2021届高三9月联考物理试题 含答案

2020～2021 学年浙江省百校联考 物理选考科目试卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 7 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸 规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上 的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用 2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关公式或参数：重力加速度 g 均取 10m/s2.。 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．下列物理量的单位用国际单位制的基本单位表示正确的是（ ） A. 力 N B. 电流 A C. 磁通量 Wb D. 磁感应强度 T 2．下列物理量的值中负号表示大小的是 A． B. C. D. 3. 下列说法正确的是 A．伽利略发现了自由落体规律，牛顿提出了把实验和逻辑推理有机结合的科学研究方法 8pE J= − 3F N= − 21 / sa m= − 5W J= −B．开普勒提出了行星运动的三大规律，第谷测定了万有引力常量 C. 库仑精确测定了元电荷的数值，并提出库仑定律。 D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第最早提出了电场中“场”的概念 4．对图中人拉弓射箭的情形说法正确的是 A．手对弦的力是由于手发生形变产生 B．手对弦的力大于弦对手的力，所以能拉弓 C．箭在离开弓之前一直做加速运动 D．拉弓过程中箭的弹性势能增加了 5. 在离地一定高度把 4 个水果以不同的速度竖直抛上去，不计空气阻力，1s 后，4 个水果均没着地， 则下列 4 个水果中 1s 后的速率最大的是 6. 已知自行车骑行时所受的阻力和人、车总重的比值是k=0.02，那么人在正常骑车的时的功率大约 为 A．10-3kW B.0.1kW C.1kW D.10kW 7. 在 LC 振荡电路中,某时刻电容器 C 中的电场方向和线圈 L 中的磁场方向如图所示,则此时 A.电容器正在放电 B.电容器两端电压正在增大 C.电场能正在转化为磁场能 D.回路的电流正在变大 8. 2020年7月31日中国北斗地三号全球系统正式开通，如图,a、b 是正在不同轨道上绕地心做匀速圆周运动的两颗卫星,它们的轨道半径分别为ra和rb(ra>rb),运行周 期分别为 和 .所受到的地球的引力为 和 ,下列判断一定正确的是 A．a、b 均处于超重状态 B． < C． < D． 9．如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，R1 为定值电阻，R2 为气敏电阻。R2 的阻值随 酒精气体浓度的变化曲线如图乙，电源电动势保持不变。若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度 越小，则 A．测试仪中电压表的示数越大 B．测试仪中电流表的示数越小 C．电路消耗的总功率越大 D．电压表与电流表示数的比值越大 10.有一种磁悬浮地球仪，通电时，地球仪会悬浮起来（图甲），实际原理是如图乙所示，底座是线 圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来，则下列叙述中正确的是 A．地球仪只受重力作用] B．电路中的电源必须是交流电源 C．电路中的 a 端点须连接直流电源的正极 D．若只增加环绕软铁的线圈匝数，可增加地球仪飘 浮的最大高度 11．质量为1kg 的物体在一平面内做曲线运动，相互垂直的x、y 方向上的速度随时间变化图象分别 如图所示。下列说法正确的是 A．质点的初速度为5m/s aT bT aF bF aT bT aF bF 3 3 2 2 a b a b r r T T = 图甲 图乙B．质点所受的合外力为1.5N C．2s 末质点速度大小为7m/s D．2s 末质点速度大小为与y 方向成370角 12. 一光滑圆弧面 ABD，水平距离为 L，高为 h（L>>h），小球从顶端 A 处静止释放，滑到底端 D 时 时间为 t1，若在圆弧面上放一块光滑斜面 ACD，则小球从 A 点静止释放，滑到 D 的时间为 t2， 则 A．t2=t1 B. C. D. 13. 如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸 面向里。三个带质量相等的小球，分别带上不等量的正电荷，电荷量分别为 、 、 。已知 在该区域内，a 在纸面内向右做匀速直线运动，b 在纸面内做匀速圆周运动，c 在纸面内向左做匀 速直线运动，三球速度大小相等，下列选项正确的是 A. B. C. 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，选对但不选全的得 1 分，有选错的得 0 分） 14 下列说法中正确的是 A. 大阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 B. 用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率更高 C. β射线是原子核外的电子释放出来的 D．铀核发生裂变释放能量，所以裂变后的核子的比结合能减小 15．在玻尔的氢原子模型中，处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射 2 12t t= 2 1 4t tπ= 2 1 3t tπ= aq bq cq c b aq q q> > a b cq q q> > c a bq q q> > b a cq q q> >出 a、b 两种可见光，两束光通过相同的双缝干涉装置后在屏上出现如图所示的图样，则 A. 产生 a 光的能级之差比产生 b 光的能级之差大 B. 若 a 光能使某金属发生光电效应，则 b 光一定也可以 C. 这两束光从玻璃射向真空时,其临界角 Ca >Cb D. a 光子的动量大于 b 光子的 16.一机械波沿 x 轴传播，图 1 为 t=0 时的波动图像，图 2 为 x=5 m 处 A 质点的振动图像，此时 P、Q 两质点的位移均为-1m，则 A．这列波向 x 轴正向传播，波速为 B．t=0.1 s时，P质点回到平衡位置 C．t=0.2 s 时，P、Q 质点加速度相同 D．这列波的波动方程为 cm 非选择题部分 三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分） 17．（7 分）利用如图所示的实验装置，可以进行“探究做加速度和力、质量的关系”实验， m/s3 5 )2 π 10 πsin(2 += xy 电火花计时器 纸带 小车 细绳 托盘 第 17 题图（1）小车在运动中会受到阻力，可以使木板略微倾斜作为补偿，在平衡小车摩擦力的过程中， 小车应连接 ▲ A.纸带 B.托盘 C. 纸带和托盘 （2）探究加速度与力的关系时，托盘内所放的重物应该选择 ▲ （填写下面三图中所选器 材的名称） 砝码 大钩码 重锤 （3）某同学通过如图甲装置进行探究，实验中得到了如图所示的一条纸带，取 O,A,B,C,D 五个 计数点，从纸带上可得，小车的加速度为 ▲ m/s2 （保留 2 位小数） （4）某同学做了两次实验得出 a-F 图象中甲、乙两条线，则下列判断正确的是 ▲ A．甲实验斜面倾角过大 B．乙实验斜面倾角过大 C．甲实验小车的质量大于乙实验小车质量 D．乙实验小车的质量大于甲实验小车质量18.如图甲所示，将一根铜棒和一根锌棒插入一只苹果内，就成了一个简单的“水果电池”。小 明同学做了两个这样的水果电池，并依次进行以下实验: 图甲 图乙 （1）用多用电表的直流电压(0〜2.5V)挡粗测其中一个水果电池的电动势，指针位置如图乙 所示， 其示数为 V。 （2）将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，小灯泡不能发光。 再将多用电表串联在电路中测量电流，发现读数不足 3mA。小灯泡不发光的原因是此电池组的 ________(填字母)。 A.水果电池的电动势太大 B.水果电池的电动势太小 C.水果电池的内阻太大 D.小灯泡的电阻太大 （3）用如图丙所示的电路测量该电池组的电动势和内阻，已知定值电阻 R0=990Ω ，两只电流表 规格相同（30mA,10Ω）。若身边有两种规格的滑动变阻器:A(0〜30Ω )、B(0〜3kΩ )， 实验 中应该选用的滑动变阻器是 (填“A”或“B”)。 （4）根据图丙电路图，请用笔画代替导线将右边电路补充完整。19．（9分）新型冠状病毒引发的武汉乃至全国肺炎疫情，受到举国上下极大关注。在这场生死时速 的战“疫”中，武汉部分医院出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人，它们灵活 的穿梭在医院的隔离区，担负起为患者送餐、送药等职责。现有机器人“小易”在医护人员选 择配送目的后，就开始沿着测算的路径出发，在加速启动的过程中“小易”发现正前方站一个 人，立即制动减速，恰好在人前停下。“小易”从静止出发到减速停止的v—t图像如图所示， 可视为两段匀变速直线运动，运动总时间为2s，行驶过程的最大速度是5m/s。已知减速运动的 加速度大小是加速运动的加速度大小的3倍，“小易”（含药物m=300g）的总质量M＝60kg，运 动过程始终受到恒定的阻力Ff＝20N。(g=10m/s2)求： （1）“小易”加速过程与减速过程的加速度大小 （2）制动过程的制动力大小（不含阻力） （3）加速过程中水平托盘对药物的作用力大小20．（12 分）如图所示，AB 是倾角θ=450 的倾斜轨道，BCE 是一个水平轨道，竖直平面内的光滑圆 形轨道最低点与水平面相切于 C 点，A 端固定一轻质弹簧，P 点与 B 点的水平距离 L=4m，BC 两 点间的距离 d=2m，圆形轨道的半径 R=2m。一质量 m=2kg 的小物体，压缩弹簧后从 P 点由静止释 放，恰好能沿圆形轨道一圈后向右离开（C 与 略微错开，间距忽略）。物体经过 B 点时无机 械能损失，小物体与倾斜轨道 AB、水平轨道 BC，CE 之间动摩擦因数都是μ=0.1，水平轨道离 水平地面 FG 高度差为 h=5m，且 F 点为 C 点的水平投影位置，求 （1）压缩弹簧到 P 点时弹簧的弹性势能 （2）小物体到 C 点时对轨道的压力 （3）改变 CE 的长度，若落点为 G，则求 FG 的最大值 C′ C′ 21（10 分）为了研究导体棒在磁场中的运动,某研究小组设计了两间距 d=1m 的平行金属导轨, 装置如图所示,倾斜光滑轨道倾角为 300,上端接有一个电源（电动势为 E=5V，内阻 r=1Ω），一个电 容器（C=0.25F），和一个电阻（R=0.8Ω），单刀开关可以分别与 1，2，3 相连，导轨中间分布着 垂直斜面向下的匀强磁场 B=1T，把磁场分成宽 L=2m 的等间距三部份，开始时开关接 1 位置，导体 棒恰好能静止在磁场上边缘 A 处，接着把开关瞬间打到 2 位置，导体棒向下运动，当导体棒刚好到 C 位置时，把开关瞬间打到 3 位置，导体棒继续运动，当导体棒刚好运动到 D 位置时，把开关瞬间 打到 1 位置，导体棒继续运动到 E 处，除电源和电阻外，其他不计电阻，导体棒运动过程中始终垂 直导轨，求 （1）导体棒的质量 m （2）导体棒运动到 C 处时的速度大小 （3）求导体棒从 C 到 D 过程中电阻 R 上产生的热量 （4）求导体棒运动到 E 处的速度大小1 2 3 B A C D E E，r L L L22（10 分）回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D 形盒半径为 R，两盒间距很小， 带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为 B0 的匀强磁场与盒面垂直。A 处粒子源产生的粒 子质量为 m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压 u 随时间的变化关系如图所示，加速过程 中不考虑相对论效应和变化电场对磁场分布的影响。出口处与圆心距离为 R， （1）估算该离子离开加速器出口处时获得的动能 EK （2）求 t=T/8 粒子开始从静止被加速到出口，和 t=T/4 粒子从静止开始加速到出口处所需的时间之比 （3）若 D 形盒足够大，粒子在 t=T/8 开始从静止加速，请写出第一次加速后在磁场中做圆周运动的 圆心到 A 点的距离和第 n 次加速后在磁场中做圆周运动的圆心到 A 点的距离 （4）实际使用中，磁感应强度 B 会出现波动，若在 t=T/4 时粒子第一次被加速，要实现连续 n 次加 速，求 B 可波动的最大范围。选考模拟卷答案 一、选择题（本题共 16 小题） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 B A D A A B B D C D B C A 14 15 16 AB AD BD 二、非选择题部分 17.（1）A （2）砝码 （3）0.94 (4)BD 18.（1） 0.70 （2）C （3）B （4） 19.解析：(1)设加速过程的加速度为 a1,减速过程的加速度为 a2， 则 所以 （1 分） 及 得 t1=1.5s t2=0.5s （1 分） 所以 =10 3 =3.33m/s2 （1 分） 1 1 2 2a t a t= 1 2 2 1 3 1 t a t a = = 1 2 2t t s+ = 1 1 mva t ==10m/s2 （1 分） (2)制动过程中的制动力为 F 制 则 （1 分） 得 （1 分） (3)加速过程中，水平托盘对药物的支持力为 =3N （1 分） 加速运动，故水平托盘对药物的摩擦力大小为 =1N （1 分） 所以水平托盘对药物的作用力大小 = 10푁 （1 分） 20（1）小物体从 P 点到 D 点的过程 （1 分） （1 分） 得 （1 分） （2）从 C 到 D 点， （1 分） C 点时： （1 分） 得 （1 分） 根据作用力与反作用力关系可知对轨道的压力为 （1 分） 2 2 mva t = 2fF F Ma+ =制 580F N=制 NF mg= 1f ma= 2 2 N F F f= + 2 P 1(tan 2 ) ( ) 2 DE mgL R mg L d mvθ µ+ − − + = 2 Dvmg m R = 32pE J= 2 21 12 2 2D Cmg R mv mv− = − 2 C N vF mg m R − = 120NF N= 120NF N′ =方向：垂直向下 （3）设 CE 为 s，E 点的速度 vE （1 分） 过 E 点后做平抛运动 得 t=1s （1 分） 得 （1 分） FG 的距离为 （1 分） 设 则 所以 最大值为： （1 分） 21（1）由平衡条件知，初始时刻 mgsinθ=BId I= E r （1 分） 得 代入数据得 m=1kg。 （1 分） （2）开关拨向 2 后，导体棒开始在磁场中运动，当速度为 v 时， 由牛顿运动定律得 mgsinθ-BId=ma I=Δq Δt q=CU U=Bdv （1 分） 可得 =4m/s2 （1 分） 所以从 A 到 C 处做匀加速运动， =4m/s （1 分） 2 21 1 2 2E Cmg mv mvµ− = − 21 2h gt= Ex v t= 100-2x s= FG =s+ 100 2L s− 100 2x s= − 2100 2 xs −= 2 FG 100= +2 xL x − PG =50.5mL sin BEdm gr θ= 2 2 sinmga m CB d θ= + 2cv aL=（3）在 CD 间由于 此时 v=4m/s，故刚好在 CD 间做匀速运动， （1 分） 重力势能的减小时即为电路中产生的焦耳热 （1 分） （4）进入第 DE 区域后，导体棒受到重力、弹力、安培力，其动力学方程可写作 mgsinθ-BId=ma 其中 （1 分） 因为 ， 所以上式可以简化为 （1 分） 可等效为导体棒在仅受安培力作用下的运动 其中 上式可以化简为 ，得 （1 分） 22 解：（1）圆周运动的最大半径约为 R （1 分） （1 分） （2）两次加速的电压比为 1:2，设加速 n 次 （1 分） （1 分） （3）设第一、二次圆周运动的半径为 r1 和 r2 第一次加速 （1 分） 2 2 sin B d vmg R θ = sin 10RQ mgL Jθ= = E BdvI r += sin BEdmg r θ = 2 2B d v mar − = ( )E DBqd m v v− = − BdLq r = 2 2 ( )E D B d L m v vr − = − 2 /Ev m s= R vmqvB 2 = m qBRmvEk 2 )( 2 1 2 2 == m qBRnqU 2 )( 2 0 = 0 22 2mU RqBn = 0 2 22 U BRTnt π== 1 2 01 02 2 1 == U U t t 20 1 1 2 2 Uq mv= 01 1 1 mUmvr qB B q = = 11 rx = 第 二 次 加 速 第三次加速 可知经过 n 次加速后 若加速次数为奇数次， 故 （1 分） 若加速次数为偶数次， 故 （1分） （4）设磁感应强度偏小时为 B1，圆周运动的周期为 T1 （1 分） 设磁感应强度偏大时为 B2，圆周运动的周期为 T2 （1 分） 故 B 的波动范围为 n=2、3…… （1 分） 20 2 12 2 2 Uq mv= 02 2 1 21 2mUmvr rqB B q = = = 1212 )22(2 rrrx −=−= 20 3 13 2 2 Uq mv= 3 0 3 1 31 3mv mUr rqB B q = = = 3 1 2 3 12 2 (2 2 2 3)x r r r r= − + = − + 1nr nr= q mU Bnnrrrrxn 0 4321 1)1232222(2222 +−−⋅⋅⋅+−=⋅⋅⋅⋅−+−= q mU Bnnrrrrxn 0 4321 1)1232222(2222 −−+⋅⋅⋅+−=⋅⋅⋅⋅−+−= 4)22(1- 1 TTTn =−）（ Tn nT ）（ 1-2 1-2 1 = Bn nB 1-2 1-2 1 ）（= 4)22(1- 2 TTTn =−）（ Tn nT ）（ 1-2 3-2 2 = Bn nB 32 1-2 2 −= ）（ Bn nBBn n 32 1-2 1-2 1-2 −≤≤ ）（）（