浙江省Z20联盟2021届高三下学期物理第三次联考试卷

试卷更新日期：2021-06-02 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、研究跳高运动员过杆动作时应把运动员看成质点 B、运动员在某次比赛中用25s跑完200m，“25s”是时间，“200m”是位移大小 C、位移为矢量，位移的方向即质点运动的方向 D、物体通过的路程不相等，但位移可能相同

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2. 下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是（）

A、电量： $J / V$ B、电功率： $V \cdot A$ C、磁感应强度 $\frac{kg}{A \cdot s^{2}}$ D、功率： $N \cdot m \cdot s^{- 1}$

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3. 物理学中的万有引力定律、电荷间的相互作用定量规律、电流的磁效应、原子核具有复杂结构分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是（）

A、开普勒、库仑、洛伦兹、贝克勒尔 B、牛顿、库仑、奥斯特、贝克勒尔 C、卡文迪许、库仑、奥斯特、贝克勒尔 D、牛顿、库仑、安培、卢瑟福

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4. 如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度v分别沿竖直向上和水平方向地出，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（）

A、两小球落地时速度相同 B、两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C、从小球抛出到落地，重力对两小球做的功相等 D、从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率相等

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5. 打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为 $μ_{1}$ ，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为 $μ_{2}$ ，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法错误的是（）

A、第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左 B、第10张纸与第11张之间的摩擦力大小可能为 $μ_{2} (F + 10 m g)$ C、第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为 $μ_{2} (F + m g)$ D、若 $μ_{1} = μ_{2}$ ，则进纸系统不能进纸

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6. 在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和2v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时与乙球落至斜面时相比较（）

A、速度方向不同 B、下落高度为 $1 ： 2$ C、速率之比为 $1 ： 2$ D、水平距离之比为 $1 ： 2$

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7. 如图， $∠ M$ 是锐角三角形 $P M N$ 最大的内角，一正点电荷固定在P点。下列说法正确的是（）

A、沿 $M N$ 边，从M点到N点，电场强度逐渐减小 B、沿 $M N$ 边，从M点到N点，电势先减小后增大 C、将负检验电荷从M点移动到N点，电势能先减小后增大 D、将正检验电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

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8. 如图所示是卫星绕不同行星在不同轨道上运动的 $\lg T - \lg r$ 图像，其中T为卫星的周期，r为卫星的轨道半径。卫星M绕行星P运动的图线是a，卫星N绕行星Q运动的图线是b，若卫星绕行星的运动可以看成匀速圆周运动，则（）

A、直线a的斜率与行星P质量有关 B、行星P的质量大于行星Q的质量 C、卫星M在1处的向心加速度小于在2处的向心加速度 D、卫星M在2处的向心加速度小于卫星N在3处的向心加速度

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9. 如图所示，物体A左侧为粗糙的竖直墙面，在竖直轻弹簧作用下，A、B保持静止。若在A的上方施加一竖直向下的作用力F，使A缓慢下移一小段距离在此过程中（）

A、A可能相对B向下滑动 B、墙对A的弹力会慢慢变大 C、墙壁对A的摩擦力变小 D、B对A的作用力不断变大，方向始终为竖直向上

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10. 海底通信电缆通电后会产生磁场，科学家为了检测某一海域中磁感应强度的大小，利用图中一块长为a、宽为b、厚为c，单位体积内自由电子数为n的金属霍尔元件，放在海底磁场中，当有如图所示的恒定电流I（电流方向和磁场方向垂直）通过元件时，会产生霍尔电势差 $U_{H}$ ，通过元件参数可以求得此时海底的磁感应强度B的大小（地磁场较弱，可以忽略）。下列说法正确的是（提示：电流I与自由电子定向移动速率v之间关系为 $I = n e v b c$ ，其中e为单个电子的电荷量）（）

A、元件上表面的电势高于下表面的电势 B、仅增大霍尔元件的宽度b，上、下表面的电势差不变 C、仅增大霍尔元件的厚度c，上、下表面的电势差不变下表面 D、其他条件一定时，霍尔电压越小，则该处的磁感应强度越大

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11. 如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（）

A、电动机消耗的总功率为 $E I$ B、电动机的效率为 $\frac{U}{E}$ C、电源的输出功率为 $E I - I^{2} R$ D、电源的效率为 $1 - \frac{I r}{E}$

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12. 如图甲所示，O点为振源， $O P = s$ ， $t = 0$ 时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为质点P的振动图像。下列判断中正确的是（）

A、 $t = 0$ 时刻，振源O振动的方向沿y轴负方向 B、 $t = t_{2}$ 时刻，O点的振动方向沿y轴正方向 C、这列波的波速为 $\frac{s}{t_{2} - t_{1}}$ D、这列波的波长为 $\frac{s (t_{2} - t_{1})}{t_{1}}$

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13. 如图所示，在光滑的水平面上，放置一边长为l的正方形导电线圈，线圈电阻不变，右侧有垂直水平面向下、宽度为2l的有界磁场，建立一与磁场边界垂直的坐标轴 $O x$ ，O点为坐标原点。磁感应强度随坐标位置的变化关系为 $B = k x$ （k为常数），线圈在水平向右的外力F作用下沿x正方向匀速穿过该磁场。此过程中线圈内感应出的电动势e随时间t变化的图像（以顺时针为正方向），拉力F的功率P随线圈位移x变化的图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

14. 用细绳拴一个质量为m带正电的小球B，另一个也带正电的小球A固定在光滑绝缘的竖直墙上，A、B两球离地面的高度均为h。小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，如图所示，现将细绳剪断并同时释放A球后（）

A、小球B在细绳剪断开始做平抛运动 B、小球B在细绳剪断瞬间加速度大于g C、小球B落地的时间小于 $\sqrt{\frac{2 h}{g}}$ D、小球B落地的速度大于 $\sqrt{2 g h}$

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15. a、b两种可见光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在 $1.62 eV$ 到 $3.11 eV$ 之间，下列说法正确的是（）

A、a光的波长比b光的短 B、单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大 C、若a光是氢原子从 $n = 4$ 跃迁到 $n = 2$ 能级时发出的光，则b光可能是从 $n = 5$ 跃迁到 $n = 2$ 能级时发出的光 D、用 $E_{k} = 12.8 eV$ 的电子去轰击基态的氢原子，可能得到两种频率的可见光

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16. 截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜，这种棱镜在光学仪器中广泛用于改变光的传播方向。如图所示，一束宽度为L的单色平行光束射向全反射棱镜 $A C$ 面的 $A P$ 部分，光束平行于 $A B$ 面入射，由P点入射的光线恰好直接射到B点，其余光线经 $A B$ 面发生一次全反射后从 $B C$ 面射出。已知棱镜对该光的折射率为 $n = \sqrt{2}$ ，光在真空中的传播速度为c， $\sin 15 ° = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}$ ，则（）

A、光在棱镜中的传播速度为 $\frac{\sqrt{2}}{2} c$ B、光在棱镜中发生全反射的临界角为 $45 °$ C、从 $B C$ 面出射的光，在棱镜中的传播时间均为 $\frac{2 (\sqrt{3} + 1) L}{c}$ D、光束从 $B C$ 面出射后仍平行，宽度变为 $\frac{\sqrt{2}}{2} L$

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三、实验题

17. 在《验证机械能守恒》的学生实验中

(1)、已提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验，除了所给的器材，还需要从图1中选取的实验器材名称是，从图2中应选取的重物是。

(2)、某同学按照正确操作选的纸带如图3所示，其中O是起始点， $A B C$ 是打点计时器连续打下的3个点，打点频率为 $50 Hz$ ，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位： $cm$ ），重锤的质量为 $m = 0.2 kg$ ，根据以上数据当打点计时器打到B点时，重物的动能为J。（计算结果保留三位有效数字）

(3)、某同学根据正确的实验操作得到多组数据，画出了 $h - \frac{v^{2}}{2}$ 的图像（图4），根据图像求出当地的重力加速度g，以下表达式正确的是___________。

A、 $g = \tan θ$ B、 $g = \frac{1}{\tan θ}$ C、 $g = \frac{2 h_{1}}{v_{1}^{2}}$ D、 $g = \frac{v_{2}^{2} - v_{1}^{2}}{2 (h_{2} - h_{1})}$

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18. 某同学用电阻箱、多用电表、理想电流表、开关和导线测量一个热敏电阻的伏安特性曲线及一个电池组的电动势和内阻。

(1)、他设计了如图1所示的电路，并用多用电表的电压档测热敏电阻两端的电压，测量时多用电表的红表笔应与热敏电阻的线脚接触（填“a”或“b”）；

(2)、图2为某一次测量过程中的情景，此次测量的读数为V；

(3)、该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验，闭合开关，调节电阻箱，记录不同情况下多用电表示数U₁、电流表的示数I和电阻箱的阻值R，在U-I坐标系中，将各组U₁、I的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线，如图丙中曲线所示，从图中可知，随着电流的增大，热敏电阻的阻值(填“变大”或“变小)

(4)、利用(3)中记录的数据，可以用公式 $U_{2} = U_{1} + I R$ 算出电源的路端电压U₂ ，将各组的U₂和I的数据描绘在U-I坐标系中，如图丙中直线所示，根据图象分析可知，电源的电动势E =V，内电阻r = $Ω$ (结果保留两位有效数字)

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四、解答题

19. 如图所示，在车厢和地面之间搭块木板，构成一个倾斜的面，车厢离地面高度 $H = 1.5 m$ 。箱子体积很小，可以看做质点，箱子质量 $m = 40 kg$ 。箱子从木板顶端静止释放，滑到斜面底端时速度不可以超过 $v = 1 m / s$ 。为了计算木板至少需要多长，小珂同学把木板平放在水平地面上，箱子放在木板上，发现用 $F = 290 N$ 的水平推力恰能使箱子做匀速运动（木板没有滑动， $g = 10 m / s^{2}$ ）

(1)、求箱子与木板间的动摩擦因数；

(2)、求木板至少需要多长；

(3)、若滑到斜面底端速度恰为 $1 m / s$ ，箱子与地面的动摩擦因数为0.5，箱子从斜面进入水平面时，只保留水平分速度，求箱子从静止释放到在水平地面上停止所用的时间。

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20. 小珂在游乐场游玩时，发现过山车有圆形轨道也有水滴形轨道，想到了教材必修2上有如下表述：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。尽管这时曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看做圆周运动的一部分（注解：该一小段圆周的半径为该点的曲率半径）。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了（如图所示），小珂设计了如图所示过山车模型，质量为m的小球在A点静止释放沿倾斜轨道 $A B$ 下滑，经水平轨道 $B C$ 进入半径 $R_{l} = 0.8 m$ 的圆形轨道（恰能做完整的圆周运动），再经水平轨道 $C E$ 进入“水滴”形曲线轨道 $E F G$ ，E点的曲率半径为 $R_{2} = 2 m$ ，并且在水滴形轨道上运动时，向心加速度大小为一定值，F与D等高。忽略所有轨道摩擦力，轨道连接处都平滑连接，水滴形轨道左右对称。（ $g = 10 m / s^{2}$ ）

(1)、求小球释放点A距离水平面的高度H；

(2)、设小球在圆形轨道上运动时，离水平面的高度为h，求向心加速度a与h的函数关系；

(3)、设小球在水滴形轨道上运动时，求轨道曲率半径r与h的函数关系（h为小球离水平面的高度）。

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21. 如图所示，在水平桌面上放置两根光滑平行金属导轨 $a b$ 与 $c d$ ，金属导轨足够长，阻值为 $R = 4 Ω$ 的电阻和开关k串联与导轨的a、c端相连。金属滑杆 $M N$ 垂直于导轨并可在导轨上滑动，质量为 $m = 1 kg$ 。整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小未知。金属滑杆与导轨电阻不计，金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后，与一质量为 $M = 2 kg$ 的物块相连，用外力固定金属滑杆 $M N$ ，当开关不断开时，从静止开始释放金属滑杆 $M N$ ，物块速度达到 $v_{0} = 2 m / s$ 时闭合开关k，金属滑杆和物块一起做减速运动，经过时间 $t = 5 s$ ，它们已经达到匀速运动状态，匀速状态时流过导体棒的电流为 $I = 1 A$ ，金属滑杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。

(1)、求闭合开关瞬间，流过导体棒的电流方向；

(2)、求导体棒匀速时的速度大小v；

(3)、求物块M在开关闭合后 $t = 5 s$ 内下落的高度；

(4)、小珂同学在电阻R两端并联一个电容器，电容大小为 $C = 5000 μ F$ ，重做这个实验，在其他条件不变的情况下，求导体棒匀速下落的速度v和此时电容器所带的电荷量q。

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22. 如图所示，在一竖直平面内有水平匀强磁场，磁感应强度B的方向垂直该竖直平面向里，让质量为m，电荷量为q（ $q > 0$ ）的粒子从坐标原点O沿竖直平面以不同的初速度和方向入射到该磁场中，在竖直平面内还有一竖直向上匀强电场，场强大小 $E = \frac{m g}{q}$ ，a点坐标为 $(L ， 0)$ ，L未知。

(1)、若 $L = m v / q B$ ，发现初速度大小为 $v_{0}$ 的粒子恰好能够打中a点，求粒子初速度与x轴正方向的可能夹角值；

(2)、撤去电场E，只考虑从坐标原点水平向右射入磁场的粒子，小珂同学发现，无论L取什么值，均可使粒子经直线运动通过a点，试问v应取什么值；

(3)、撤去电场E，只考虑从坐标原点水平向右射入磁场的粒子，若v为第（2）问可取值之外的任意值，则L取哪些值，可使q必定会经曲线运动通过a点；（v已知）

(4)、接第（3）问，求O到a运动过程中的最大速度。（v已知）

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