浙江省名校协作体2020届高三上学期第一次联考物理试题

2019学年第一学期浙江省名校协作体试题

高三年级物理学科

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学校、班级、姓名、试场号、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。

5．本卷中g＝10m/s

选择题部分

一、选择题I(本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，选对的得3分，不选、多选、错选均不得分)

1.下列物理量中全部是矢量的是

A. 电流，力

B. 位移，电压

C. 线速度，向心加速度

D. 温度，电场强度

【答案】C

【解析】

【详解】A. 电流是标量，力是矢量，选项A错误；

B. 位移是矢量，电压是标量，选项B错误；

C. 线速度和向心加速度都是既有大小又有方向的物理量，都是矢量，选项C正确；

D. 温度是标量，电场强度是矢量，选项D错误。

2.下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是

A. 质点、点电荷都是理想化模型

B. 物理学中所有物理量都是采用比值法定义的

C. 奥斯特首先发现了电磁感应现象

D. 安培最早提出了“电场”的概念

【答案】A

【解析】

【详解】A.理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的，质点和点电荷都是理想化模型，故A正确；

B.物理学中有的物理量不是采用比值法定义的，如物体的位移、物体的质量等，故B错误；

C.奧斯特首先发现了电流的磁效应，而法拉第发现的电磁感应现象，故C错误；

D.法拉第最早提出了“电场”的概念，故D错误。

3.如图所示是某一次手机导航给出的路线备选方案，下列说法正确的是

A. 距离最短方案中“3小时33分”指的是时刻

B. 三种备选方案中的位移均相等

C. 距离最短方案平均速度最小

D. 三种方案中，由于车体积较大不能看成质点

【答案】B

【解析】

【详解】A.距离最短方案中“3小时33分”指的是时间间隔，故A错误；

B.三种备选方案中始末位置相同，位移均相等，故B正确；

C.平均速度等于位移比时间，三种备选方案中位移均相等，距离最短方案平均速度最大，故C错误；

D.三种方案中，车的大小可以忽略不计，可以看作质点，故D错误。

4.如图所示为卡在绝壁间的”奇迹石”，距离谷底大约1000米。关于“奇迹石”受力说法正确的是

A. 受两侧绝壁的弹力一定是水平方向

B. 受左侧弹力和右侧弹力一定相等

C. 受两侧绝壁的摩擦力一定竖直向上

D. 受两侧绝壁的作用力一定竖直向上

【答案】D

【解析】

【详解】A.受两侧绝壁的弹力垂直于侧壁，不一定沿水平方向，故A错误；

B.左侧侧壁和右侧侧壁的倾角不一定相等，根据弹力在水平方向的分力相等可知，受左侧弹力和右侧弹力不一定相等，故B错误；

C.摩擦力方向沿接触面且与相对运动趋势方向相反，峭壁不一定竖直，所以受两侧绝壁的摩擦力不一定竖直向上，故C错误；

D.受两侧绝壁的作用力与石块的重力等大反向，所以受两侧绝壁的作用力一定竖直向上，故D正确。

5.如图所示为三种带电体的电场线和等差等势面示意图，下列说法正确的是

A. 甲图中A点和B点电场强度相同

B. 乙图中带电体表面上C点和D点电势相等

C. 丙图中F点电势大于E点电势，电子在F点电势能比较大

D. 甲图中A、B连线中点电势等于

【答案】B

【解析】

【详解】A.电场强度是矢量，甲图中A点和B点电场强度大小相等，方向不同，所以电场强度不相同，故A错误；

B.孤立的带电导体本身是一个等势体，其表面是一个等势面，所以乙图中带电体表面上C点和D点电势相等，故B正确；

C.丙图中下极板带正电，上极板带负电，电场线方向向上，沿电场线方向电势降低，所以丙中F点电势大于E点电势，根据EP=qφ可知，负电荷在电势高的地方电势能小，所以电子在F点电势能比较小，故C错误；

D.甲图中A、B在同一个等势面中，即，则连线中点电势高于A点和B点的电势，也高于，故D错误。

6.如图为儿童玩具发光弹性球，一儿童把弹性球竖直上抛随后落地，从空中的最高点开始计时，下列图像描述球的运动可能正确的是

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【详解】AB.选向下为正方向，小球先做匀加速直线运动，小球与地面碰撞时，速度大小变小，且方向发生突变，在v-t图象可以看出，速度先增大到某一数值，落地后，反弹速度稍小于原来的值（竖直上抛运动），然后到最高点后再做自由落体运动，再重复这种运动，故A正确，B错误；

CD.位移-时间图象中倾斜直线表示匀速直线运动，故CD错误；

7.4月20日我国成功发射第四十四颗北斗导航卫星，其轨道平面与地球赤道平面有一定的倾角，其周期与地球自转周期相同。关于该卫星的下列说法正确的是

A. 发射速度为7.9km/s

B. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小

C. 每天都会经过地球上同一位置上方

D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

【答案】C

【解析】

【详解】A.7.9km/s是地球的第一宇宙速度，是最小发射速度，此卫星的运行半径大于地球的半径，则发射速度大于7.9km/s，故A错误；

B.根据万有引力充当向心力得：

整理得：

卫星轨道半径小于月球绕地球轨道半径，所以卫星运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B错误；

C.倾斜同步轨道卫星相对于地球非静止的，所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的，该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方；因为倾斜同步轨道卫星与地球自转周期相同，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过同一位置上空，故C正确；

D.同步卫星的角速度与静止在赤道上物体的角速度相等，根据向心加速度a=ω2r，知卫星的向心加速度大于赤道上的向心加速度，故D错误。

8.如图所示电路中，三节干电池相同，当开关S分别置于A、B两处时，导线M′M与NN′之间的安培力的大小分别为FA、FB，可判断这两段导线

A. 相互吸引，FA＞FB

B. 相互排斥，FA＞FB

C. 相互吸引，FA＜FB

D. 相互排斥，FA <FB

【答案】D

【解析】

【详解】当电键S置于A处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为，由于导线MM′与NN′中电流方向相反，故两段导线相互排斥；当电键S置于B处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，电流大小为，由于导线MM′与NN′中电流方向相反，故两段导线相互排斥。

IB＞IA，MM′在NN′处的磁感应强度BA＜BB，应用安培力公式F=BIL，可知FA＜FB。

A. 相互吸引，FA＞FB，与结论不相符，选项A错误；

B. 相互排斥，FA＞FB，与结论不相符，选项B错误；

C. 相互吸引，FA＜FB，与结论不相符，选项C错误；

D. 相互排斥，FA < FB，与结论相符，选项D正确。

9.某手机内置4200mAh电池，支持40W超级快充、15W无线快充、反向无线充电，其配置的充电器有4种充电模式:“10V4A “5V4A”，“9V2A”，“5V2A”，待机时间约为48h，则下列说法正确的是

A. 该电池充满电时具有的能量为15120J

B. 如果用9v2A充电模式电池电量从零到充满要3.5h

C. 该手机待机电流约为200mA

D. 用40W超级快充10分钟增加的电量约为15．9％

【答案】D

【解析】

【详解】A.题干中没有说明电池的电压，无法计算电池充满电时具有的能量，故A错误；

B.如果用9V 2A的充电模式，则充电电流为2A，充满电荷量为4200mAh，故时间

，

故B错误；

C.电荷量为4200mAh，待机时间约为48h，则待机电流

故C错误；

D.用40W超级快充，充电电流为4A，充满电时间为，充电10分钟，增加的电量为，故D正确。

10.让、和的混合粒子以相同的初动能在同一位置垂直射入水平放置的一对平行板形成的匀强电场，不计离子的重力和离子间的相互作用，离子束从进入到射出该偏转电场的过程中，下列说法正确的是

A. 在偏转电场中每个离子运动的时间相等

B. 偏转电场对每个离子做功相等

C. 在偏转电场中它们形成两股离子束

D. 偏转电场对每个离子冲量相同

【答案】C

【解析】

【详解】A.三种粒子动能相等，质量不同则速度不同，水平方向做匀速直线运动，水平位移相同，则在偏转电场中每个离子运动的时间不相等，故A错误；

BC.偏转的位移

由于三种粒子、和的初动能相等，偏转位移与电荷量成正比；由于、的电荷量相等，的电荷量为、电荷量的2倍，所以在偏转电场中它们形成两股离子束；

电场对每个离子做功

偏转电场对氢离子、二价氦离子做功的大小不同，故B错误，C正确；

D.偏转电场对每个粒子的冲量

三种粒子的电量之比为1：1：2，质量之比为1：2：4，可知冲量不同，故D错误。

二、选择题II (本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

11.下列说法正确的是

A. 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固

B. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子

C. 氧核的半衰期为3.8天，四十个氧核经过7.6天一定还剩下十个未发生衰变

D. 质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，则氘核的结合能是E

【答案】AD

【解析】

【详解】A.在原子核中，比结合能越大表示核子结合成原子核时平均每个核子放出的核能越大，所以原子核中核子结合得越牢固，故A正确；

B.放射性元素发生β衰变时所释放出电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故B错误；

C.半衰期是大量原子核的统计规律，对个别的放射性原子没有意义，故C错误；

D.质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，根据结合能的定义可知，核的结合能是E，故D正确。

12.从物理学角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两束不同频率的单色光，则两束光

A. 在雨滴中传播时，a光传播速度一定大于b光

B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量大

C. 以相同的入射角从水中射向空气，在空气中只有一种色光时，一定是b光

D. 用同一装置做双缝干涉实验，a光干涉条纹间距较大

【答案】BC

【解析】

【详解】由光路图分析可知，第一次折射时，b光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率公式 得知，b光的折射率较小，频率较小，波长较长。

A. b光的折射率较小，由公式得知，在雨滴中传播，a光的传播速度一定小于b光，故A错误；

B.b光的折射率较小，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量小，a光侧移量大。故B正确；

C.b光的折射率较小，则临界角大，不容易发生全反射，以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光。故C正确。

D.b光的折射率较小，频率较小，波长较长，再根据干涉条纹间距公式，那么a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D错误。

13.在如图所示交流电路中，理想变压器原线圈接有交变电压，下列说法正确的是

A. 当副线圈上滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光，向下滑动P可使灯泡变暗

B. 当副线圈上滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光，减小交流电源的频率可使灯泡变亮

C. 若将交变电压加在10Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为5W

D. 若在原线圈两端接一理想交流电压表，在t＝0.005s时，交流电压表的示数为5V

【答案】AC

【解析】

【详解】A.当副线圈上滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光，向下滑动P时，副线圈的匝数变小，则输出电压减小，灯泡变暗，故A正确；
B.当副线圈上滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。根据电容器的特性--通交流隔直流，通高频阻低频可知，减小交流电源的频率可使灯泡变暗，故B错误；

C.若将交变电压u=10sin100πt（V）加在10Ω的电阻两端，根据正弦式交流电最大值和有效值的关系可知，电压有效值为5V，则该电阻消耗的电功率为：

P==5W

故C正确；

D.交流电压表示数为有效值，示数为5V，故D错误。

14.一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图(a)为t时刻的波形图，P、Q是介质中的两个质点，图(b)是P或Q的振动图像。下列说法正确的是

A. 若t＝0，则图(b)为质点Q的振动图像

B. 图(a)中质点P的速率比质点Q的小

C. 若图(b)为质点P的振动图像，则必有t=T/4

D. P、Q两质点的距离始终为

【答案】AB

【解析】

【详解】A.若t=0，Q点处于平衡位置，而P点在波峰处，故图(b)为质点Q的振动图象，故A正确；

B.图(a)中质点P的速率为零，质点Q 速率最大，故B正确；

C.若图(b)为质点P的振动图象，则t=nT+，故C错误；

D.P、Q两质点平衡位置的距离始终为，P、Q两质点的距离不一定为，故D错误。

15.如图为氢原子能级图，已知可见光的光子的能量范围为1.62～3.1leV，普朗克常量h＝6.63×10—34J·s。下列说法正确的是

A. 能量为13.0eV的光子或者电子均可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

B. 处于n＝3能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线

C. 锌的逸出功是3.34eV，一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

D. 波长为60nm的伦琴射线能使处于基态的氢原子电离

【答案】BCD

【解析】

【详解】A.用能量为13.0eV的光子照射，基态的氢原子若吸收13eV的能量，则能量值为-0.6eV，氢原子没有该能级。所以不能使处于基态的氢原子跃迁，故A错误；

B.紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于n=3能级的氢原子的电离能为1.51eV，所以任意频率的紫外线都能被n=3能级的氢原子吸收，故B正确；

C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量为

克服逸出功后剩余的动能最大为

故C正确；

D.波长为60nm的伦琴射线的光子的能量：

所以用波长为60nm的伦琴射线照射，能使处于基态的氢原子电离出自由电子；故D正确。

非选择题部分

三、非选择题(本题共6小题，共55分)

16.在实验室中，甲同学用图1做探究做功与物体速度变化的关系”的实验，乙同学用图2做“探究加速度与合外力与质量的关系”的实验。

(1)下列实验器材，甲、乙同学都要用到的有____________

A．    B．

C．         D．

(2)关于甲、乙两同学的实验，下列说法正确的是________(填选项前的字母)

A．甲、乙同学每次必须都要从同一位置由静止释放小车

B．甲、乙同学都需要先平衡摩擦力

C．甲、乙同学可以利用纸带上任意两计时点的距离求所需速度

D．乙同学可以直接用计算加速度数值

(3)按合理的方式进行实验时，下列两条纸带中可能是甲得到的是_______(填“图4”或“图5”)纸带。

【答案】    (1). AD    (2). B    (3). 图5

【解析】

【详解】(1)[1]探究做功与物体速度变化的关系，需要的器材有：小车、打点计时器和纸带、橡皮筋、刻度尺等；

探究加速度与力、质量的关系，需要的器材有：小车、打点计时器和纸带、天平、砝码、钩码、刻度尺等。

综上所述，均需用到的是：打点计时器、刻度尺；

A．打点计时器，与分析相符，故A项正确；

B．天平，与分析不符，故B项错误；

C．秒表，与分析不符，故C项错误；

D．刻度尺，与分析相符，故D项正确。

(2)[2]A.甲同学是探究做功与速度的变化的关系，要保证每根橡皮筋做功相同，必须让小车在从同一位置释放，保证位移相同，然而乙同学不需要这样的，故A错误；

B.平衡摩擦力是使木板倾斜后，排除了摩擦力影响，甲同学是探究合力做功与物体速度变化的关系，乙同学是探究加速度与合外力与质量的关系，两者均需平衡摩擦力，故B正确；

C.甲同学需在点迹均匀处取一大段，用已经匀速的速度代替稳定的速度，故C错误；

D.加速度若用计算的话，则已经默认三者关系了，不需要探究了，故D错误。

(3)[3]小车在橡皮条的作用下先加速，后匀速，故纸带间隔先变大后均匀；故正确操作得到的纸带是图5。

17.某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”和“测量电源电动势和内电阻”的实验，实验电路如下，其中图1中在电键闭合前，滑动变阻器滑动触头应滑到最____端(填左或右)；图2中在电键闭合前，滑动变阻器滑动触头应滑到最______端(填左或右)

他又用多用表测量该小灯泡电阻，正确操作后指针偏转如图3所示，则电阻值应为____Ω，该同学把红黑表笔互换了插孔，这样________ (填“会”或 “不会”影响测量结果．

【答案】    (1). 左    (2). 右    (3). 5.5(5.4-5.6都对)    (4). 不会

【解析】

【详解】[1].由图1所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片要置于最左端；

[2].由图2所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于最右端；

[3].灯泡在常温下电阻约为几欧姆，用欧姆表测电阻要选择欧姆×1挡，由图3所示可知，灯泡电阻阻值约为：5.5×1Ω=5.5Ω；

[4].把红黑表笔互换了插孔，这样不会影响电阻的测量结果；

18.在丛林探险项目中，缓冲索道简化模型如图所示，现在让质量为m的测试物体(包含挂椅)从O点无初速释放，OA段可看作倾斜直轨道，AB段为第一缓冲区域，在AB段作用下到达B点时速度减小为A点的k倍(k<1)，随后进入第二缓冲区水平直索道BC段直至停下，已知OA、BC段与测试物体(包含挂椅)的动摩擦因数都为，OA段长为l。傾角为。求测试物体

(1)到达A点时的速度大小。

(2)若水平索道足够长，在B点后水平索道上运动的时间。

(3)由于空间限制和追求刺激，在第一缓冲区末端B位置安装撞击减速装置，测试要求在极限情况下撞击过程中的平均加速度大小不能超过重力加速度g的两倍，求极限情况下撞击过程中的减速距离(结果用符号表示)。

【答案】(1)(2) (3)

【解析】

【详解】(1)沿OA段下滑的过程由牛顿第二定律得下滑的加速度：

由速度位移的关系式得：

vA2=2a1l

联立解得：

(2)由题意知测试物体滑到B点的速度vB=kvA

由牛顿第二定律得测试物体在水平索道上的加速度：

在水平索道上运动的时间：

联立解得：

(3)由题意知极限情况下的加速度am=2g

由速度位移的关系式得：

vB2=2amx

联立解得：

19.一玩具厂家设计了一款玩具，模型如下。游戏时玩家把压缩的弹簧释放后使得质量m＝0.2kg的小弹丸A获得动能，弹丸A再经过半径R0=0.1m的光滑半圆轨道后水平进入光滑水平平台，与静止的相同的小弹丸B发生碰撞，并在粘性物质作用下合为一体。然后从平台O点水平抛出，落于水平地面上设定的得分区域。已知压缩弹簧的弹性势能范围为J，距离抛出点正下方O点右方0.4m处的M点为得分最大值处，小弹丸均看作质点。

(1)要使得分最大，玩家释放弹簧时的弹性势能应为多少?

(2)得分最大时，小弹丸A经过圆弧最高点时对圆轨道的压力大小。

(3)若半圆轨道半径R可调(平台高度随之调节)弹簧的弹性势能范围为J，玩家要使得落地点离O点最远，则半径应调为多少?最远距离多大?

【答案】(1)2J  (2) 30N (3) 0.5m，1m

【解析】

【详解】(1)根据机械能守恒定律得：

A、B发生碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律有：

mv1=2mv2

x=v2t0

解得：

Ep=2J

(2)小弹丸A经过圆弧最高点时，由牛顿第二定律得：

解得：

FN=30N

由牛顿第三定律知：

F压=FN=30N

(3)根据

mv1=2mv2

2R=gt2，

x=v2t

联立解得：

其中Ep最大为4J，得 R=0.5m时落点离O′点最远，为：

xm=1m

20.如图1所示，M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道，M4P、N4Q为平行放置的竖直圆孤金属轨道，M4、N4为切点，轨道间距L＝1.0m，整个装置左端接有阻值R＝0.5Ω的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为长方形区域I、II，I区域宽度d1＝0.5m，Ⅱ区域宽度d2=0.4m;两区域之间的距离s＝1.0m；I区域内分布着变化规律如图2所示的匀强磁场B1，方向竖直向上；区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2＝0.5T，方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为＝0.2，M3N3右侧的直轨道及圆弧轨道均光滑。质量m＝0.1kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒CD自t=0开始加上垂直于棒的水平恒力F＝1.0N，从M2N2处由静止开始运动，到达M3N3处撤去恒力F，CD棒穿过匀强磁场区上滑后又恰好返回停在M2N2。若轨道电阻、空气阻力不计，运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，求：

(1)CD棒从M2N2处运动到M3N3处所需要的时间

(2)CD棒从开始运动到第一次通过M4N4过程通过R的电量

(3)在整个运动过程中CD棒上产生的焦耳热Q。

【答案】(1) 0.5s (2)0.3C (3) 0.31J

【解析】

【详解】(1)导体棒在磁场间运动时：

解得

a=8m/s2

可得

t=0.5s

(2)0—0.5s内

导体棒通过d2过程

则

(3)0~0.5s内产生的感应电动势

导体棒CD产生的热量：

导体棒刚进磁场时：

之后导体棒恰好停在M2N2，整个过程回路产生的焦耳热为Q2总

整个过程中CD棒产生的焦耳热

Q=Q1+Q2=0.31J

21.某同学设计了一个装置以控制粒子运动。如图1所示质量为m、电量绝对值为q的负电荷(不计重力)从静止开始经电压为U0的MN、PQ间匀强电场加速后进入宽度为d的匀强磁场区。所有电场、磁场都有理想边界，

(1)该同学调节磁感应强度，恰能使该负电荷不能从磁场右边界射出，求磁感应强度B0的大小。

(2)该同学又设计了如图2所示的多个紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场区与磁场区的宽度均为d，电场强度为，磁感应强度依次为B1、B2、…、Bn(均未知)，该负电荷从第一个磁场区水平射出进入电场后，再从第二个磁场区穿出时速度方向与进入第1个磁场区时速度垂直，求磁感应强度B1和B2的大小

(3)该同学又改变了图2中各磁场区的磁感应强度大小，使得大小均相同，结果该负电荷从第n个磁场区射出时速度方向与刚进入第1个磁场区时速度垂直，求此磁感应强度大小。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】(1)电场中加速

磁场中做圆周运动

临界情况与右边界相切

解得：

(2)从第一个磁场区水平射出，则

第一磁场区中圆周运动半径

解得：

进入第二磁场区速度大小为v1，则

解得：

从第二个磁场区穿出时速度方向与进入第1个磁场区时速度垂直，则

解得：

(3)进入第n个磁场区速度大小为vn，则

解得：

在竖直方向：

解得：