浙江省五校2021届高三上学期联考 物理 (含答案)

浙江省五校（杭州二中、学军中学、杭州高级中学、效实中学、绍兴一中）

2021届高三上学期联考 物理试题

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。

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。

一、选择题（本题共13个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的）

1．下列有关物理量关系式，哪个不是比值法定义式（    ）

A． B． C． D．

2．用国际单位制的基本单位表示电压的单位，下列正确的是（    ）

A． B． C．J/C D．

3．如图为“懒人神器”手机、pad支架，支架可以任意弯成舒适角度，人们可以站、坐、躺各种姿势看手机。关于手机的受力情况，下列说法正确的是（    ）

A．手机受到的弹力一定竖直向上

B．手机受到的摩擦力一定竖直向上

C．手机受到支架的作用力一定竖直向上

D．因为支架扭曲，所以支架对手机的作用力方向不能确定

4．关于物理史实，下列说法正确的是（    ）

A．无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡尔，都没有提出力的概念，是牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”

B．开普勒研究第谷的天文记录资料发现了行星运动三大定律，并测出了万有引力常量

C．库仑利用扭秤装置测出了带电小球之间的作用力，提出了库仑定律，并测出了静电力常量K

D．安培首先发现了通电导线周围存在着磁场，并且总结出“安培定则”来判断电流与磁场的方向关系

5．现代人比较注重锻炼身体，健身器材五花八门。最近又有一款健跑车如图甲所示，车子没有座垫，骑行者骑行时宛如腾空踏步，既可以短途代步，又可以锻炼耍酷。车子的传动结构如图乙所示，则（    ）

A．踏脚板和前轮转动的角速度相等

B．链条相连的牙盘和前轮的小齿轮角速度相等

C．踏脚板和前轮的小齿轮的线速度大小相等

D．若骑行者直线骑行时，车轮与地不打滑，前、后轮接触地的边缘部分线速度大小相等

6．一质点沿x轴做直线运动，其图像如图所示。质点在时位于处，开始沿x轴正向运动。当时，质点在x轴上的位置为（    ）

A． B． C． D．

7．A、B两物块之间用轻弹簧相连接，静止于水平地面上，如图所示。已知物块A、B的质量分别为m和M，弹簧的劲度系数k，若在物块A上作用一个竖直向上的力，使A由静止开始以加速度a做匀加速运动，直到B物块离开地面。此过程中，物块A做匀加速直线运动的时间为（    ）

A． B． C． D．

8．轮滑等极限运动深受青少年的喜欢，轮滑少年利用场地可以进行各种炫酷的动作表演。为了研究方便，把半球形下沉式场地简化成半圆形轨道，两轮滑少年可以看作光滑小球A和B，如图所示。两小球分别从半圆形轨道边缘无初速滑下，则下列说法正确的是（    ）

A．A、B两小球在最低点速度大小相同

B．A、B两小球在最低点受到轨道的支持力大小相同

C．A、B两小球在最低点的加速度大小相同

D．若以水平地面为零势面，两小球分别滑到各自最低点时A小球的机械能小于B小球的机械能

9．风扇是夏日必备用品，如图为一电脑连接的迷你风扇的铭牌，由铭牌中我们可以得到的信息是（    ）

A．该风扇的内阻为10Ω

B．该风扇的机械功率为2.5W

C．若该风扇正常工作，8小时耗电0.02kWh

D．若该风扇被卡住，产生的热功率为2.5W

10．长为L的导体棒a通如图所示电流，与传感器相连悬挂在天花板上，长直导体棒b固定在a的正下方，且与a平行，当b不通电时，传感器显示拉力为，当b通电时，传感器显示拉力为，则下列说法正确的是（    ）

A．若，则、的方向相同，b在a处的磁感应强度

B．若，则、的方向相同，b在a处的磁感应强度

C．若，则b受到a的安培力小于

D．虽然、的大小、方向关系未知，b受到a的安培力的大小一定等于

11．有这样一个弹球游戏，如图所示，在从桌子边缘点将小球水平弹出，落到地面上小孔A中。一同学将甲球以水平速度弹出，球直接落在A点。另一同学将乙球以水平速度弹出，落在水平地面上的B点反弹后恰好也落在A点。两球质量均为m。若乙球落在B点时的速度与地面的夹角为60°，且与地面发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A．由点到A点，甲、乙两球运动时间之比是1∶1

B．甲球落地时速度与水平地面的夹角为

C．设地面处势能为0，甲、乙两球在运动过程中的机械能之比为3∶1

D．若乙球要在地面上弹两次后落在A点，则乙球的初速度应变为

12．如图所示，一质量为m的物体，在竖直向上的恒力F（大小未知）的作用下由静止开始向上运动，经过一段时间上升的高度为h，此时撤去F，又经过两倍的时间刚好回到出发点。不计空气阻力，则（    ）

A．撤去F前后加速度之比为1∶3 B．从出发点开始，物体上升的最大高度为h

C．恒力F的大小为4mg/5 D．回到出发点时物体的动能为9mgh/5

13．如图所示，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在x轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量量为m、电荷量的同种粒子，这些粒子都打到y轴上的D点。已知，。则（    ）

A．粒子运动的最大速度为，方向与x轴正向成

B．粒子在磁场中运动的最短时间为

C．要使粒子有最长运动时间，须沿x轴正向射入磁场

D．若粒子与x轴正向成射入磁场，则轨道半径为

二、选择题（本题共3小题，每小题2分，共6分，每小题给出四个备选项中至少有一个是正确的，全部选对得2分，选对但不全得1分，有选错得0分）

14．下列电场中，带电粒子只在电场力作用下，既可做直线运动，又可以做匀速圆周运动的是（    ）

A．点电荷电场  B．等量同种电荷电场

C．等量异种电荷电场  D．匀强电场

15．继2004年开始在四川西昌发射“嫦娥系列”卫星开展探月工程后，2020年7月23日12时41分，我国首次火星探测任务“天问一号”在海南文昌航天发射场由长征5号运载火箭发射升空，直接送入地火转移轨道，开启了我国探测行星之旅。“天问一号”将飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星表面，开展火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测。下列说法正确的是（    ）

A．“天问一号”选择在海南文昌发射，是为了在同等发射条件下，提高同型火箭的运载能力

B．在地火转移轨道飞行时，“天问一号”是一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转

C．若“嫦娥一号”绕月与“天问一号”绕火星都可看做是圆周运动，则它们的运行周期的平方和轨道半径的3次方的比值相等

D．“天问一号”绕火星运动，必须在火星赤道平面，并且周期与火星自转周期相同

16．用两根等长的轻质绝缘细线，把两个带异种电荷的小球a、b悬挂起来，如图甲所示。小球a、b质量分别为、，带电量大小分别为、。如果在该区间加一水平向右的匀强电场，且绳始终拉紧。最后达到的平衡状态如图乙所示，则关于两球质量大小及带电量多少，下列组合符合要求的有（    ）

A．，  B．，

C．，  D．，

甲            乙

三、实验题：（两小题，共14分）

17．（8分）为了更好地探究质量一定时加速度与力的关系，小亮同学设计了如图所示的实验装置，在砂桶与绳连接处A装有力传感器。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。

（1）操作不实验时，以下操作步骤正确的有（    ）

A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．为减小实验误差，改变砂和砂桶质量时，必须要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

D．为保证纸带上打点的清晰度和点的数量，小车释放时要靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有4个点没有画出），纸带上数据记录明显错误的数据是___________。若已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带上呈现的数据规律可求出错误数据正确的值为___________，根据纸带求出小车的加速度为___________（结果保留两位有效数字）。

（3）以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为（    ）

A． B． C．k D．

18．（6分）LED被公认为21世纪“绿色照明”，具有“高节能”“寿命长”“多变幻”“利环保”“高新尖”等特点，LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点。LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为450Ω。实验室提供的器材有：

A．电流表（量程为15mA，内阻约为3Ω读数记为）

B．电流表（量程为5mA，内阻，读数记为）

C．电压表V（量程为15V，内阻，读数记为U）

D．定值电阻

E．定值电阻

F．滑动变阻器

G．滑动变阻器

H．蓄电池E（电动势为10V，内阻很小），开关S一个

（1）如图所示是某同学设计的实验电路图，请你帮他选择合适的器材，电表1应选_________，电表2应选_________，定值电阻应选_________，滑动变阻器应选_________。（这四空均填写器材前的字母代号）

（2）测量小灯泡电阻的表达式为__________（用字母表示）。实验时，不断改变滑动变阻器的阻值，当电表2的示数达到__________________时，其对应的结果为小灯泡正常工作时的电阻。

四、计算题（本题共4小题，共41分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

19．（9分）质量为的物体在平行于斜面向上的拉力F的作用下从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动，一段时间后撤去拉力F，其向上运动的图象如图所示，斜面与水平地面的夹角，且固定不动，（，，）。求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数

（2）拉力F的大小；

（3）撤去F后物体在斜面上运动的路程和时间。

（本题计算结果可用根式表示）

16-

20．（12分）图甲是某游乐场的一种“双环过山车”设施的一部分，其运行原理可以简化成图乙的“小球轨道”模型。AB段和两竖直圆轨道1、2均光滑，圆轨道1、2的半径分别为，，B、C为两圆轨道的最低点且略微错开可以使小球通过，BC段的动摩擦因数可调节，CD、DE、EF段平直轨道动摩擦因素均为，，，DE段与水平面的夹角，EF段平直轨道足够长。一个质量为的小球（视为质点），从右侧轨道的A点由静止开始沿斜面下滑，恰能通过第一个竖直圆轨道1（已知，重力加速度）试求：

图甲                                         图乙

（1）A点距BC水平轨道的高度h；

（2）要使小球恰好通过1轨道后，进入轨道2而不脱离第二个圆轨道，求BC段动摩擦因素可设计的范围；

（3）小球恰好通过2轨道后，沿轨道CDE运动到E处时，在光滑“挡板”作用下转变为水平方向直线运动，求小车在EF段停止的位置到E点的距离。（不考虑D、E点的能量损失）

21．（10分）如下图1所示，平行光滑金属轨道ABC和置于水平地面上，两轨道之间的距离，之间连接一定值电阻。倾角的倾斜轨道与水平轨道顺滑连接，为宽的矩形区域，区域内存在磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。质量，电阻的导体棒在倾斜轨道上与距离处静止释放，当经过时，右侧宽度为的矩形区域内开始加上如图2所示的磁场，已知，重力加速度。求：

（1）导体棒刚进入匀强磁场时，棒两端的电压U；

（2）导体棒离开匀强磁场B|时的速度大小v；

（3）整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热Q。

22．（10分）如图甲所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内且x轴沿水平方向，其第二象限内有一对平行金属板A、B，两板相距为d，两板之间有方向平行于板面并垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。第一象限某一矩形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。第四象限存在一未知电场。第三象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，在竖直方向存在交变电场。将一个倾角为的光滑绝缘斜面放置在此空间中。已知大量带电量均为的带电粒子从平行金属板左侧沿x轴正方向以相同的速度飞入平行金属板A、B之间。稳定后，某一质量为m的带电粒子能沿平行金属板中心线射出，经过第一象限的磁场偏转后进入第四象限未知电场做匀减速直线运动，恰好沿斜面进入第三象限，此时粒子速度为0，且此后一直在第三象限内运动。取带电粒子刚进入斜面时为时刻，电场变化如图乙所示，电场方向竖直向上为正，场强大小为。已知的大小数值上等于，且题中d、、、q、m、、为已知量，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用，则

（1）求稳定后两金属板之间的电势差；

（2）求带电粒子在第一象限磁场中做圆周运动的半径；

（3）求第一象限内磁场的最小面积与斜面倾角的函数关系式；

（4）若带电粒子在第19s内恰好没有离开斜面，19s后电场变为垂直斜面向上的匀强电场，电场大小变为，并在斜面末端安装一垂直斜面的荧光屏CE。已知小球在电场变化后的内打在荧光屏上，且与C点的距离为，求19s末带电粒子与斜面底端C点的距离L（计算结果用角度关系表示）

物理试题卷参考答案

实验题

17．（8分）

（1）C（2分）

（2）3.5（1分）    3.57（1分）     （2分）

（3）D（2分）

18．（6分，一空一分）

（1）A   B   D   F

（2）     3.75mA

19．（9分）

（1）

（2）

（3）

20．（12分）

（1）5m；

（2）或者

（3）距离E点

评分标准：

（1）（3分）小球恰好能过竖直圆轨道，则在最高点满足

联立解得

（2）（6分）小球恰好能过第2个竖直圆轨道最高点

或者

小球恰好在第2个竖直圆轨道圆心等高处速度为零

或者，

，

BC段动摩擦因素的范围：

或者

（3）（3分）

或

距离E点25.4m

21．（1）   

（2）   

（3）（5分）

22．（10分）

（1）稳定时，受力平衡：

且：

又∵由左手定则可知，一开始负电荷在A板聚集

∴

（2）设带电粒子在磁场中圆周运动半径为

1

则

（3）（2分）由几何关系易得：矩形磁场的长为，宽为

则磁场最小面积为

（4）（4分）

分析易得带电粒子在斜面上运动时奇数秒做匀加速直线运动，

加速度大小为，偶数秒做匀速圆周运动。

又∵小球在第19s内恰好没有离开斜面

∴易得19s末时带电粒子与斜面之间的弹力为0

设此时的速度大小为

则

且

∴

由配速法得：将

其中

∴19s以后粒子将做沿着斜面的匀速直线运动和匀速圆周运动

∵圆周运动半径为

∴

∴圆周运动对应的圆心角为，

到C点运动时间为

∴19s末时带电粒子与斜面底端C的距离

其中或写

（可用表示，可用表示）