【物理】浙江省稽阳联谊学校2020届高三上学期12月联考(解析版)

浙江省稽阳联谊学校2020届高三上学期12月联考试题

满分100分考试时间90分钟

考生注意：

1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。

2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在试题卷上的作答一律无效。

3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内。作图时，先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。4．可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s2。

选择题部分

一、选择题I（本题共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．下列说法正确的是

A．物理量中表述电场强度和磁通量时均可以引入正负号，所以它们是矢量

B．有些物理量是没有单位的，如劲度系数、电阻率、静电力常量

C．在物理学的思想方法中，将物体看成质点运用了极限法

D．电场这个“场”的概念最先是由法拉第提出的

2．如图所示是高空滑杆运动。一名运动员从12 m高的竖直滑杆顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑到达地面，到达地面时速度恰好为零，加速时的加速度大小是减速时的2倍，总时间为3s。运动员在这一过程中的v—t图象正确的是

3．空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目，其模型如图所示，顶端转盘上用等长钢丝绳吊着多个座椅，甲、乙两个儿童分别坐在A、B两个吊椅中，当转盘以一定的角速度匀速转动时，连接A、B座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为a、θ。已知A、B座椅绕轴的旋转半径分别为r1、r2，甲、乙两儿童的质量分别为m1、m2，两座椅的质量相等，若m1>m2，则

A．α <θ

B．r1>r2

C．甲的向心加速度小于乙的向心加速度

D．甲乙线速度大小相等

4．下列情景中说法正确的是

甲乙丙丁A．图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，因为铝框材质比较轻，同时不会被磁化，方便指针灵活转动。

B．图乙是动圈式扬声器的结构示意图，当随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线圈发生振动，从而带动纸盆振动发出声音；这样的扬声器也可以当话筒使用，声音使纸盆振动，带动线圈切割磁感线，从而产生感应电流。

C．图丙是电子感应加速器中的俯视图，图中电子的运动方向为逆时针，为使电子沿轨道运动，轨道中的磁场方向应垂直纸面向内。

D．图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上方静止释放，小磁铁在左侧铝管中受到阻碍而缓慢下落，在右侧铝管中自由下落。5．一个电解液容器左右两侧为金属板，与外界恒压电源相连，其余各面均为绝缘体，现在容器中倒入导电液体，随液面高度升高，容器中液体的电阻R和单位体积的发热功率P变化情况是

r

2

r1

第3题图

A．R减小，P增大B．R减小，P减小

C．R减小，P不变D．R增大，P增大

6．小明同学身高1.80 m，体重70 kg，站立举手达到的高度为2.20 m。有一次摸高测试时，他弯曲双腿下蹲使重心下降0.60 m，然后用力蹬地起跳，起跳后能摸到的最大高度是2.60 m，该同学在整个上升过程中克服重力所做的功约为

A．280J B．520J C．720J D．1820J

7．如图为小蕙玩橡皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动，下列说法正确的是

A．图示瞬间小球一定处于超重状态

B．图示瞬间小球一定处于失重状态

C．在此后一小段时间内，小球机械能一定增加

D．在此后的一小段时间内，小球的动能一定增加

8．一颗人造地球同步卫星对地球的张角能覆盖赤道上空东经θ0-θ到东经θ0+θ之间的区域。已知地球半径为R0，地球表面处的重力加速度大小为g，地球自转周期为T。θ的表达式为

A．3

1

2

2

)

4

(

sin

gT

R

θ

π

=B．3

1

2

2

)

4

(

sin2

gT

R

θ

π

=

C．3

1

2

2

)

4

(

cos

gT

R

θ

π

=D．3

1

2

2

)

4

(

cos

R

gT

θ

π

=

9．如图所示一个小物体通过一条轻绳栓在倾角α=300的斜面上的O点，斜面与小物体间的动摩擦因数为μ=

3

6，则小物体能在斜面上平衡时细线方向与沿斜面向下方向之间的最大偏角θ为

第7题图

U

h

第5题图

o

A ．300

B ．tan θ=1

2

C ．600

D ．sin θ=1

4

10．在x 轴上放置一个点电荷Q ，A 、B 为轴上的两个位置，分别为X A =0, X B =1.5m (图甲)。在A 、B 两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a 、b 所示，已知静电力常量k =9.0109 Nm 2/C 2。下列判断正确的是

A ． A 点的电场强度为4 N/C

B ．点电荷Q 所在位置是x =－0.5 m 处

C ．A 点电势低于B 点电势

D ．点电荷Q 的电量为10-8C

二、选择题II （本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备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．如图所示，图甲是远距离输电示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则下列说法正确的是

A ．用户用电器上交流电的频率是100Hz

B ．发电机输出交流电的电压有效值是220V

C ．输电线上的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比n 3/n 4决定

D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

x/m

1.5 0

A 甲

F /N q /10-1

C 1

0 3 2 4 -1 1 2 a

b

乙

-1-3 -4 -5 -6 -2 第10题图

B

θ

α

第9题图

12．下列说法正确的是

A．氘核分离成质子与中子的过程中需要吸收的最小能量就是氘核的结合能

B．氪90（Kr

90

36

）经过一系列衰变成为稳定的锆90（Zr

90

40

）要经过1次α衰变和4次β衰变C．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后形成的电子流

D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间

13．如图所示为一列沿x轴传播的简谐波在t=0时刻的波形图，质点A位于x A=2 m处，质点B位于x B=3 m处。t=2 s时，质点B第一次出现在波峰位置；t=3 s时，质点A第一次出现在波峰位置。则

A．波速为1 m/s

B．波的周期为4 s

C．波沿x轴正方向传播

D．t=0.5s时，质点A和质点B的加速度相同

14．如图所示，某同学设计了一种能看见室外全景的猫眼。猫眼是由同种材料的球冠和圆柱体拼接在一起的复合形状。观察者能在室内猫眼的中点O，恰能看到室外的全景。设墙壁的厚度为d，玻璃的折射率为3，圆柱体的直径为d

3

2，则

A．球面的半径R=23d

B．沿墙壁射向猫眼的极限光线，其入射角为60°

C．从室内猫眼中点入射的光可能在球冠与空气的

界面上发生全反射

D．球冠的球心位置处在猫眼的内部

非选择题部分

三、非选择题（本题共5小题，共54分）

d

O

室内

第14题图

15．（7分）“探究小车速度随时间变化关系”、“探究加速度与力、质量的关系”、“探究功与速度变化关系”这三个实验都可以用图1中的实验装置来完成。

（1）在进行实验研究时，小东同学打出了一条纸带，实际点迹如图2所示。已知交流电频率为50Hz ，纸带中P 点的速度是 m/s(保留三位有效数字)，该纸带的运动是 （填“匀速运动”、“匀变速运动”或“非匀变速运动”）

（2）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列说法正确的是（ ） A ．平衡摩擦力时需要装上纸带，并悬挂好空的小桶，让小车恰好匀速下滑 B ．平衡摩擦力过程中，如果发现小车加速下滑，则需要将图中垫块向右移动少许并重新检验 C ．实验中应让小车的加速度尽量大些

D ．该实验采用控制变量法来探究三者关系时，每一项探究我们需要打出2条纸带 （3）该装置用来“探究功与速度变化关系”时，我们通过测量纸带上点1、2、3……到0点的距离来表示牵引力的功W 1、W 2、W 3……，同时测得对应点的速度v 1、v 2、v 3……，0点速度为v 0，则下列探究中图像正确的是（ ）

16．（8分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，可用以下器材：

小灯泡（额定电压2.5V ），滑动变阻器（5Ω，3A ），滑动变阻器（200Ω，1A ）， 电源电动势为9V 的叠层电池，电流表（0-0.6A ，0-3A ），电压表（0-3V ，0-15V ）， 定值电阻（10Ω），定值电阻（100Ω），开关和若干导线。

块

打点计时器垫

小车

砂桶

第15题图1

P

第15题图2

（1）实验过程中滑动变阻器选用 Ω（填“5Ω”或者“200Ω”），定值电阻选用 Ω。（填“10Ω”或者“100Ω”）

（2）实验过程中的部分接线如图（甲）所示，请在答题纸上．．．．用笔代替导线补全电路。 （3）移动滑动变阻器滑片，获取实验数据，并描点作图，关于实验下列说法正确的是（ ） A ．读取的各组数据间隔必须相等

B ．在低电压附近或者曲线出现拐点附近可以多测数据以减小实验误差

C ．当电压较低时，小灯泡不亮，应该从小灯泡亮起后开始记录第一组数据

D ．图乙中显示，当电压大于1V 后，曲线几乎变成了直线，这可能是因为小灯泡的产热和散热趋于平衡，小灯泡的电阻不再变化

（4）如果把这个小灯泡的玻璃敲破，保持灯丝完好，然后将小灯泡浸没在水中再次进行实验，当电压调到3V 时，电流表读数约为 A （保留两位有效数字）。

17．（12分）如图，光滑导轨的末端放有一个质量为m 1=1 kg 的小球A ，导轨的末端与竖直墙上的O 点等高，导轨末端到竖直墙壁的水平距离为d =0.3 m 。一个质量为m 2的小球B 沿导轨从距导轨末端高h =0.2 m 处由静止释放，在末端与小球A 碰撞后，两球直接从轨道末端飞出，分别击中竖直墙上的P 、Q 两点，已知P 到O 的距离h 1=0.05 m ，Q 到O 的距离h 2=0.45 m ，小球可看作质点，则

+

-图甲

图乙

3V 15V 定值电阻

电池

第16题图

（1）求A、B两球从轨道末端飞出时的速度大小v1、v2；

（2）求小球B的质量m2，并通过计算分析碰撞是否为弹性碰撞；

（3）试通过计算说明，在A、B发生弹性碰撞的条件下，能否选择一个合适的小球B的质量m2的大小，使得两球碰后即以共同速度做抛体运动，如果能，求出m2。

18．(13分)如图为二根倾角θ=300的平行金属导轨，上端有一个电动势为E=5 V、内阻为r=1 Ω的电源，以及一个电容为C的电容器，导轨通过单刀双掷开关可分别与1、2相连。导轨中间分布有两个相同的有界磁场AA’CC’及DD’FF’，磁场方向垂直导轨向下，磁场内外边界距离等于导轨间距L，L =1 m，磁场的上下边界距离如图所示均为d =2 m，CC’到DD’的距离也为d。除电源内阻外，其它电阻忽略不计，导体棒与导轨光滑接触。初始时刻，开关与1相连，一根质量为m=1 kg的导体棒恰好能静止在导轨上AA’位置，导体棒处于磁场之中。当开关迅速拨向2以后，导体棒开始向下运动，它在AA’CC’、CC’DD’两个区域运动的加速度大小之比为4/5。

（1）求磁感应强度B的大小；

（2）求导体棒运动至DD’时的速度大小v2；

（3）求电容C的值；

（4）当导体棒接近DD’时，把开关迅速拨向1，求出导体棒到达FF’的速度v3。

19.（14分）磁流体发电机是对环境污染很少的发电装置，目前，许多国家都积极致力于这方面的研究。关于磁流体发电机的简化模型如图甲所示：磁流体（气体状态的正负离子）在喷射装置的作用下，以相同的水平速度v0源源不断的射入左侧发电通道，发电通道上下两面为金属极板，内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。已知正负离子的质量均为m，带电量为±q，单位体积内正负离子数各为n，离子充满整个发电通道，发电通道的长度足够长，高为d，宽为a，离子间的相互作用不计，重力不计。

（1）当发电机的两极板与外界断路，试判断上下极板的电势高低，并求出两极板间的最终电压U0；

（2）求喷射装置对磁流体做功的功率P0；

（3）当两极板与外电路相连时，两极板间电压为U，且U

（4）当此发电机的两极板与电阻值为R0的电阻相连组成闭合回路，利用（3）中所得结论，在h

【参考答案】

一、选择题 I （10×3=30分） 1.【答案】D

【解析】磁通量属于标量，A 错；电阻率与静电力常量有单位，B 错；质点模型属于理想模型法，C 错。 2.【答案】C

【解析】由v-t 图像斜率关系知，前后斜率之比为2：1，平均速度为4m/s ，故最大速度为8m/s 。 3. 【答案】D

【解析】以人和座椅为研究对象：甲、乙的加速度满足mg tan α=m Lsin αω2，cos α=g/Lω2，故α=θ，r 1=r 2，A 、B 错；a=rω2，故a 1>a 2，C 错，D 对。 4. 【答案】B

【解析】甲中原因是铝框在磁场中转动时能产生阻尼，让线圈快速稳定下来，A 错误；乙线圈切割磁感线产生感应电流，B 正确；由左手定则判断磁场方向为垂直纸面向外，C 错误；丁中管子有裂缝，涡流仍旧存在，只不过没有完好时那么大，所以不可能做自由落体运动的，D 错误。 5. 【答案】C

【解析】由电阻定律，R =ρl s =ρa bh ，h 变大，R 减小。总功率P 总=U 2R =U 2bh ρa ，单位体积发热

功率P = P 总abh =U 2

ρa 2，故P 不变。

6. 【答案】C

【解析】人重心上升高度略大于H=0.6+0.4=1.0 m ，故克服重力做功略大于W=mgH=700J ，C 正确。 7. 【答案】C

【解析】由于小球受到的重力与拉力关系未知，故无法判断加速度方向，A 、B 、C 均无法判断；拉力在此后一段时间一定做正功，小球机械能一定增加，C 正确。 8. 【答案】C 【解析】由,且

,然后结合

，可求得cos θ= (

)1/3

9. 【答案】A

【解析】由平衡关系知，μmg cos α=mg sin αsin θ，得sin θ=1

2 ，A 正确。

10. 【答案】B

【解析】A 位置的电场强度E 为a 图线的斜率，即E A =40 N/C ，A 错误；考虑到E B =E A /4，

点电荷Q 到A 、B 的距离rA ：rB=1/4，得点电荷Q 得坐标为x=－0.5m ，B 正确，根据点电荷场强公式，可计算得Q=1

9×10-8C ，D 错误。A 比B 更靠近点电荷Q ，A 点电势比B 点高，

C 错误。

二、选择题II （4×4=16分） 11. 【答案】BD

【解析】由图像知，交流电的频率为50Hz ，A 错误；有效值U=311

2V=220V ，B 正确；输电

线的电流与输电的电流有关，当用户电阻增大时，电流减小，输电线上的损失功率减小，C 错误，D 正确。 12. 【答案】AD

【解析】由教材知识知，A 、D 正确；氪90（Kr 90

36）经过4次β衰变成为锆90（Zr 90

40）,B

错误；β射线来自原子核，C 错误。 13. 【答案】ABD

【解析】由题分析可知该波向负方向传播，波长为4m ，周期为4s ，波速为1m/s ，t=0.5s 时AB 质点的位置为y=-,所以加速度相同。

14. 【答案】AB

【解析】作图知，设法线与图中竖直线夹角为θ，则有sin(900-θ)/sin(600-θ)=n ，解得θ=300，故入射角为600，球面的半径R =23d 。

三、非选择题（54分）

15. （7分）【答案】 （1）1.07~1.10 （2分），非匀变速运动（1分） （2）B （2分） （3）C （2分） 【解析】

（1）靠近P 的两点间距为4.35cm ，时间间隔为0.04s ，所以速度为1.09m/s ；对每个点的刻度进行读数，求得间距差不为恒定值，所以不是匀变速，而是非匀变速。

（2）平衡摩擦力时不能挂小桶，但是要连接打点计时器并开启，轻推小车，观察点迹是否均匀来分析是否已经平衡，所以A 错误。我们是通过倾角来平衡摩擦，所以B 正确。加速度太大就不再满足重力等于绳子拉力了，故C 错。我们利用作图法进行研究，每次实验只能得到一个数据，所以两组实验需要10个以上的数据，所以要做至少10次操作，D 错误。

O

θ 900-θ

600-θ

（3）从实验测量的量的关系看，W=12mv

2-1

2mv 02 ,故C 正确。

16 . （8分）【答案】（1）5 （1分）， 10（1分） （2）如图（每条线1分，共2分）

（3）B （2分） （4）1.5 （2分） 【解析】

（1）因为需要从0电压开始测量，所以选用分压式，滑动变阻器选电阻小的，选5Ω，而滑变的输出最大为3V ，所以保护电阻进行分压选10Ω。 （2）采用外接分压式

（3）取数据点时应该在低电压附近或者曲线出现拐点附近可以多组数据，所以A 错误B 正确，同时第一组数据应该从电压为零开始取C 错误。后半段虽然表现为直线，但是电阻还是在增大的，因为电阻是与原点的斜率决定的，所以D 错误。

（4）当放入水中后，温度保持不变，电阻基本为常温电阻，由图乙知大概为2Ω，所以电流为1.5 A

17. 【答案】（1）v 1=3m/s ，v 2=1m/s （2）m 2=3kg ，是 （3）不存在 【解析】

（1）小球在空中做平抛运动，有 d=vt （1分） y =1

2

gt 2（1分） 分别用h 1、h 2代入上式中的y ，可求得 v 1=3m/s （1分） v 2=1m/s （1分）

（2）设B 运动到轨道末端的速度为v0，由机械能守恒

+

- 图甲

3V 15V 定值电阻

电池

m 2gh =1

2m 2v 02（1分

求得 v 0=2m/s ）

在A 、B 碰撞前后，两球的动量守恒 m 2v 0=m 2v 2+m 1v 1（1分） 求得 m 2=3kg （1分） 碰前总动能E k = 1

2

m 2v 02=6 J

碰后两球总动能E k ’=12m 1v 12+1

2m 2v 22=6 J

即 E k =E k ’ （1分） 该碰撞为弹性碰撞。（1分）

（3）假设此情形下的m 2存在，则由动量守恒 m 2v 0= (m 1+m 2)v （1分） 求得v=m 2v 0

(m 1+m 2)

碰前总动能E k = 1

2

m 2v 02

碰后两球总动能E k ’=12(m 1+ m 2)v 2=m 2

(m 1+m 2) E k

（1分）

这说明碰撞前后由能量损失，与题设矛盾，故这样的m 2不存在。（1分） 18. 【答案】（1）B =EL

mgr θsin （2）v 2=6m/s （3）C=0.25 F （4）v t =4m/s 【解析】

（1）由平衡条件知，初始时刻 mg sin θ=Bil （1分） i=E

r （1分）

得B =

EL

mgr θsin 代入数据得B =1T 。 （1分）

(2) 从CC’到DD’，导体棒做的匀加速运动，加速度为a 2=g sin θ=5m/s 2 由题意知，导体棒在AA’CC’运动的加速度a 1=4m/s 2（1分） 其到达CC’的速度满足 v 12=2a 1d 从CC’到DD’， 有v 22-v 12=2a 2d （1分） 计算得v 1=4m/s v 2=6m/s （1分）

（3）开关拨向2后，导体棒开始在磁场中运动，当速度为v 时，由牛顿运动定律得

mg sin θ-BiL =ma i =

Δq

Δt

（1分） q =CU （1分） U =BLv （1分） 可得a =

2

2sin L CB m mg +θ

计算得C=0.25 F （1分）

(4)进入第二个磁场后，导体棒受到重力、弹力、安培力，其动力学方程可写作 mg sin θ-BiL =ma 其中i =r

BLv E +

代入后mg sin θ－r BEL －r

v L B 22=ma （1分）

注意到B =EL

mgr θsin ，上式写为－r v L B 2

2=ma

可等效为导体棒在仅受安培力作用下的运动，上式变形可得

－r

x L B 2

2=mv t -mv 2 （1分） 代入x =2m ，得v t =4m/s ，即到达FF’时的速度为4m/s 。（1分）

19. 【答案】（1）上极板电势高，U 0=Bdv 0 （2）nmad v 03 （3）h =2m qB (v 0-U dB ) （4）I=Bdv 0B 2d

2nmav 0+R 0

【解析】

（1）用左手定则判断正电荷受洛伦兹力向上，故比下极板高。（1分） 解法一：由动生电动势公式知，U 0=Bdv 0（3分） 解法二：Eq =qv 0B （1分） E =U

d （1分） 得 （1分）

（2）在Δt 时间内，射入发电通道的流体长度为 Δx =v 0Δt ， 体积ΔV =Δxad ，

质量Δm =2nmΔV =2nmv 0adΔt （1分） 功率P =1

2

Δmv 02 Δt

=nmad v 03 （2分）

（3）当U

d

（1分）

从最低点到最高点，有 -qEh =12mv N 2-1

2mv 02（1分）

联立可解得 h =2m qB (v 0-U

dB

) （1分）

（4）设两极板间电压为U ，则可认为只有离极板h 范围内的离子才能打在极板上， 电流可表示为I =nqhav 0 （1分） 由欧姆定律，I =U

R 0（1分）

代入（3）中的h ，得I=

Bdv 0

B 2d

2nmav 0+R 0

（1分）