浙江省杭州市2021届高三物理4月教学质量检测（二模）试卷

试卷更新日期：2021-09-01 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 下列属于国际单位制中基本量的是（）

A、米 B、克 C、时间 D、力

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2. 如图所示，有一种叫“喷射式悬浮飞行器”的水上飞行运动装置。操控者借助该装置以向下喷射高压水柱的方式实现在水面上空悬停旋转或急速升降等运动。下列说法正确的是（）

A、人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和向下喷水的力是一对平衡力 B、人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和向下喷水的力是一对作用力与反作用力 C、人在急速升降过程中的惯性比悬停时大 D、人在匀速上升的过程中机械能增加

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3. 位于杭州市风情大道与江南大道交叉口附近的智慧之门建成之后会成为杭州智慧建筑的典范，两栋高达272米的双子塔将组成“门的形象（如图甲所示）；图乙是智慧之门现场施工的实拍图片，图丙是重物正在被竖直向上匀速吊起的放大图。先将该情景简化为如图丁所示的示意图，绳子CD和CE共同挂着质量为m₁的重物A，绳子FG和FH共同挂着质量为m₂的重物B，F点拴在重物A的下方。不计绳子质量和空气阻力，下列说法一定正确的是（）

A、绳子CD和CE对重物A的作用力的合力大于（m₁+m₂）g B、绳子FG和FH对重物A的作用力的合力大小为m₂g C、若绳子FG和FH的夹角为锐角，则绳子FG上的力小于 $\frac{m_{2} g}{2}$ D、若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间重物A的加速度大小为 $\frac{(m_{1} + m_{2}) g}{m_{1}}$

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4. 如图所示是云上草原的无动力滑草项目实景图。整个滑道分为倾斜和水平两部分，游客参与项目时，需要整个人坐进塑料盆中，双手握紧盆的边缘，运动过程中与盆相对静止。工作人员每次都是让坐稳在盆中的游客从静止开始滑下（不同滑道上的游客均从同一高度处滑下，滑道顶端准备了很多新旧不一的塑料盆），最终游客停在水平滑道上。下列说法正确的是（）

A、同一游客在不同滑道上体验项目，整个过程中重力对其做功的功率一定相同 B、不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同 C、不同滑道上的游客停下的位置不同只是因为游客的体重不同造成的 D、在整个滑草的过程中，人与盆的重力势能全部转化为盆与滑道间的内能

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5. 如图所示是自来水从水龙头稳定流出的情景图（水流本身已打马赛克）。假定水流聚拢成束，则水流在空中应该呈现出的形态是（）

A、上粗下细 B、上细下粗 C、中间粗两头细 D、上下一样粗

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6. 如图所示，从水平地面A、B两点分别斜抛出两小球，两小球均能垂直击中前方竖直墙面上的同一位置点P。已知点P距地面的高度h=0.8m，A、B两点距墙的水平距离分别为0.8m和0.4m。不计空气阻力，则从A、B两点抛出的两小球（）

A、从抛出到击中墙壁的时间之比为2：1 B、击中墙面的速率之比为1：1 C、抛出时的速率之比为 $\sqrt{17} ： 2 \sqrt{5}$ D、抛出时速度方向与地面夹角的正切值之比为1：2

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7. 关于下列四幅图片说法正确的是（）

A、图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和光电流一定大 B、图乙是α粒子散射图景，散射后绝大多数α粒子基本沿原方向前进 C、图丙中显示的是β粒子在威尔逊云室中又粗又直的径迹 D、图丁说明原子核的质量数越大，比结合能就越大

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8. 如图所示，椭圆（虚线）的中心和圆（实线）圆心重合，A、B两点是两几何图形的交点。在圆心处固定一点电荷Q，现用外力使一正的试探电荷q（图中未画出）沿椭圆从A点运动到B点，则电荷q在从A点运动到B点的过程中，下列说法一定正确的是（）

A、库仑力先变大后变小 B、加速度先变大后变小 C、动能先变小后变大 D、电势能先变小后变大

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9. 现有沿着圆轨道绕地球运行的两个卫星，它们离地的高度分别是h₁和h₂ ，绕地球运行线速度大小分别是v₁和v₂ ，周期分别是T₁和T₂ ，地球半径是R，已知0<h₁<h₂ ，下列关系式一定成立的是（）

A、 $\frac{v_{1}}{v_{2}} = \sqrt{\frac{h_{2}}{h_{1}}}$ B、 $v_{2} < v_{1} < \frac{2 π}{T_{1}} \sqrt{\frac{{(R + h_{1})}^{3}}{R}}$ C、 $\frac{T_{1}}{T_{2}} = \sqrt[3]{\frac{{(R + h_{1})}^{2}}{{(R + h_{2})}^{2}}}$ D、 $T_{1} < T_{2} < 24 h$

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10. 如图所示在两个对接的绝缘光滑斜面上放置了电荷量大小均为q的两个小球A和B（均看成质点），两个斜面的倾角分别是30°和45°，小球A和B的质量分别是m₁和m₂。若平衡时，两小球均静止在离斜面底端高度为h的同一水平线上，斜面对两个小球的弹力分别是N₁和N₂ ，静电力常量为k，下列说法正确的是（）

A、 $q = \sqrt{\frac{(4 + 2 \sqrt{3}) m_{2} g}{k} h}$ B、 $\frac{m_{1}}{m_{2}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{N_{1}}{N_{2}} = \sqrt{3}$ D、若同时移动两球在斜面上的位置，只要保证两球在同一水平线上，则两球仍能平衡

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11. 有一个原副线圈匝数比为5：1的理想变压器，在原线圈上接入表达式为 $u = 220 \sqrt{2} \sin (50 π t + \frac{π}{2}) V$ 的交流电，在副线圈上接入一个阻值为20Ω的电阻R，如图所示。假设导线电阻不计，下列说法正确的是（）

A、t=0时刻原线圈两端的电压为0 B、副线圈中交流电的频率为50Hz C、1分钟内电阻R上产生的焦耳热为5808J D、若把电阻R换成一个击穿电压为50V的电容器，则电容器肯定不会被击穿

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12. 如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内，线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行，在AB边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（）

A、线圈内产生的感应电流方向是ADCBA B、直导线对AB边和CD边的安培力等大反向 C、直导线对AD边和BC边的安培力等大反向 D、在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向外

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13. 如图所示，有一截面为等腰直角三角形ABC的光学介质，其上方放置了一块平面镜，该平面镜所在平面与三角形的底面AC（长为L）平行且相距为 $\frac{\sqrt{3} + 1}{4} L$ 。现一束光从底面上的D点（与A点距离为 $\frac{1}{4} L$ ）垂直底面入射，该束光在界面AB上的E点（图中未画出）发生反射和折射；若把反射光到达界面BC的位置记为F点（图中未画出），发现折射光经过平面镜发生一次反射后也恰能到达F点。下列说法正确的是（　　）（设三角形介质和平面镜均处于真空中）

A、介质内的反射光有可能在F点发生全反射 B、该介质对该光束的全反射临界角的正弦值为 $\frac{\sqrt{3} - 1}{2}$ C、在E点的反射光的光速是折射光的光速的 $\frac{\sqrt{3} + 1}{2}$ 倍 D、反射光从E点到达F点的时间是折射光从E点平面镜反射到达F点的 $\frac{\sqrt{3} + 1}{4}$ 倍

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二、多选题

14. 下列说法正确的是（）

A、水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和衍射 B、只要波源不动，观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样 C、当LC振荡电路中电流最大时，电容器两极板间的电场能最小 D、在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫解调

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15. 如图甲所示是一单摆（由轻绳和球A组成某次做简谐运动的图像。若将该单摆悬挂在O点，平衡时球A正好与粗糙水平地面接触（无弹力。现将球A拉到轻绳与竖直方向夹角为53°的位置由静止释放（轻绳恰好伸直），同时将球B（与A球完全一样）放在水平地面上且正好在O点的正下方（如图乙所示）。设球A与球B发生的是弹性正碰，碰撞时间极短，球B与地面的摩擦因数为0.5，下列说法正确的是（）（本题中取 $π^{2}$ =10）

A、该单摆的摆长为0.64m B、球A从释放到与球B相撞时所花的时间为0.4s C、由于地面粗糙，所以两球碰撞过程中不可以认为两球组成的系统动量守恒 D、碰撞后，球B能前进的距离为0.512m

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16. 在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。已知核反应方程式 $_{92}^{235} {U+}_{0}^{1} n \to_{56}^{141} {Ba+}_{36}^{92} Kr+aX$ 是反应堆中发生的众多反应中的一种，其中 $_{92}^{235} U$ 的相对原子质量是235.0439u（单位原子质量1u=1.66×10^-27kg），每次该核反应释放出的核能为173.8MeV。现有一座核电站发电能力为3.6×10⁶kW，核能转化为电能的效率为45%，假定反应堆中发生的裂变全是本题中的核反应，下列说法正确的是（）

A、X是 $_{0}^{1} n$ ，a=3 B、为使核反应堆持续正常工作，必须由外界不断地向铀块射入高速中子流 C、该裂变反应每次释放出的核能与氢原子光谱中波长最短的一个光子的能量相当 D、该核电站每年（1年按3×10⁷s计算）消耗 $_{92}^{235} U$ 的质量约为3.4t

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三、实验题

17.

(1)、以下是“探究加速度与力、质量的关系”的实验，请回答相关问题。
①本实验需要补偿小车所受的阻力，如图甲所示是为补偿阻力进行的四种操作，其中正确的是（单选）。

②如图乙所示是本实验中打下的一条纸带，在其上取了0、1、2、3、4、5、6这7个计数点（相邻两计数点间均有4个计时点未画出），已知交流电的频率为50Hz，则打下计数点3时小车的速度大小为m/s，小车的加速度大小为m/s^2.（结果均保留两位有效数字）

(2)、小梁同学利用如图丙所示的装置来探究碰撞中的不变量，将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。先将小球A从斜槽上某一位置静止释放（未放小球B），把小球A的落点位置标记为1；然后在斜槽末端放上小球B，再将小球A从原先位置静止释放与小球B发生弹性正碰，把小球A与B的落点位置分别标记为2和3。若将小球A抛出点的正下方标记为O，球A的质量大于B的质量，则0、1、2、3四点位置分布正确的应为图丁中的（单选）。

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18.

(1)、近些年，桶装饮用水抽检不合格的新闻屡见不鲜，检验饮用水是否合格的一项重要指标是电导率，电导率为电阻率的倒数。小张同学想要探究离子浓度对饮用水电导率的影响，其中某组实验的操作如下：取100mL饮用水加入适量的食盐，搅拌溶解得到未饱和食盐溶液，为了方便测量溶液的电阻，取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。
①在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液的电导率会（填“越大”或“越小”）

②小张同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“×100挡位置，在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，该电阻的阻值为Ω。

③小张同学想进一步精确测量其电阻，实验室能提供以下器材：

A．干电池两节（每节干电池电动势约为1.5V，内阻可忽略）

B．电流表A₁（量程为0～0.6A，内阻约为0.7Ω

C．电流表A₂（量程为0～3A，内阻约为0.5Ω

D．灵敏电流计G（量程为0～250μA，内阻等于900Ω

E．电压表V₁（量程为0～3V，内阻约为4Ω

F．电压表V₂（量程为0～15V，内阻约为7Ω

G．滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω

H．电阻箱R₂（最大阻值为9999.9Ω

I．开关若干导线

为了完成测量，除两节干电池、开关、若干导线和滑动变阻器R₁外，还应选择的最恰当的器材是（填写器材前面的字母）。

小张同学已经完成了部分电路设计，如图丙所示，请完成剩余电路图，要求电表读数均能大于量程的 $\frac{1}{3}$ （在图中标上必要的电学符号，待测电阻用R_x表示）

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19. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中

①如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是（单选）。

A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变

B．电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡

C．将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低

②实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是（单选）。

A．原线圈上输入电压过低

B．变压器上的两个固定螺丝没有拧紧

C．小灯泡与底座之间接触不良

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四、解答题

20. 随着社会的发展，外卖配送也正踏入“无人+”领域。某天工作人员正在通过无人机将质量m=1kg的医疗物品送至用户家中，如图所示，在无人机的作用下，物品在水平地面上由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，经过t₁=2s后变成匀速直线运动，已知匀速直线运动时间t₂=5s，然后再经匀减速t₃=4s后到达用户窗台，此时物品恰好静止，离地高度h=40m。若在匀速运动阶段无人机对物品的作用力大小为F=15N，整个运动过程中物品可看成质点，物品所受空气阻力恒定，求：

(1)、物品运动过程中的最大速率；

(2)、匀减速阶段物品的加速度大小和位移大小；

(3)、匀加速阶段无人机对物品的作用力大小。

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21. 如图所示，竖直四分之一圆轨道AB、竖直圆轨道和直轨道D′G分别通过水平衔接轨道BD及D′点平滑连接，水平直轨道G′P的左端点G′与G点在同一条竖直线上，G′点低于G点，两点距离为h（大小可调）。已知四分之一圆轨道半径R₁=1.0m，BC长为L₁=1.0m，圆轨道半径R₂=0.2m，D′G长为L₂=0.8m，G′P长为L₃=1.0m，虚线BB₁和CC₁之间的区域内存在方向竖直向下、大小可从0开始调节的匀强电场E（忽略电场对虚线外空间的影响），圆轨道左侧与CC₁相切。现有一质量m为0.2kg，电荷量q为-1×10^-4C的小球（可视为质点）从A点静止释放，已知物体与直轨道BD、D′G之间的动摩擦因数μ均为0.5，其它部分均光滑，各部分轨道平滑连接且绝缘忽略空气阻力，回答下列问题：

(1)、求小球到达B点时的速度大小；

(2)、若不加电场，求小球第一次到达D点时的动量大小；

(3)、若电场E=1×10⁴V/m，试判断能否小球能否到达圆轨道最高点F。若能，求出小球运动到F点时对圆轨道的压力；若不能，请说明理由。

(4)、若小球释放后能一直贴着轨道运动到G点，且从G点抛出后能直接击中P点，则h和E应满足什么关系？

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22. 如图所示，倾角为 $θ = 53 °$ 、间距L=1.0m的足够长金属导轨MN和M′N′的上端接有一个单刀双掷开关K，当开关与1连接时，导轨与匝数n=100匝、横截面积S=0.04m²的圆形金属线圈相连，线圈总电阻r=0.2Ω，整个线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场B₀且磁场随时间均匀变化。当开关与2连接时，导轨与一个阻值为R=0.3Ω的电阻相连。在导轨MN和M′N′的平面内有垂直平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B₁=0.2T，倾斜导轨下端与水平的足够长平行金属导轨NT和N′T′平滑对接，在水平导轨的PQQ′P′矩形区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B₂=0.5T，矩形区域的宽度d=0.5m。一根劲度系数k=2N/m的轻质弹簧水平放置，右端固定在W点，左端与长度为L、质量m_b=0.4kg的绝缘杆b栓接（拴接点在杆b中点）弹簧处于原长状态。现开关与1连接时，一根长度为L、质量为m_a=0.1kg，阻值R₁=0.2Ω的金属杆恰好静止在倾斜导轨上；某时刻把开关迅速拨到2，最后a杆能在倾斜轨道上匀速下滑，所有导轨均光滑且阻值不计，取沈樯sin53°=0.8。

(1)、求圆形线圈内磁场随时间的变化率 $\frac{Δ B_{0}}{Δ t}$ ；

(2)、在a杆在穿越PQQ′P′矩形区域过程中，求流过电阻R的电量和电阻R上产生的热量；

(3)、若a杆与b杆发生碰撞后即刻粘在一起，且此后始终做简谐运动，请以两杆碰撞后第一次速度变为0时作为计时起点，向右为正方向，写出该简谐运动的振动方程。已知弹簧振子振动周期公式为 $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$ ，其中m为振子质量，k为弹簧的劲度系数。（提示：可以用F-x图像下的“面积”代表力F做的功）

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23. 如图甲所示，M、N为竖直放置的两块平行金属板，板的中间各有小孔s₁、s₂。圆形虚线表示与金属板N相连、半径为R、轴心为O且接地的圆柱形金属网罩，网罩内有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，PQ为与圆柱形同轴、半径为2R、圆心角为 $2 θ = 120 °$ 的金属收集屏，收集屏的外层与大地相连。小孔s₁、s₂、轴心O与收集屏PQ的中点O′位于同一水平线上。已知M、N间接有如图乙所示的随时间呈周期性变化的电压，其中 $U_{0} = \frac{8 e B^{2} R^{2}}{m}$ ， $T = \frac{3 m}{e B}$ 。从t=0时刻开始每秒钟有n个质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s₁进入M、N间的电场，接着通过s₂进入磁场。假定质子通过M、N的过程中，板间电场视为恒定且运动时间可以忽略，质子在s₁的速度可视为零不计质子的重力及质子间的相互作用。（本题中若0≤x≤0.5，则取tanx=x）

(1)、求 $t = \frac{T}{8}$ 时刻进入电场的质子在磁场中运动的速率v₀；

(2)、求 $t = \frac{3 T}{8}$ 时刻进入电场的质子到达收集屏时距O′的弧长；

(3)、求 $t = \frac{5 T}{8}$ 时刻进入电场的质子到达收集屏的时刻（结果用T表示）；

(4)、请在答题卡的图丙上画出0～2T内通过电流表的电流I与时间t的图线（不要求写计算过程，但要求标出关键数据）。

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