浙江省杭州地区重点中学2022届高三上学期物理期中考试试卷

更新时间：2021-11-16 浏览次数：115 类型：期中考试

一、单选题

1. 2021年9月22日是诺贝尔物理学奖得主、我国著名物理学家杨振宁先生（如图）的百岁诞辰。杨振宁曾与米尔斯一起提出了“杨—米尔斯理论”，从该理论出发，可以将四种基本相互作用中的电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用统一到一起，为理论物理学的发展作出了重大贡献。自然界中的四种基本相互作用除了上述提到的三种外，还有一种为（）

A . 万有引力 B . 聚变作用 C . 裂变作用 D . 量子作用

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2. 2021年8月1日，在东京奥运会羽毛球女子单打决赛中，桐庐姑娘陈雨菲以总比分2∶1战胜对手获得金牌。如图所示，在陈雨菲某次击球时，用球拍将球以原速率反向击出，则下列说法正确的是（）

A . 击球过程中，球的动量未发生变化 B . 研究球离开球拍后的运动轨迹时，不能将球视为质点 C . 球离开球拍后在空中受到重力和空气作用力这两个力 D . 击球时，球拍对球的弹力是由于羽毛球的形变而产生的

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3. 如图所示，两竖直放置的平行长直导线 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 中通以大小相等且方向向上的电流，其中a、b、c三点位于两导线所在平面内，a、b两点关于 $\text{[math]}$ 对称，b、c两点关于 $\text{[math]}$ 对称，b点位于 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的正中间。则（）

A . a、c两点的磁感应强度大小相等 B . a、c两点的磁感应强度方向相同 C . a、b两点的磁感应强度大小相等 D . b点的磁感应强度大于a点

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4. 利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的直流脉动电压图像，其周期、最大值、有效值分别为T、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。若有另一直流脉动电压的最大值也为 $\text{[math]}$ ，但周期为2T，则该直流脉动电压的有效值为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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5. 电流密度j可以用来精细地描述导体中各点电流的大小，其单位为 $\text{[math]}$ （A、m分别为安培和米的符号）。理论分析表明，电流密度j与电场强度E之间存在如下关系： $\text{[math]}$ 。下列关于 $\text{[math]}$ 的分析，可能正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是没有单位的物理量 B . $\text{[math]}$ 是电阻率，单位为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 是密度，单位为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 是电荷密度，单位为 $\text{[math]}$

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6. 如图所示，实线与虚线分别表示振动方向一致、频率相同的两列简谐横波的波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰的相遇点，O是波谷与波谷的相遇点，N，P均为波峰与波谷的相遇点。设这两列波的振幅分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . 若 $\text{[math]}$ ，则N、P两处的质点始终静止不动 B . 若 $\text{[math]}$ ，则OM中点处的质点始终静止不动 C . 若 $\text{[math]}$ ，则O处质点的振幅为 $\text{[math]}$ D . 若 $\text{[math]}$ ，则N处质点的振幅为 $\text{[math]}$

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7. 德布罗意提出实物粒子具有波动性，与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，其波长与粒子的动量存在某种关系。从静止开始先后经同一加速电场加速后的氘核和 $\text{[math]}$ 粒子的德布罗意波波长之比为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. (2018高二上·温州期中) 如图所示，用带有正电的带电体A，靠近（不接触）不带电的验电器的上端金属球，则（）

A . 验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电 B . 验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电 C . 验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电 D . 验电器金箔不张开，因为带电体A没有和验电器的金属球接触

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9. 下列四幅图依次为雷电击中避雷针（图甲）、全息影像（图乙）、调谐电路（图丙）、电子显微镜（图丁）。关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（）

A . 图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽 B . 图乙中全息影像的拍摄利用了光的干涉 C . 图丙中的调谐电路主要是用来发射电磁波的 D . 图丁中电子显微镜的分辨率与电子动量大小无关

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10. 如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴 $\text{[math]}$ 重合。甲、乙两个小物块（均可视为质点）分别置于转台的A、B两处，OA、OB与 $\text{[math]}$ 间的夹角分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。转台静止时，甲、乙均不会下滑。已知甲的质量是乙的两倍，重力加速度大小为g。当转台从静止开始缓慢加速转动，直到其中一物块刚要滑动的过程中，下列说法正确的是（）

A . 甲的线速度大小始终为乙的 $\text{[math]}$ 倍 B . 甲所受向心力的大小始终为乙的2倍 C . 陶罐对甲、乙所做的功相等 D . 当转台角速度为 $\text{[math]}$ 时，甲、乙均有向内侧运动的趋势

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11. 电阻不可忽略的导电圆盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点O在水平面内转动，其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力，空气阻力也忽略不计。用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，如图甲所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场，如图乙所示只在A、O之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，两图中磁场的磁感应强度大小均为B，且磁场区域固定。将图甲和图乙中的开关 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 闭合，经足够长时间后，两图中的圆盘转速均达到稳定。则（）

A . 从上往下看，圆盘沿顺时针方向转动 B . 刚闭合开关时，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘加速得快 C . 将两图中的开关断开，图乙中的圆盘仍然匀速转动 D . 将两图中的开关断开，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘减速得快

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二、多选题

12. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电感，且自感系数很大。C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（）

A . S闭合时A灯，亮后逐渐熄灭，B灯逐渐变亮 B . S闭合时，A灯、B灯同时亮，然后A灯变暗，B灯变得更亮 C . S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯立即熄灭 D . S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯逐渐熄灭

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13. 如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨的倾角为θ，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面向上。质量为m，电阻不计的金属棒ab在沿导轨平面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，在此过程中（）

A . 金属棒所受各力的合力所做的功为零 B . 金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和 C . 恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和 D . 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

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14. 2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回舱携带月壤样品成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”（ $\text{[math]}$ ）的化学元素，是核反应的重要原料之一、科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术研发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3”与氘核的核反应方程为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . X是质子 B . $\text{[math]}$ 的结合能大于 $\text{[math]}$ 的结合能 C . 该核反应的发生对温度无任何要求 D . $\text{[math]}$ 与X的质量之和小于 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的质量之和

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15. 如图所示，矩形ABCD为一玻璃砖的截面， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。该截面内一条单色光线a从A点射向BC中点E，刚好在BC发生全反射并直接射向D点。该单色光的另一条与AE平行的光线b从AB上的P点（未画出）折射进入玻璃砖，光线经BC反射后直接射向CD的中点F。已知真空中光速为c，则下列说法正确的是（）

A . 玻璃砖的折射率为 $\text{[math]}$ B . 光线b第一次打在BC面上时发生全反射 C . 光线b第一次打在CD面上时发生全反射 D . 光线b第一次从P点传播到F点用时为 $\text{[math]}$

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16. 图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，其中F的最大值 $\text{[math]}$ ，已知摆球质量 $\text{[math]}$ ，重力加速度取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是（）

A . 单摆周期为0.8s B . 单摆摆长为0.64m C . F的最小值 $\text{[math]}$ D . 若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变

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三、实验题

17.
1. （1）利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法正确的是___________。
  
  A . 探究“速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力 B . 探究“功和速度变化关系”的实验中，不需要平衡摩擦力 C . 探究“加速度和力、质量的关系”实验中，需要平衡摩擦力 D . 利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来做“探究机械能守恒定律”实验
2. （2）在探究“加速度和力、质量的关系”实验中，打出了一条纸带，如图所示，已知打点计时器的频率为50Hz，每两个计数点间有四个点未画出，则小车的加速度为 $\text{[math]}$ 。（保留2位有效数字）
3. （3）如图所示，在做双缝干涉实验时，小庆同学发现目镜中干涉条纹与分划板的刻度线始终有一定的角度，下列操作可以调整分划板刻度线与干涉条纹平行的是_________。
  
  A . 旋转单缝 B . 拨动拨杆 C . 将光源更靠近单缝 D . 旋转毛玻璃处的测量头
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18. 某实验小组欲测量一个电阻 $\text{[math]}$ 和一个电池组的电动势E和内阻r，根据电池组的标识，电动势约为6V，现有如下实验器材：

电流表A（量程0~100mA，阻值约为 $\text{[math]}$ ）；

电压表 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ （量程均为0~6V，阻值约为 $\text{[math]}$ ）；

滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值 $\text{[math]}$ ）；

滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值 $\text{[math]}$ ）；

开关一个、导线若干。
1. （1）某成员用多用电表测量待测电阻的阻值，如图甲所示，测得待测电阻的阻值 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）实验小组共同设计了如图乙所示的实验电路，滑动变阻器应选用（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。
3. （3）测量并记录多组电压表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和电流表数据： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、I。根据测量数据作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，由图像可知，电源电动势 $\text{[math]}$ V，电源内阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）
4. （4）用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、I表示待测电阻的阻值， $\text{[math]}$ ，考虑电表内阻对测量结果的影响，实验中待测电阻 $\text{[math]}$ 的测量值与真实值相比（填“偏大”或“偏小”）。
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四、解答题

19. 在 $\text{[math]}$ 时刻将质量 $\text{[math]}$ 的小球从距地面一定高度处以初速度 $\text{[math]}$ 竖直向上抛出，在第3s末落地。已知小球在空中运动的v-t图像如图所示，小球所受空气阻力的大小恒定，重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）小球所受空气阻力的大小；
2. （2） $\text{[math]}$ 的大小；
3. （3）小球从抛出到返回至抛出点的过程中所受空气阻力的冲量大小。
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20. 如图所示，水平地面上固定一倾斜放置的弹射器，地面上方有一条水平轨道BCE和一个竖直光滑圆轨道相切于C点（圆轨道在C点前后略有错开，图中未画出），水平轨道BC段光滑，CE段粗糙且长度 $\text{[math]}$ ，水平轨道最右端E处固定一弹性挡板。现有一小物块从弹射器A点弹出，弹出时的速度与水平方向的夹角 $\text{[math]}$ ，物块恰好沿水平方向从B点进入水平轨道BCE，并恰能经过圆轨道最高点D，已知物块从A点运动到B点的时间 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，物块与挡板碰撞前后的速度等大反向，空气阻力不计， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。
1. （1）求物块经过B点时的速度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）求圆轨道半径R；
3. （3）设物块与轨道CE间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，物块最终停下的位置与C点的距离为x，要使物块至少与挡板碰撞一次且运动过程中始终不脱离圆轨道，求x与 $\text{[math]}$ 的关系。
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21. 某发光元件D的伏安特性曲线如图甲所示，元件在达到正向导通电压 $\text{[math]}$ 后才能够发光。为了简化问题，可认为发光后元件两端电压保持为 $\text{[math]}$ 不变（ $\text{[math]}$ 附近伏安特性曲线的斜率极陡），电压小于 $\text{[math]}$ 或加反向电压时，元件均处于截止状态。将该元件通过水平直导线MN垂直接入水平平行导轨中，如图乙所示，该导轨间距 $\text{[math]}$ ，MN右侧0.5m处有一根质量 $\text{[math]}$ 的导体棒PQ放置在导轨上，与导轨始终垂直且接触良好，紧接PQ右侧的导轨间交替分布着竖直方向、磁感应强度 $\text{[math]}$ ，宽度 $\text{[math]}$ 的匀强磁场（编号分别为1、2、3…），除发光元件外，其余电阻不计，导轨足够长。已知导体棒PQ与水平导轨间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，空气阻力不计。开始时在PQ左侧空间里施加一竖直向上均匀增加的匀强磁场，元件恰好能导通发光。
1. （1）判断流过元件D的电流方向，并求出PQ左侧磁场的磁感应强度随时间的变化率 $\text{[math]}$ ；
2. （2）撤去PQ左侧磁场的同时给PQ施加一个水平向右、大小 $\text{[math]}$ 的恒力，求元件D
  ①再次发光时PQ所在的磁场区域编号n的值；
  
  ②最终的闪烁周期T（连续明暗一次的时间）。（提示：当PQ进入某一编号的磁场所产生的感应电动势大于 $\text{[math]}$ 且能使元件导通时，PQ会在安培力作用下瞬间减速，电动势立即变为 $\text{[math]}$ ，减速时间忽略不计）
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22. 为了研究带电粒子在磁场中的运动情况，设计了如图甲所示的封闭装置。该装置由一个边长为L的立方体和一个直径、高均为L的半圆柱叠加而成，半圆柱的正方形平面与正方体的上表面重合，装置内部是空心的。以正方体上表面中心O为坐标原点，垂直正方体的三个侧面分别建立x、y、z坐标轴。装置内部存在磁场，磁感应强度沿x、y、z方向的分量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 随时间变化的规律如图乙所示， $\text{[math]}$ 已知。O处有一正离子源，该离子源以同一速率不断沿x轴正方向发射电量为 $\text{[math]}$ 、质量为m的离子。已知 $\text{[math]}$ 时刻发射的离子恰好沿z轴负方向撞击装置内壁， $\text{[math]}$ ，不考虑离子间的碰撞、相互作用及离子重力，也不考虑因磁场突变所产生的电场对离子运动的影响，离子撞击到装置内壁后立即被吸收。
1. （1）求离子发射时的速率v；
2. （2）求 $\text{[math]}$ 时刻发射的离子：
  ①在 $\text{[math]}$ 时刻的位置，用坐标 $\text{[math]}$ 表示；
  
  ②在磁场中做匀速直线运动的时间。
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