2021学年第一学期浙大附中高三12月月考暨首考模拟考物理试题第I卷（选择题）一、单项选择题（每小题3分，共39分）1．下列物理量是矢量，且单位用国际单位制表示正确的是()A．自感系数V·s·A-1B．磁感应强度Wb·m-2C．电容C·V-1D．冲量kg·m·s2．2021年开始实行的“十四五”规划提出，把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是()A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．弗兰克和赫兹利用电子轰击汞原子，获得了除光谱测量外用其他方法证实原子中分立能级存在的途径，为能够证明原子能量的量子化现象提供了实验基础D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性3．下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是()A．电学中引入了点电荷的概念，突出了带电体的带电荷量，忽略了带电体的质量，这里运用了理想化模型的方法B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了假设法20
C．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如电容C=，加速度a=都是采用比值法定义的第4题图D．根据速度定义式v=，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法4．如图所示，某同学放假回家时，拉着行李箱走在路上，在遇到一个较大的斜坡时，能拉着行李箱匀速向上行走，行李箱受到同学对它的拉力F拉、自身的重力G、斜坡的支持力FN和斜坡的摩擦力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是()A．B．C．D．第5题图5．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。如图所示，着陆前其近火M和远火点N的高度分别为280千米（可视为贴近火星表面）和5.9万千米，若“天问一号”探测器的质量为m，在远火点N时的速度大小为v，N点距离火星球心的距离为r，火星的密度为ρ，半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是()A．“天问一号”探测器在点的动量大小为B．“天问一号”探测器在点的线速度大于C．“天问一号”探测器在点的引力势能大于在点的引力势能20
D．“天问一号”探测器在点的加速度小于第6题图6．某空间存在一电场，电场中的电势φ在x轴上的分布如图所示，下列说法正确的是()A．在x轴上，从x1到x2电场强度方向向左B．在x轴上，从x1到x2电场强度先增大后减小C．把一负电荷沿x轴正向从x1移到x2，电场力先减小后增大D．把一负电荷从x1移到x2，电场力做负功7．如图所示，H1、H2是同种金属材料、上下表面为正方形的两个霍尔元件，H1的边长和厚度均为H2边长和厚度的2倍。将两个霍尔元件放置在同一匀强磁场B中，磁场方向垂直于两元件正方形表面。在两元件上加相同的电压，形成图示方向的电流，M、N两端形成霍尔电压，下列说法正确的是()第7题图A．若磁场越强，则霍尔电压越小B．H1、H2上M端电势高于N端电势C．H1中电流强度I1等于H2中电流强度I2D．H1中产生的霍尔电压等于H2中产生的霍尔电压第8题图8．如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。t=0时刻起阻值也为R的导体棒ab20
在外力作用下向右运动，其速度变化规律为，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图像可能正确的是()A．B．C．D．第9题图9．张家界百龙电梯是世界上最疯狂玻璃电梯之一，运行高度326米，于2002年向公众开放。如图是同一个人以两次不同的过程乘电梯上升的速度大小v随时间t的变化关系图像。两次上升的高度一样，加速过程和减速过程加速度大小相同，则在过程甲和过程乙中()A．电梯上升所用的时间之比为12∶13B．加速上升阶段电梯对人的支持力之比为3∶2C．电梯对人的支持力做功最大功率之比为2∶3D．电梯对人的支持力做功之比为4∶510．如图，滑雪运动员从高度h的A点静止滑下，到达B点后水平飞出，落到足够长的斜坡滑道C点，已知O点在B点正下方，OC=CD，不计全程的摩擦力和空气阻力，若运动员从高度4h处由静止开始滑下，则运动员()第10题图A．可能落到CD之间B．落到斜面瞬间的速度大小可能不变C．落到斜面瞬间的速度方向可能不变20
D．在空中运动的时间一定小于原来的两倍11．如图所示为理想变压器及其工作电路，原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接函数表达式u1=220sin（100πt）V的交流电，RT为半导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）。R1、R2为定值电阻，C为电容器。下列判断正确的是()第11题图A．V1表的示数为220VB．R2的电功率为零C．副线圈输出电压的函数表达式为u2=110sin（50πt）VD．RT处温度升高时，V1表示数不变，V2表和A表的示数均变大12．某款扫地机器人如图所示，额定功率24W，额定电流3A，正常工作时电机输出的功率为19.5W，锂电池容量9A·h，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则()第12题图A．电机的电阻为B．额定电压为6.5VC．正常工作时，电机产生的热功率为19.5WD．充满电的电池可以正常工作时间为2.4h20
13．如图所示，由绝缘材料制成的光滑的半圆轨道固定在水平面上，O点为圆心，带电荷量为、质量为的a小球固定在半圆轨道底端的A点，带电荷量为、质量为的b小球静止于半圆轨道内的B点，此时。由于ab两小球的质量变化或电荷量变化使得b小球沿半圆轨道缓慢下滑，恰好静止于C点，，此时a，b两小球的质量分别为、，电荷量分别为、，已知a、b两小球均可视为带电质点，，则下列说法正确的是()第13题图A．b小球受到的支持力一定大于其重力B．b小球的质量和电荷量至少有一个应发生变化C．可能仅是ab两小球电荷量的乘积减小至D．可能仅是b小球的质量增加至二、不定项选择题（每小题2分，共6分）14．2021年4月13日，日本政府举行内阁会议，正式决定向海洋排放福岛核电站含有对海洋环境等有害的核废水。核废水排入大海以后，首先会影响到周边国家，然后经过海洋的大洋环流，十年以后，整个太平洋将会全部受到污染。它如果存在人的体内，就可能导致“三致”，致癌致畸致突变，对人的遗传基因有重大的影响。下图中，关于放射线的探测、应用与防护说法正确的是()第14题图20
A．甲乙两图是在威耳逊云室中产生的径迹图，根据径迹的长短和粗细，可以知道乙图粒子为β粒子B．丙图是盖革-米勒计数管，它能用来计数，也能区分射线的种类C．丁图中是工业部门使用X射线来测塑料板或钢板的厚度D．（铀核）衰变为（氡核）要经过4次α衰变，4次β衰变15．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示．一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入．CD为光学传感器，可以探测光的强度．从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示．现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形，暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同)，设半圆形外半径为R，光导纤维束的半径为r．则下列说法正确的是()第15题图A．该新材料的折射率n>1B．该新材料的折射率n<1C．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小D．用同种激光垂直于光导纤维束端面EF射入，如图丙．若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为R≥10r第16题图16．x轴上存在均匀的介质，在t=0时刻，位于x=5m处的波源P开始某种形式的振动，产生的机械波沿x轴负方向传播，t=4s时x=1m处的质点恰好开始振动，此时的波形图如图所示。Q是x=-1.5m处的质点，下列说法正确的是()20
A．波源的起振方向沿+y方向B．波源P的振动方程是C．该波的波速为1m/sD．从图示时刻起，再经过5s，Q质点通过的路程为15cm第II卷（非选择题）17．(7分)某同学利用如图1所示的实验装置“探究加速度与力和质量关系”。打电计时器纸带小车细线滑轮小桶长木板第17题图1(1)为探究多个物理量之间关系，可选用▲进行实验；A．控制变量法B．类比法C．放大法(2)关于器材的选择及实验操作，以下说法正确的是▲第17题图2甲乙丙丁A．若采用电火花计时器，应选择图2甲中学生电源，选择开关置于低压交流6V；B．图2乙中，可通过改变小车上的钩码个数，来改变小车的质量；C．可通过改变小桶中金属片(如图2丙)的数量，来可改变小车所受的拉力；20
D．为了平衡摩擦力，图2丁中小桶应当挂在细线一端，并垫高长木板一端，使小车匀速运动。(3)实验中，所用交流电周期为T=0.02s，小东同学获得一条纸带，纸带一部分如图3所示，O、A、B为选取的三计数点，则B点对应的读数为▲cm；计算打下“A”计数点时，小车的速度为▲m/s(计算结果保留两位有效数字)。第17题图3OAB18．(7分)(1)在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了小灯泡(3V 0.3A)。①实验前小姜同学用多用电表测量小灯泡的电阻，电表示数如图所示，该小灯泡电阻的阻值为▲Ω；实验中可供选择的器材及代号如下：A．小灯泡L（3V 0.3A）第18题图1B．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流1.5A）C．电压表V1（量程：0～3V，RV＝5kΩ）D．电压表V2（量程：0～15V，RV＝10kΩ）E．电流表A1（量程：0～0.6A，RA＝0.5Ω）F．电流表A2（量程：0～3A，RA＝0.1Ω）G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干。实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。20
②为了减少误差，实验中电流表应选用▲（填序号）③该同学按图所示连接，两电表都有示数，但电压表示数无法调节到零，检查后发现有一处未连接正确，请在图2上补上缺少的一条导线。第18题图2④某同学实验后作出的I－U图象如图2所示，请分析该图象形成的原因是▲。(2)利用下图装置研究双缝干涉现象，下列说法正确的是( )第18题图3A．把双缝的间距规格从“0.2mm”换成“0.25mm”，干涉条纹间距将变宽B．将滤光片由红色换成蓝色，干涉条纹间距变窄C．光源后的凸透镜主要起到会聚光线的作用D．减小光源到单缝的距离，干涉条纹间距将增大19．(9分)某高速公路的一个出口段如图所示，AB为一直线下坡路段，长L=150m，A、B两点的高度差h=7.5m，BC为半径r=22m的四分之一水平圆弧路段，CD20
段为平直路段。轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.55，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。轿车在下坡路段上行驶时，车对路面的压力可近似认为等于车的重力，重力加速度g取l0m/s2。第19题图(1)轿车在AB下坡段做减速运动的最大加速度是多大？(2)为保证转弯时的行车安全，车轮不打滑，轿车进入BC路段时的最大速度是多大？(3)若匝道限速为72km/h，则轿车从A点行驶到C点的最短时间是多少？（结果保留2位有效数字）20．(12分)图甲为某种简易轨道赛车的轨道图，图乙为拼接直轨道的直板，图丙为部分轨道的简化示意图。其中OA、BC、CD段为直轨道，由多个长为L=0.25m的不可裁剪的直板拼接而成；AB为半圆形水平弯道，其半径R0=1.0m，它能承受最大的侧向压力为F=20N；1和2为竖直平面内的圆轨道，圆轨道1的半径为R1=0.9m，圆轨道2的半径R2=0.1m。已知该赛车的额定功率为P0=100W，而赛车行驶时，可以通过遥控器控制赛车的实际功率。设赛车在水平轨道所受阻力恒为f=5N，不计竖直圆轨道对赛车的阻力，赛车的质量为m=0.2kg。求：(1)汽车匀速过弯道AB的实际功率P不能超过多少？(2)若BC段拼接了4块直板，某次赛车以v1=7.5m/s的速度经过弯道，到B点后不施加动力，则赛车最后停在轨道上的位置到B的距离x？(3)若赛车以最大速度拐弯，到B点后不施加动力，要使赛车能安全通过两个竖直轨道，则BD间最多可以用几块直板进行拼接？这些直板在BC间和CD间如何分配？（圆轨道间、圆轨道与弯道间不能直接连接）20
第20题图21．(10分)在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行的、足够长的金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。电阻为R、质量为m的金属导体棒ab垂直于MN、PQ恰好放在轨道上，与轨道接触良好。轨道的左端点间一条支路上接有电动势为E、内电阻不计的直流电源，另一条支路上仅仅是一段导线，导体棒ab通过滑轮与一根轻绳水平连接着质量也为m的重物。忽略一切阻力、导轨的电阻。(1)当单刀双掷开关S接到位置1，再将重物由静止释放，求棒运动的速度最大值v1；(2)在上述过程中，棒ab运动时间t时速度达到v2，求这段时间内重物m下降的距离x；(3)当单刀双掷开关S接到位置2，重物将被棒牵引着从静止向上运动，求棒运动的速度的最大值v3。第21题图20
22．(10分)如图，坐标系xOy中，Ox水平向右、Oy竖直向上。第二、三象限存在水平向右的匀强电场。第一、四象限存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E2；，第一、四象限还分别存在方向均垂直于纸面向外、磁感应强度不同的两个匀强磁场，两磁场以x正半轴为边界。带正电小球从第三象限内的某点A以大小为v的速度竖直向上射入，依次经过原点O和坐标为(h，0)的P点。已知小球质量为m、带电量为q，到达O点时速度大小也为v，方向与y轴正向夹角为θ=37°；重力加速度为g。(1)求第一象限内磁场的磁感应强度大小B1；(2)求第二、三象限内电场的电场强度大小E1；(3)小球经过P点后，若要使它仅在第一、四象限内运动且能再次经过P点，求第四象限内磁场磁感应强度B2的所有取值。第22题图20
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参考答案：1.B2.C3.D4.B5.B6.C7.D8.A9.A10.D11.A12.D13.D14.AD15.AD16.CD17.（1）A；（2）BC；（3）12.00~12.10、0.30~0.35m/s18．（1）①1.5②E③如图④随着电压增大，温度升高，灯丝电阻率增大，灯泡电阻增大。（2）BC19．解：（1）下坡时（2分）得a=5.0m/s2（1分）（2）（2分），v=11m/s（1分）（3）汽车先72km/h匀速下坡，然后以最大加速度减速运动至B处，减速至11m/s，然后匀速转弯。20
减速时间=1.8s（1分）减速运动位移=27.9m，所以匀速运动的时间为=6.1s（1分）转弯时间=3.1s，所以t=11s。（1分）20．解：（1）在AB段，水平侧向力提供小车做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得解得汽车匀速过弯道AB的实际功率P最大为（2）在BC段，根据动能定理可得解得从C点开始在圆轨道1上运动，当速度减小到0上升的高度为h，根据动能定理可得解得20
故汽车到达轨道1后下滑进入CB轨道，在CB轨道，根据动能定理可得解得赛车最后停在轨道上的位置到B的距离为（3）小球能通过圆轨道1最高点，根据牛顿第二定律可得解得从B到圆轨道1最高点，根据动能定理可得解得小车能通过圆轨道2的最高点，根据牛顿第二定律可得解得20
从B到圆轨道2最高点，根据动能定理可得解得还需满足即x2≥0.6m因x1、x2必须为L的整数倍，结合以上条件，BD间最长时有[]=7块板，有以下四种方案：n1=1，n2=6；n1=2，n2=5；n1=3，n2=4；n1=4，n2=321．解：（1）对杆有E1=BLv1I=FA=BILFA=mg（2）对重物使用动量定理对杆使用动量定理20
联立得出q=BLx/Rx=(mgt-2mv2)R/B2L2（3）全电路E-E2=IRE2=BLv3由第1问有mg=BIL22.解：（1）小球在第一、四象限内因此小球经过O点后将做匀速圆周运动，从O到P轨迹如图，由几何关系得即又得（2）在O点，将速度分解为x和y方向，即，从A到O有：解得20
（3）小球从P点进入第四象限后做圆周运动，不能穿过y轴，轨迹与y轴相切，由几何关系得且每个周期沿x轴正向移动要使小球再次经过P点，则必须满足即即即即因此n=2，3，4，5，6，7，8，9又得（n=2，3，4，5，6，7，8，9）20
