【物理】浙江省名校新高考研究联盟（Z20联盟）2020届高三上学期第一次联考（解析版）

【物理】浙江省名校新高考研究联盟（Z20联盟）2020届高三上学期第一次联考（解析版）

浙江省名校新高考研究联盟（Z20联盟）2020届 高三上学期第一次联考 ‎—、选择题I （本大题共10小题，每小题3分，共30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）‎ ‎1.万有引力常量的单位用国际单位制基本单位表达正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】根据牛顿的万有引力定律 以及得到 国际单位制中质量的单位是，距离的单位是，时间的国际单位是，所以的单位是．故选C．‎ ‎2.以下符合物理学史实的是 A. 亚里士多德认为重的物体与轻的物体下落一样快 B. 库仑最早通过油滴实验测出了元电荷的电量 C. 法拉第首先提出了场的概念 D. 玻尔通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型 ‎【答案】C ‎【详解】A.伽利略认为重的物体与轻的物体下落一样快，故A不符合题意 B. 密立根最早通过油滴实验测出了元电荷的电量，故B不符合题意 C. 法拉第首先提出了场的概念，故C符合题意 D. 卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D不符合题意 ‎3.2019年6月6日，中国科考船“科学”号对马里亚纳海沟南侧系列海山进行调查，船上搭载的“发现”号遥控无人潜水器完成了本航次第10次下潜作业，发现号下潜深度可达6000m以上．潜水器完成作业后上浮，上浮过程初期可看作匀加速直线运动．今测得潜水器相继经过两段距离为8m的路程，第一段用时4s，第二段用时2s，则其加速度大小是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】根据中间时刻的速度等于平均速度可知： ；‎ 再根据加速度的定义可知：‎ A. 与结论相符，故A符合题意 B. 与结论不符，故B不符合题意 C. 与结论不符，故C不符合题意 D. 与结论不符，故D不符合题意 ‎4.6月5日12时6分，长征十一号海射型固体运载火箭（又名CZ-11WEY号）在我国黄海海域实施发射，将捕风一号系列的7颗卫星送入约600公里高度的圆轨道，宣告我国运载火箭首次海上发射技术试验圆满成功，下列说法中正确的是 A. 捕风一号系列卫星的运行周期约为24小时 B. 七颗卫星中，处于高轨道的卫星具有较大的速度 C. 七颗卫星中，处于高轨道的卫星具有较大的能量 D. 如果在赤道附近的海上发射卫星，可利用地球自转，从而节省能源 ‎【答案】D ‎【详解】A. 地球同步卫星到地面的距离大于是6倍的地球半径，根据 可知捕风一号系列卫星的运行周期小于24小时，故A不符合题意；‎ B. 根据 可知半径越大则运行的速度越小，所以七颗卫星中，处于高轨道的卫星具有较小的速度，故B不符合题意；‎ C. 由于七颗卫星的质量大小关系不知，所以七颗卫星中能量大小也无法比较，故C不符合题意；‎ D.在地球上发射卫星，自转的线速度根据可知，半径越大，则线速度越大，而自转半径最大处在赤道的地方，所以赤道附近的海上发射卫星，可利用地球自转，从而节省能源，故D符合题意．‎ ‎5.某物体在外力作用下由静止开始做变速运动，其加速度随时间变化规律如图所示（图中只画出了前2个周期）．则关于物体的运动，以下描述正确的是 A. 物体做振动，且t0时刻过平衡位置 B. 物体做振动，且t0时刻过在最大位移处 C. 物体做单向运动，且t0每时刻速度最大 D. 物体做单向运动，且t0时刻速度为0‎ ‎【答案】C ‎【详解】在0- t0时间段内，物体朝某方向先做加速度增大的加速后做加速度减小的加速运动，在t0时刻速度达到最大，此后加速度变方向，则物体仍然沿原方向做加速度增大的减速再做加速度减小的减速运动，按照对称性，在T时刻速度刚好减到零，然后重复这个运动，所以物体做单向运动，且t0每时刻速度最大，‎ A. 物体做振动，且t0时刻过平衡位置，与分析不符，故A不符合题意 B. 物体做振动，且t0时刻过在最大位移处，与分析不符，故B不符合题意 C. 物体做单向运动，且t0每时刻速度最大，与分析相符，故C符合题意 D. 物体做单向运动，且t0时刻速度为0，与分析不符，故D不符合题意 ‎6.如图，水平面上有一均匀带电环，带电量为Q，其圆心为O点．有一带电量q的小球恰能静止在O点上方的P点，OP间距为L，P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角为．以下说法正确的是 A. P点场强大小为 B. P点场强大小为 C. P点场强大小为 D. P点场强大小为 ‎【答案】D ‎【详解】点电荷电场强度的定义：E= 利用微元法可知，圆环上一小段电荷量q在P点产生的场强为方向沿两点连线， 由于小球在P点处于静止状态所以合电场强度方向应该在竖直方向，则竖直方向上的分量为： 再根据微积分可知圆环在P点产生的场强大小为 ‎ A. P点场强大小为，与分析不符，故A不符合题意 B. P点场强大小为，与分析不符，故B不符合题意 C. P点场强大小为，与分析不符，故C不符合题意 D. P点场强大小，与分析相符，故D符合题意 ‎7.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场磁感线分布示意如图结合上述材料，下列说法正确的是 A. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 B. 地磁场的磁感线是“有头有尾”的，由地磁北极射出，射入地磁南极 C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D. 地磁场对射向地球赤道的带负电宇宙射线有向东的作用力 ‎【答案】A ‎【详解】A.地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，且地球内部也存在磁场，由地磁场的南极指向地磁场的北极，故A符合题意；‎ B.磁感线是闭合的，在地球外部由地磁北极射出，射入地磁南极，在内部，由地磁南极指向地磁北极，故B不符合题意；‎ C.只有在赤道表面，地磁场方向与地面平行，故C不符合题意 D.赤道平面上的地磁场方向由南指向倍，根据左手定则可知带负电的粒子受到向西的磁场力，故D不符合题意 ‎8.如图所示一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束a是黄光，则光束b可能是 A. 红光 B. 蓝光 C. 绿光 D. 紫光 ‎【答案】A ‎【详解】从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下表面平行，所以第二次折射时折射光线与最初的入射光线平行．由于折射率不同，由图知，a光偏折较大，b光偏折较小．所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a的频率大于b的频率，给出的各色光中频率小于黄光的只有红光 A. 红光，与结论相符，故A符合题意 B. 蓝光，与结论不相符，故B不符合题意 C. 绿光 ，与结论不相符，故C不符合题意 D. 紫光，与结论不相符，故D不符合题意 ‎9.1930年，查德威克通过研究粒子轰击得到了和一种新的粒子，这种粒子是 A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 正电子 ‎【答案】B ‎【详解】根据质量数守恒可知新粒子的质量数为： ，‎ 根据电荷数守恒可知新粒子的电荷数为： ‎ 所以这个新粒子为中子 A. 质子 ，与结论不相符，故A不符合题意 B. 中子，与结论相符，故B符合题意 C. 电子 ，与结论不相符，故C不符合题意 D. 正电子，与结论不相符，故D不符合题意 ‎10.轨道OABC是由光滑直轨道OB与一段半径40米的圆弧BC在B点相切而成，将物块P紧靠在固定于墙面的弹簧右侧放置在A处，A与B相距16m，此时弹簧处于原长．现用水平推力F向左缓慢推物块P，当F＝32N时物块稳定后突然撤去力F，P离开弹簧后经过一段时间的运动与Q发生碰撞，然后PQ粘在一起运动刚好到达最高点C，随后返回．其中P、Q均可视为质点且质量均为1kg，弹簧的劲度系数为100N/m，弹簧的弹性势能为请问从P离开弹簧到P再次接触弹簧经过的时间约为 A. 16.3s B. 18.3s C. 21.3s D. 25.3s ‎【答案】C ‎【详解】弹簧在力F作用下处于稳定状态，此时有 ，此时弹簧的弹性势能为 在弹簧弹开的过程弹性势能转化为物体P的动能 ，即 解得 ‎ 物体从A匀速运动到B，所用时间为 在B点P与Q相碰，此过程符合动量守恒即： ‎ PQ一起上升的高度为：‎ 解得：‎ 此时小球与圆心的连线与竖直方向上的夹角为：‎ 导致 ‎ 所以在圆弧上的运动可以等效为单摆运动，则从B点在运动到B所用的时间：‎ PQ在从B点运动到A点所需时间为：‎ 所以总时间为：‎ A. 16.3s，与结论不相符，故A不符合题意 B. 18.3s，与结论不相符，故B不符合题意 C. 21.3s，与结论相符，故C符合题意 D. 25.3s，与结论不相符，故D不符合题意 二、选择题II（本题共5小题，每小题4分，共2分每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎11.如图在竖直白板上有一个吸在上面的白板擦保持静止现给白板擦一个水平向左的恒定推力使其运动（白板擦与白板接触面之间的动摩擦因数恒定），下列可能发生的是 A. 白板擦沿水平向左作匀速直线运动 B. 白板擦沿左下方作匀速直线运动 C. 白板擦沿左下方作匀加速直线运动 D. 白板擦作曲线运动 ‎【答案】BC ‎【详解】白板擦受到磁力与支持力平衡，由于重力和推力的合力沿左下方，所以物体向左下方运动，在运动过程中受到与运动方向相反的摩擦力，如果重力、推力、摩擦力的合力恰好平衡，则物体朝左下方做匀速直线运动，若重力与推力的合力大于摩擦力则会朝左下方做匀加速运动直线运动， ‎ A. 白板擦沿水平向左作匀速直线运动，与结论不相符，故A不符合题意 B. 白板擦沿左下方作匀速直线运动，与结论相符，故B符合题意 C. 白板擦沿左下方作匀加速直线运动，与结论相符，故C符合题意 D. 白板擦作曲线运动，与结论不相符，故D不符合题意 ‎12.如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )‎ A. 桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B. 鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C. 若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大 D. 若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面 ‎【答案】BD ‎【详解】鱼缸向右加速运动，桌布对鱼缸摩擦力的方向向右，故A错误；鱼缸在桌布上加速运动，脱离桌布后在桌面上做减速运动，加速度大小相等，且加速运动的末速度等于减速运动的初速度，故可知鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等，故B正确；鱼缸受的摩擦力只与鱼缸的重力和摩擦因数有关，故若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将不变，故C错误；若猫减小拉力，若鱼缸能与桌布保持相对静止，故鱼缸能滑出桌面，故D正确．故选BD．‎ ‎13.如图所一颗人造卫星原来在椭圆轨道绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是 A. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的动能都相同 B. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的引力都相同 C. 卫星按轨道1运行时的任何位置都具有相同机械能 D. 卫星按轨道2运行时的任何位置都具有相同动量 ‎【答案】BC ‎【详解】A. 在P点从轨道1变轨到轨道2要加速，所以在轨道2上的动能大于轨道1上的动能，故A不符合题意，‎ B.根据 可知在P点的引力相等，故B符合题意；‎ C.在轨道1上运动时，只有万有引力做功，所以机械能守恒，所以卫星按轨道1运行时的任何位置都具有相同机械能，故C符合题意；‎ D.动量是矢量，由于速度的方向在变化，所以轨道2上动量不相等，故D不符合题意 ‎14.如图所示，理想变压器的原线圈接在 （V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是 A. 副线圈输出交流电的周期为0.02s B. 如果仅将电源的频率加倍，不会改变R的功率 C. 电压表的读数为110V D. 电流表的读数为1A ‎【答案】BD ‎【详解】A.根据知原线圈的周期为T=0.04s，由于原副线圈的周期相等，所以副线圈输出交流电的周期为0.04s，故A不符合题意 B. 如果仅将电源的频率加倍，则副线圈两端的电压不变，电阻 R的功率也不变，故B符合题意 C.根据匝数比可知副线圈两端电压的有效值为110V，则电压表的读数应该为110V，故C不符合题意；‎ D.根据闭合电路欧姆定律可知副线圈的电流为,再根据匝数之间的关系可知原线圈的电流为1A，则电流表的示数也为1A，故D符合题意，‎ ‎15.如图，固定的光滑斜面倾角＝30°，一质量1kg的小滑块静止在底端A点．在恒力F作用下从沿斜面向上作匀加速运动，经过时间t＝2s，运动到B点，此时速度大小为v1，到B点时撤去F再经过2s的时间，物体运动到AB的中点C，此时速度大小为v2，则以下正确的是 A. v2=2v1‎ B. B点到C点的过程中，物体动量改变量为2kg·m/s C. F=7N D. 运动过程中F对小滑块做功28J ‎【答案】CD ‎【详解】A.根据位移公式可知 ， 解得： 则 ，故A不符合题意 B. B点到C点过程中，物体动量改变量即为合外力的冲量，即 ‎ 为2kg·m/s，故B不符合题意；‎ C.拆去恒力F后物体的加速度 ，所以 ，根据牛顿第二定律可知 ，即，故C符合题意 D.根据功的定义可知，故D符合题意，‎ 三、实验题（第16题10分，第17题6分）‎ ‎16.如图1为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源．在小车质量未知的情况下研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”‎ ‎（1）完成下列实验步骤中的填空:‎ ‎①平衡小车所受的阻力:去掉绳子和吊桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_______的点．‎ ‎②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_____________．‎ ‎③打开打点计时器电源，释放小车，获得带点的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m ‎④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③‎ ‎⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距S1，S2，…．求出与不同m相对应的加速度a．‎ ‎⑥以砝码的质量m为横坐标一为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线．‎ ‎（2）根据上述操作完成下列填空:‎ ‎①由图甲中的数据求得小车加速度的大小a＝______m/s（结果保留两位小数）‎ ‎②图乙中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力为_______，小车的质量为_________（用k，b表示）‎ ‎【答案】 (1). 间距相等的点 远小于小车和砝码的总质量 ‎ ‎(2). ‎ ‎【详解】（1）[1]当纸带上打出间距相等的点时，说明纸带做匀速直线运动，‎ ‎[2] 以整体为对象：，以小车为对象：‎ 化简，．由上可知，为保证小车所受拉力近似不变，应满足小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量 ‎（2）[3] 由可知， ．‎ ‎[4]根据牛顿第二定律可知，变形为，与m为一次函数关系，‎ 根据几何关系可知： 解得： ，‎ ‎17.要测绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有:‎ 电池组（电动势为，内阻约）‎ 电流表（量程为，内阻约）‎ 电压表（量程为，内限约）‎ 电键一个、导线若干 ‎（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的___________（填字母代号）．‎ A.滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）‎ B.滑动变阻器（最大阻值2000Ω，额定电流0.3A）‎ ‎（2）测定小灯泡伏安特性所需器材和部分接线如图所示，请在答题卷相应位置的实物图中用笔代替导线补全电路．‎ ‎ ‎ ‎（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果这个小灯泡接到电动势为3.0V，内阻为20Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是___________W．‎ ‎【答案】 (1). A (2). (3). 0.12‎ ‎【详解】（1）[1]灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，应该选用分压电路，为便于操作此时选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器即可．‎ ‎（2）[2]由于电压表的内阻远大于待测灯泡的电阻，所以要用电流表外接法测灯泡的伏安特性曲线，实物连接图如图所示：‎ ‎（3）[3]根据闭合电路欧姆定律可知： 所以 在小灯泡的伏安特性曲线中做出此函数图像找图像的交点，如图所示：‎ 从图像可看出此时灯泡的功率为 四、计算题（18题10分，19题、20题各12分，共34分）‎ ‎18.如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力物块随转台由静止开始缓慢加速转动，求 ‎（1）至绳中出现拉力时，转台角速度大小 ‎（2）至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功 ‎（3）设法使物体的角速度增大到时，物块机械能增量．‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【详解】（1）当摩擦力达到最大时绳子开始有力此时有：‎ 解得 ‎（2）当支持力为零时重力和绳子拉力的合力提供了加速度，此时有：‎ 在此过程中转台对物块做的功转化为物块增加的动能即 ‎（3）当物块将要起飞时 所以此时物体己经离开台面，设此时细线与竖直夹角为α 得 ‎ cosα=‎ 物块动能的增加量为：‎ 物块重力势能的增加量为：‎ 所以机械能的增量为：‎ ‎19.如图所示，水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m，处在磁感应强度为2T、竖直向下的匀强磁场中，平台离地面的高度为h＝3.2m初始时刻，质量为2kg的杆ab与导轨垂直且处于静止，距离导轨边缘为d＝2m，质量同为2kg的杆cd与导轨垂直，以初速度v0＝15m/s进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上．已知两杆的电阻均为r＝1Ω，导轨电阻不计，两杆落地点之间的距离s＝4m（整个过程中两杆始终不相碰）‎ ‎（1）求ab杆从磁场边缘射出时的速度大小；‎ ‎（2）当ab杆射出时求cd杆运动的距离；‎ ‎（3）在两根杆相互作用的过程中，求回路中产生的电能．‎ ‎【答案】(1) ；(2) 杆运动距离为； (3) 电路中损耗的焦耳热为．‎ ‎【详解】（1）设、杆从磁场边缘射出时的速度分别为、 ‎ 设杆落地点的水平位移为，杆落地点的水平位移为，则有 ‎ 根据动量守恒 求得：‎ ‎（2）杆运动距离为，对杆应用动量定理 ‎ 设杆运动距离为 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ 杆运动距离为 ‎（3）根据能量守恒，电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能 ‎ ‎20.如图在光滑绝缘平面上有一直角三角形区域，上放置一个绝缘材料制成的固定挡板，其长度，，现有一个质量为，带电量为可视为质点的小球从点，以初速度沿方向运动，小球与挡板的碰撞均为弹性碰撞（打到点时也记一次碰撞），且不计一切摩擦和碰撞时间，若在区域施加一个垂直水平面向里的匀强磁场，则：‎ ‎（1）要使小球能到达点，求磁感应强度的最小值；‎ ‎（2）要使小球能到达点，求小球与边碰撞次数和磁感应强度大小应满足的条件．‎ ‎（3）若在区域施加一个沿到方向的匀强电场，则：‎ ‎①要使小球能到达点，求电场强度的最小值；‎ ‎②要使小球能到达点，求小球与边碰撞次数和电场强度大小应满足的条件。‎ ‎【答案】（1）；（2），其中；（3）①；②．‎ ‎【详解】（1）根据几何关系可知粒子能够运动到点的最大半径为 根据 解得：‎ ‎（2）粒子与板发生次碰撞所对应的轨道半径为：‎ 根据 解得：‎ ‎，其中 ‎（3）①在区间加竖直向上的电场时，且带电粒子做一次类平抛运动到点时电场强度最小，水平方向上：‎ 竖直方向上：‎ 解得：：‎ ‎②将电场力沿平行和垂直分解 ‎ 沿方向的运动是初速度为，加速度为的匀加速直线运动 得到 所以 得 即