笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故A错误；

B．杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的，故B错误；

C．当转速过大时，当提供向心力小于需要向心力，出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故C错误；

D．当金属笔杆转动时，切割地磁场，从而产生感应电动势，金属笔杆两端 可能会形成电势差，故D正确；

5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球(      )

A. 由于磁场为匀强磁场所以整个过程匀速运动

B. 进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动

C. 小球完全在磁场内部时机械能守恒

D. 穿出时的速度可能小于初速度

【答案】C

【解析】

【详解】ABD．进入和离开磁场时，金属球切割磁感线产生感应电流，从而产生阻碍金属球运动的安培力，故两过程均做减速运动，小球穿出时的速度一定小于初速度，选项ABD错误；

C．当全部进入磁场后，磁通量不变，故没有感应电流，金属球做匀速直线运动小球的机械能守恒；故C正确。

6.一条形磁体静止在斜面上,固定在磁体中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁体的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁体对斜面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是（  ）

A. FN增大,Ff减小

B. FN减小,Ff增大

C. FN与Ff都增大

D. FN与Ff都减小

【答案】C

【解析】

在磁铁的N极位置与S极位置对调前，根据左手定则判断可知，导线所受的安培力方向斜向下，由牛顿第三定律得知，磁铁所受的安培力方向斜向上，设安培力大小为F安，斜面的倾角为α，磁铁的重力为G，由磁铁的力平衡得：斜面对磁铁的支持力：F=（G-F安）cosα，摩擦力：f=（G-F安）sinα，在磁铁的N极位置与S极位置对调后，同理可知，斜面对磁铁的支持力：F=（G+F安）cosα，摩擦力：f=（G+F安）sinα，可见，F、f都增大，故 ABD错误，C正确。

7.如图所示，有5000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止。若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°，则第 2018 个小球与 2019 个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于 （ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】以5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得：

F=5000mg；

再以2018个到5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示，则有：

。

A．，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论不相符，选项B错误；

C．，与结论不相符，选项C错误；

D．，与结论相符，选项D正确；

8.电磁流量计的管道内没有任何阻碍流体流动的结构，所以常用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。它的优点是测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套。如图所示，当管中的导电液体以相同的流速流过磁场区域时，管的直径 d，磁感应强度为 B，若管中液体的流量为 q，则 MN 两点间的电势差为（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，则有：

解得：

U=Bdv

其中流速为：

S=πR2

代入解得：

A．，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论不相符，选项B错误；

C．，与结论相符，选项C正确；

D．，与结论不相符，选项D错误；

9.在如图（a）所示的电路中，L1、L2 为规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图（b）所示，C 是电容为 的电容器，R 是阻值为 8Ω的定值电阻，电源 E的内阻为。电路稳定后，通过 L1 的电流为 0.15 A，下列结果正确的是(      )

A. L1 的电功率为 0.32 W

B. L2的电阻约为 5 

C. 电源的效率约为 60%

D. 电容器的带电量为 1.2×104C

【答案】B

【解析】

【详解】A．电路稳定后，通过L1的电流为I1=0.15A，由图读出其电压U1=0.6V，则灯泡L1的电功率

P1=U1I1=0.15×0.6=0.09W

故A错误；

B．并联部分的电压

U2=U1+I1R=0.6+0.15×8=1.8V

由图读出其电流为I2=0.36A，根据欧姆定律得

故B正确；

C．电源电动势

E=U2+（I1+I2）r=1.8+0.51×1=2.31V

电源的效率为

故C错误；

D．电容器的电压

U=I1R=1.2V

则电容器的带电量为

Q=UC=1.2×100×10-6=1.2×10-4C

故D错误。

10.如图所示，一轻绳的一端系在固定在光滑斜面上的 O 点，另一端系一小球，给小球一初速度让它在斜面上能做完整的圆周运动，a 点和 b 点分别是最低点和最高点，在此过程中( )

A. 绳子拉力做功，小球机械能不守恒

B. 重力的瞬时功率始终为零

C. 在 b 点速度最小值为零

D. 在 a 点所受轻绳拉力最小值和斜面倾角有关

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球在运动过程中，只有重力做功，故机械能守恒，故A错误；

B．除了a、b点外的各点的速度都有沿斜面向上或向下的分量，而重力有沿斜面向下的分量，功率不为0，故B错误；

C．在b点能做圆周运动，速度最小时为重力的分力提供向心力，有：

得：

故C错误；

D．在a点有：

得：

与θ有关，故D正确。

二、选择题Ⅱ

11.如图所示，水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面形成两个频率相同的波源。两个波源发出的两列波相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样。波源 S1 的振动方程为 x1＝30sin100πt(cm)，波源 S2 的振动方程为 x2＝20sin100πt(cm)，此刻，M 是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是 （      ）

A. 这两列波的频率均为 50Hz

B. 随着时间的推移，M 处的质点将向 O 处移动

C. 从该时刻起，经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，此时位移为零

D. O、M 连线的中点是振动加强的点，其振幅为 50cm

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由振动方程知：ω=100π rad/s，则这两列波的频率均为：

故A正确。
B．波向外传播的是振动的形式与能量，沿传播方向的各个质点不会向远处移动，故B错误。

C．这两列波的频率相等，则周期也相等；图示时刻M是波峰与波峰的相遇点，经过四分之一周期，两列波的在M点都回到平衡位置，所以M处的质点到达平衡位置，此时位移为零，故C正确。

D．由图可知，M点位于两个波源连线的垂直平分线上，这两列波的起振的方向相同，所以两个波源连线的垂直平分线上所有各点都是振动加强点，它们的振幅都是两列波振幅的和，即都是50cm，故D正确。

12.下列高中物理教材上插图涉及到光的干涉原理的是（      ）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】A．图中用到的光导纤维，采用的是全反射的原理，故A错误；

B．全息照相利用的是光的干涉原理，故B正确；

C．镜头玻璃的颜色利用的是薄膜干涉原理，故C正确；

D．图象中是光的衍射现象，故D错误；

13.如图所示，真空中有一平行板电容器，电容为C，两极板 M、N 分别由银和钠(其极限频率分别为v1和v2)制成，板间距离为 d。现用频率为 v(v2＜v＜v1)的单色光持续照射两极板内表面，设电子的电荷量为 e，则电容器两个极板最终带电情况是(    )

A. N 极板带负电，带电荷量为

B. N 极板带正电，带电荷量为

C. M 极板带负电，带电荷量为

D. M 极板带正电，带电荷量为

【答案】B

【解析】

【详解】AD．现用频率为v（v2＜v＜v1）的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知单色光只有照射钠板才能发生光电效应。可知N极板将带正电，M极板带负电，选项AD错误；

BC．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能EK=hv-hv2．临界状态是电子减速到负极板时速度刚好减速为零。根据动能定理有：

eU=EKm=hv-hv2

平行板电容器的电容为C，由Q=CU，所以

．

两个极板的带电量是相等的。
选项B正确，C错误。

14.下列说法错误的是(      )

A. 原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和

B. 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律

C. 在天然放射现象中放出β射线是电子流，该电子是原子的内层电子受激  后辐射出来的

D. 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说，100个镭226核经过1620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．原子核的结合能是核反应前后有质量亏损，以能量的形式释放出来，并不是组成原子核的所有核子的能量总和，故A错误，符合题意；

B．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，故B正确，不符合题意；

C．β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故C错误，符合题意；

D．半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故D错误，符合题意。

三、实验题

15.（1）如图为“验证力的平行四边形定则”实验,三个细线套 L1、 L2、L3 一端共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点 P.手持 B拉动细线，使结点静止于 O 点。

①某次实验中 A的指针位置如图所示，其读数为______ N；

②下列实验要求中必要的是______ (填选项的字母代号)；

A.细线套方向应与木板平面平行

B.多次实验结点 O 必须处在同一点

C.需要测量重物 M的重力

D.弹簧测力计 B始终保持水平。

（2）如图所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系“的实验。当小车在 1 条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条…相同的橡皮筋重复实验时，橡皮筋所做的功分别为 2W、3W…

①在正确操作的情况下,交流电源的频率为 50Hz,某次所打的纸带相邻两点间的距离如图所示。打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的_______部分进行测量(根据图所示纸带上所标注的字母回答),小车获得的速度是_______m/s. (结果保留两位有效数字)

②根据实验数据做出 W-V2 的图象如图乙所示，图线不通过原点的原因是__________.

【答案】    (1). 2.00    (2). AC    (3). GJ    (4). 0.65    (5). 没有平衡摩擦力

【解析】

【详解】（1）①[1]．弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.1N．读数需要保留到小数点的后两位，所以读数为2.00N。

②[2]．A．拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力大小准确性，故A正确；

B．由于本题合力的效果是将重物吊起，故不需要结点位置相同，故B错误；

C．实验过程中，为了验证平行四边形定则，所以必须知道三根绳子的拉力，所以需要测量出M的重力，故C正确；

D．该题中需要验证弹簧A、B拉力的合力是否与绳L3的拉力（或者说M重力）等大反向，B弹簧不一定非要保持水平，故D错误。

（2）①[3][4]．由图示纸带可知，GJ部分两点间的距离相等，小车做匀速直线运动，应选用的纸带是GJ部分；

小车获得的速度为：

②[5]．物块在桌面上运动时，弹力对物块做正功，摩擦力对物块做负功，由于物块要克服摩擦力做功，则图象不过原点，所以实验未平衡摩擦力；

16.两组同学在做电学实验:

（1）第一组同学用如图甲所示器材做描绘小灯泡伏安特性曲线实验，得到如图乙所示的I-U曲 线，则电路连接需要______条导线 。 图线发生弯曲的原因是_____。

（2）第二组同学选用图甲中的合适的器材按图丙所示电路完成“测定一节干电池的电动势和内阻”实验。实验测得的数据如图所示，并画出了U-I 图线：

①由此得电源电动势 E=______ V. 内阻 r=______ Ω；

②由图中实验测得的数据，实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值变化范围为（   ）

A.0～5Ω      B. 0～15Ω      C. 0～30Ω      D. 0～50Ω

【答案】    (1). 8    (2). 小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大    (3). 1.44-1.46    (4). 1.3    (5). B

【解析】

【详解】（1）[1]．描绘小灯泡的伏安特性曲线要求灯泡两端电压从零开始变化，所以滑动变阻器要采用分压式接法，小灯泡电阻小，宜采用电流表外接法，如图所示：共需8根导线；

[2]．由图乙所示图象可知，随灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流增大，温度升高，灯泡电阻增大，其伏安特性曲线为曲线；

（2）①[3]．根据U=E-Ir可知，图象与纵轴的交点表示电源的电动势，故E=1.45V；图象的斜率表示内阻，则可知，

②[4]．由图可知，测出中的最小电流约为0.15A，此时对应的总电阻

此时滑动变阻器接入电阻应为10-1.3=8.7Ω；故滑动变阻器总阻值一定大于8.7Ω，同时为了调节方便，总阻值不应过大，故应选择15Ω的总阻值，故B正确，ACD错误；

四、计算题

17.如图所示，竖直平面内，斜面轨道 AB、水平轨道 BC 、圆弧管道 CDE 及水平轨道 EF 均平滑连接(E 点与 C 点前后错开）已知 A 点到 C 点的水平距离为 L=2m,管道半径 R=0.5m。一个质量 m=1Kg 的小球（其直径略小于管道内径）从 A 点由静止释放，沿 ABCDEF 运动，小球与轨道的 AB 部分和 BC 部分的动摩擦因素μ均为 0.4，其余部分粗糙情况未知。小球到 C 点处的速度为 6m/s；在最高点 D 点时小球对管道的作用力为 8N，最后以 4m/s 的速度在 F 点水平飞出，F 点与落地点 G 的连线与水平面之间的夹角θ＝37°。（g 取 10m/s2）求：

（1）斜面顶端 A 点到水平轨道的高度;

（2）小球在管道最高点 D 点的速度

（3）小球在落地点 G 点的速度

【答案】（1）2.6m ；（2）1m/s或3m/s ；（3）m/s

【解析】

【详解】（1）设AB与水平夹角为α，AB水平长度为x1，BC长为x2，对A到C的过程，根据动能定理有：

而

x1+x2=L

代入数据得：

h=2.6m

（2）在D处，因为FND=8N＜mg=10N，所以小球对管道的作用力可能竖直向上，也可能竖直向下，由牛顿第三定律可知管道对小球的作用力可能为竖直向下或竖直向上，有：

管道对小球的作用力为竖直向上时，代入数据得：

vD=1m/s

管道对小球的作用力为竖直向下时有：

代入数据得：

vD=3m/s

（3）设在G处的速度与水平方向的夹角为α，则有：

tanα=2tanθ

vGy=vF2tanθ

得：

vGy=6m/s

由得：

18.如图所示平面直角坐标系中，P 点在 x 轴上，其坐标 xP＝ 2L ，Q 点在负 y 轴上某处。整个第Ⅰ象限内有平行于 y 轴的匀强电场，第Ⅱ象限和第Ⅳ象限内均有一圆形区域，其中第Ⅱ象限内的圆形区域半径为 L，与 x 轴相切于 A 点（A 点坐标未知）。第Ⅳ象限内的圆形区域未知， 并且两个圆形区域内均有垂直于 xOy 平面的相同的匀强磁场。电荷量为+q、质量为 m、速率为 v0 的粒子 a 从A点沿y 轴正方向射入圆形区域，射出圆形区域后沿 x 轴正方向射入第Ⅰ象限，通过 P 点后射入第Ⅳ象限；电荷量为-q、质量为 m、速率为v0 的粒子 b从 Q 点向与 y 轴成 60°夹角的方向射入第Ⅳ象限，经过并离开未知圆形区域后与粒子 a 发生相向正碰。不计粒子的重力和粒子间相互作用力。求:

（1）第Ⅱ象限内圆形区域磁场磁感应强度 B 的大小和方向

（2）第Ⅰ象限内匀强电场的场强大小 E 和方向

（3）第Ⅳ象限内未知圆形磁场区域最小面积 S

【答案】（1）      磁场方向垂直纸面向外。（2）   方向沿y轴负方向；（3）

【解析】

【详解】（1）设粒子a在圆形区域内匀强磁场中做圆周运动的半径为R，则R=L

因为洛伦兹力等于向心力：

联立解得

方向垂直纸面向外。

（2）设粒子a在第Ⅰ象限内匀强电场中运动的加速度为a0 ，运动时间为t，则

 竖直方向：

水平方向上：

联立解得 

方向沿y轴负方向

（3）设粒子a在P点的速度为v，与x轴正方向的夹角为θ，y轴方向的速度大小是vy，则

，θ=30°

粒子b先做匀速直线运动，进入未知圆形区域，在洛伦兹力作用下向左偏转120°，离开未知圆形区域，速度方向与离开P点的粒子a的速度在一条直线上，才可能与粒子a发生相向正撞，如图所示。

设粒子b在未知圆形区域内做匀速圆周运动的圆心为O1，半径为R1，射入和射出点分别为e和h。
未知圆形区域的最小区域是以he为直径的圆，设he长为D，则

根据几何知识可知：

则面积为：

代入数据解得：

19.如图，电容为 C 的电容器通过单刀双掷开关 S 左边与一可变电动势的直流电源相连，右边与两根间距为 L 的光滑水平金属导轨 M1M2P1P2、N1N2Q1Q2 相连（M1 处左侧有一小段光滑绝缘材料隔开且各部分平滑连接）。水平导轨存在两个磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场区域， 其中区域 I 方向竖直向上，区域Ⅱ竖直向下，虚线间的宽度都为 d，两区域相隔的距离足够大。有两根电阻均为 R 的金属棒 a 和 b 与导轨垂直放置，金属棒 a 质量为 m，金属棒 b 质量为 3m，b 棒置于磁场Ⅱ的中间位置 EF 处，并用绝缘细线系住，细线能承受的最大拉力为 F0。现将 S 掷向“1”，经足够时间后再掷向“2”，已知在 a 棒到达小段绝缘材料前已经匀速运动。

（1）当 a 棒滑过绝缘材料后，若要使 b 棒在导轨上保持静止，则电源电动势应小于某一值E0。求 E0 的大小。

（2）若电源电动势小于 E0，使 a 棒以速度 v1(v1 为已知量)滑过绝缘材料，求 a 棒通过虚线 M1N1 和 M2N2 的过程中，a 棒产生的焦耳热。

（3）若电源电动势大于 E0，使 a 棒以速度 v2(v2 为已知量)滑过绝缘材料，从 a 棒刚好滑过绝缘材料开始计时，经过 t0 后滑过虚线 M2N2 位置，此时 a 棒的速度为v2

求 t0 时刻金属棒 b 的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）因为a棒滑过绝缘材料后减速运动，所以只要a棒刚滑过绝缘材料时b棒不动，b就可以静止不动，由题意得：
S掷向“1”，电容器充电后电压为U1，则

U1=E0，

S掷向“2”，a棒加速到匀速运动时，设a棒速度v，电容器电压为U2，则

U2=BLv

a棒加速过程，根据动量定理

电容器放电

a棒滑过绝缘材料后，回路电动势

BLv=2IR

b棒

BIL=F0

联立解得

；

（2）电源电动势小于E0，则b棒保持静止。设a棒出磁场Ⅰ时的速度为v
对a棒通过虚线M1N1M2N2过程中，根据动量定理得：

电荷量

联立得

根据能量守恒，a棒产生的焦耳热

联立得

（3）电源电动势大于E0，a棒滑过绝缘材料后，瞬时细线被拉断，b棒开始运动。a棒通过虚线M1N1M2N2过程中，设b棒不能出磁场区域Ⅱ。

经分析得：a、b两棒的动量变化量大小相同，则：

解得

因为

所以

即b棒不能出磁场区域Ⅱ，则