届浙江省杭州地区含周边重点中学高三上学期期中考试 物理word版含答案.docx
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届浙江省杭州地区含周边重点中学高三上学期期中考试物理word版含答案
绝密★考试结束前
2022届浙江省杭州地区(含周边)重点中学高三上学期期中考试
高三年级物理学科试题
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班级、姓名、考场号、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。
选择题部分
一、选择题I(本题共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)
1.2021年9月22日是诺贝尔物理学奖得主、我国著名物理学家杨振宁先生(如图)的百岁诞辰。
杨振宁曾与米尔斯一起提出了“杨-米尔斯理论”,从该理论出发,可以将四种基本相互作用中的电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用统一到一起,为理论物理学的发展作出了重大贡献。
自然界中的四种基本相互作用除了上述提到的三种外,还有一种为
A.万有引力B.聚变作用C.裂变作用D.量子作用
2.2021年8月1日,在东京奥运会羽毛球女子单打决赛中,桐庐姑娘陈雨菲以总比分2:
1战胜对手获得金牌。
如图所示,在陈雨菲某次击球时,用球拍将球以原速率反向击出,则下列说法正确的是
A.击球过程中,球的动量未发生变化
B.研究球离开球拍后的运动轨迹时,不能将球视为质点
C.球离开球拍后在空中受到重力和空气作用力这两个力
D.击球时,球拍对球的弹力是由于羽毛球的形变而产生的
3.如图所示,两竖直放置的平行长直导线l1和l2中通以大小相等且方向向上的电流,其中a、b、c三点位于两导线所在平面内,a、b两点关于l1对称,b、c两点关于l2对称,b点位于l1和l2的正中间。
则
A.a、c两点的磁感应强度大小相等B.a、c两点的磁感应强度方向相同
C.a、b两点的磁感应强度大小相等D.b点的磁感应强度大于a点
4.利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半,这种方法称为半波整流。
某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的直流脉动电压图像,其周期、最大值、有效值分别为T、Um和U0。
若有另一直流脉动电压的最大值也为Um,但周期为2T,则该直流脉动电压的有效值为
A.2U0B.
U0C.U0D.
5.电流密度j可以用来精细地描述导体中各点电流的大小,其单位为A·m-2≥(A、m分别为安培和米的符号)。
理论分析表明,电流密度j与电场强度E之间存在如下关系:
E=ρj。
下列关于ρ的分析,可能正确的是
A.ρ是没有单位的物理量B.ρ是电阻率,单位为Ω·m
C.ρ是密度,单位为kg/m3D.ρ是电荷密度,单位为C/m3
6.如图所示,实线与虚线分别表示振动方向一致、频率相同的两列简谐横波的波峰和波谷。
此刻,M是波峰与波峰的相遇点,O是波谷与波谷的相遇点,N、P均为波峰与波谷的相遇点。
设这两列波的振幅分别为A1和A2,则下列说法正确的是
A.若A1=A2,则N、P两处的质点始终静止不动
B.若A1=A2,则OM中点处的质点始终静止不动
C.若A1≠A2,则O处质点的振幅为|A1-A2|
D.若A1≠A2,则N处质点的振幅为|A1+A2|
7.德布罗意提出实物粒子具有波动性,与实物粒子相联系的波称为德布罗意波,其波长与粒子的动量存在某种关系。
从静止开始先后经同一加速电场加速后的氘核和α粒子的德布罗意波波长之比为
A.1:
1B.1:
2C.
:
1D.2:
1
8.如图甲所示,某儿童玩具由卡通人物、轻质弹簧和发光小球三部分组成,这三部分自上而下紧密连接在一起。
将卡通人物固定在空中某处,用手托住小球竖直向上移动使弹簧处于压缩状态,如图乙所示。
现由静止释放小球,已知释放瞬间小球的加速度大小为
g(g为重力加速度),空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内,则小球
A.向下运动过程中机械能保持不变B.向下运动过程中机械能逐渐减少
C.释放瞬间,弹簧弹力为小球重力的
倍D.运动到最低处时,弹簧弹力为小球重力的
倍
9.下列四幅图依次为雷电击中避雷针(图甲)、全息影像(图乙)、调谐电路(图丙)、电子显微镜(图丁)。
关于这四幅图所涉及的物理知识,下列说法正确的是
A.图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B.图乙中全息影像的拍摄利用了光的干涉
C.图丙中的调谐电路主要是用来发射电磁波的
D.图丁中电子显微镜的分辨率与电子动量大小无关
10.2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。
此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入近地点高度200km,远地点高度348km,周期1小时30分钟的预定轨道,发射任务取得圆满成功。
已知地球半径约为6400km,万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,根据以上数据,可求得地球质量的数量级为
A.1022kgB.1024kgC.1026kgD.1028kg
11.如图所示,半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。
甲、乙两个小物块(均可视为质点)分别置于转台的A、B两处,OA、OB与OO'间的夹角分别为α=30°和β=60°。
转台静止时,甲、乙均不会下滑。
已知甲的质量是乙的两倍,重力加速度大小为g。
当转台从静止开始缓慢加速转动,直到其中一物块刚要滑动的过程中,下列说法正确的是
A.甲的线速度大小始终为乙的
倍B.甲所受向心力的大小始终为乙的2倍
C.陶罐对甲、乙所做的功相等D.当转台角速度为
时,甲、乙均有向内侧运动
12.如图所示,正方体ABCD-EFGH所处空间中存在匀强电场(图中未画出)。
在A、F两点分别放入正、负两等量异种点电荷甲和乙后,B点的场强变为零。
下列说法正确的是
A.原匀强电场的场强方向从A指向F
B.放入点电荷前,B点电势高于H点
C.放入点电荷前后,C点场强方向不变
D.放入点电荷后,再将甲从A点沿直线移至D点的过程,甲的电势能保持不变
13.电阻不可忽略的导电圆盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹,圆盘可绕固定点O在水平面内转动,其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力,空气阻力也忽略不计。
用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路,如图甲所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场,如图乙所示只在A、O之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场,两图中磁场的磁感应强度大小均为B,且磁场区域固定。
将图甲和图乙中的开关S1和S2闭合,经足够长时间后,两图中的圆盘转速均达到稳定。
则
A.从上往下看,圆盘沿顺时针方向转动
B.刚闭合开关时,图甲中的圆盘比图乙中的圆盘加速得快
C.将两图中的开关断开,图乙中的圆盘仍然匀速转动
D.将两图中的开关断开,图甲中的圆盘比图乙中的圆盘减速得快
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,选对但选不全的得1分,有选错的得0分)
14.2020年12月17日凌晨1时59分,嫦娥五号返回舱携带月壤样品成功着陆,标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。
月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”(
He)的化学元素,是核反应的重要原料之一、科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”,如果相关技术研发成功,将可为地球带来取之不尽的能源。
关于“氦3”与氘核的核反应方程为:
,下列说法正确的是
A.X是质子B.
H的结合能大于
He的结合能
C.该核反应的发生对温度无任何要求D.
He与X的质量之和小于
He与
H的质量之和
15.如图所示,矩形ABCD为一玻璃砖的截面,AB=
L、AD=2L。
该截面内一条单色光线a从A点射向BC中点E,刚好在BC发生全反射并直接射向D点。
该单色光的另一条与AE平行的光线b从AB上的P点(未画出)折射进入玻璃砖,光线经BC反射后直接射向CD的中点F。
已知真空中光速为c,则下列说法正确的是
A.玻璃砖的折射率为
B.光线b第一次打在BC面上时发生全反射
C.光线b第一次打在CD面上时发生全反射
D.光线b第一次从P点传播到F点用时为
16.图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,其中F的最大值Fmax=1.02N。
已知摆球质量m==100g,重力加速度取9.8m/s2,π2取9.8,不计摆线质量及空气阻力。
下列说法正确的是
A.单摆周期为0.8sB.单摆摆长为0.64m
C.F的最小值Fmin=0.96ND.若仅将摆球质量变为200g,单摆周期不变
非选择题部分
三、非选择题(本题共6小题,共55分)
17.(6分)
(1)利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验,下列说法正确的是(多选)。
A.探究“速度随时间变化规律”的实验中,不需要平衡摩擦力
B.探究“功和速度变化关系”的实验中。
不需要平衡摩擦力
C.探究“加速度和力、质量的关系”实验中,需要平衡摩擦力
D.利用该实验装置,只要平衡摩擦力,就可以用来做“探究机械能守恒定律”实验
(2)在探究“加速度和力、质量的关系”实验中,打出了一条纸带,如图所示,已知打点计时器的频率为50Hz,每两个计数点间有四个点未画出,则小车的加速度为m/s2。
(3)如图所示,在做双缝干涉实验时,小庆同学发现目镜中干涉条纹与分划板的刻度线始终有一定的角度,下列操作可以调整分划板刻度线与干涉条纹平行的是(单选)。
A.旋转单缝B.拨动拨杆C.将光源更靠近单缝D.旋转毛玻璃处的测量头
18.(8分)某实验小组欲测量一个电阻Rx和一个电池组的电动势E和内阻r,根据电池组的标识,电动势约为6V。
现有如下实验器材:
电流表A(量程0-100mA,阻值约为5Ω)、电压表V1和V2(量程均为0-6V,阻值约为20kΩ)、滑动变阻器R1(阻值0-5Ω)、滑动变阻器R2(阻值0-300Ω)、开关一个、导线若干。
(1)某成员用多用电表测量待测电阻的阻值,如图甲所示,测得待测电阻的阻值Rx=Ω。
(2)实验小组共同设计了如图乙所示的实验电路,滑动变阻器应选用(填“R1”或“R2”)。
(3)测量并记录多组电压表V1、V2和电流表数据:
U1、U2、I。
根据测量数据作出的U1-I图像如图丙所示,由图像可知,电源电动势E=V,电源内阻r=(结果均保留两位有效数字)。
(4)用U1、U2、I表示待测电阻的阻值,Rx=,考虑电表内阻对测量结果的影响,实验中待测电阻Rx的测量值与真实值相比(填“偏大”或“偏小”)。
19.(9分)在t=0时刻将质量m=0.5kg的小球从距地面一定高度处以初速度v0竖直向上抛出,在第3s末落地。
已知小球在空中运动的v-t图像如图所示,小球所受空气阻力的大小恒定,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球所受空气阻力的大小;
(2)v0的大小;
(3)小球从抛出到返回至抛出点的过程中所受空气阻力的冲量大小。
20.(12分)如图所示,水平地面上固定一倾斜放置的弹射器,地面上方有一条水平轨道BCE和一个竖直光滑圆轨道相切于C点(圆轨道在C点前后略有错开,图中未画出),水平轨道BC段光滑,CE段粗糙且长度L=4.8m,水平轨道最右端E处固定一弹性挡板。
现有一小物块从弹射器A点弹出,弹出时的速度与水平方向的夹角θ=37°,物块恰好沿水平方向从B点进入水平轨道BCE,并恰能经过圆轨道最高点D。
已知物块从A点运动到B点的时间t=0.6s,重力加速度g=10m/s2,物块与挡板碰撞前后的速度等大反向,空气阻力不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求物块经过B点时的速度大小vB;
(2)求圆轨道半径R;
(3)设物块与轨道CE间的动摩擦因数为µ,物块最终停下的位置与C点的距离为x,要使物块至少与挡板碰撞一次且运动过程中始终不脱离圆轨道,求x与µ的关系。
21.(10分)某发光元件D的伏安特性曲线如图甲所示,元件在达到正向导通电压U0=2.5V后才能够发光。
为了简化问题,可认为发光后元件两端电压保持为UD=2.5V不变(UD附近伏安特性曲线的斜率极陡),电压小于UD或加反向电压时,元件均处于截止状态。
将该元件通过水平直导线MN垂直接入水平平行导轨中,如图乙所示,该导轨间距L=0.5m,MN右侧0.5m处有一根质量m=0.5kg的导体棒PQ放置在导轨上,与导轨始终垂直且接触良好,紧接PQ右侧的导轨间交替分布着竖直方向、磁感应强度B=1.0T,宽度d=0.55m的匀强磁场(编号分别为1、2、3……),除发光元件外,其余电阻不计,导轨足够长。
已知导体棒PQ与水平导轨间的动摩擦因数µ=0.2,重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计。
开始时在PQ左侧空间里施加一竖直向上均匀增加的匀强磁场,元件恰好能导通发光。
(1)判断流过元件D的电流方向,并求出PQ左侧磁场的磁感应强度随时间的变化率
;
(2)撤去PQ左侧磁场的同时给PQ施加一个水平向右、大小F=6N的恒力,求元件D
①再次发光时PQ所在的磁场区域编号n的值;
②最终的闪烁周期T(连续明暗一次的时间)。
(提示:
当PQ进入某一编号的磁场所产生的感应电动势大于UD且能使元件导通时,PQ会在安培力作用下瞬间减速,电动势立即变为UD,减速时间忽略不计)
22.(10分)为了研究带电粒子在磁场中的运动情况,设计了如图甲所示的封闭装置。
该装置由一个边长为L的立方体和一个直径、高均为L的半圆柱叠加而成,半圆柱的正方形平面与正方体的上表面重合,装置内部是空心的。
以正方体上表面中心O为坐标原点,垂直正方体的三个侧面分别建立x、y、z坐标轴。
装置内部存在磁场,磁感应强度沿x、y、z方向的分量Bx、By、Bz随时间变化的规律如图乙所示,B0已知。
O处有一正离子源,该离子源以同一速率不断沿x轴正方向发射电量为+q、质量为m的离子。
已知t=0时刻发射的离子恰好沿z轴负方向撞击装置内壁,T=
,不考虑离子间的碰撞、相互作用及离子重力,也不考虑因磁场突变所产生的电场对离子运动的影响,离子撞击到装置内壁后立即被吸收。
(1)求离子发射时的速率v;
(2)求t=
时刻发射的离子
①在t=T时刻的位置,用坐标(x,y,z)表示;
②在磁场中做匀速直线运动的时间。
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