浙江省9+1高中联盟2022-2023学年高三上学期11月期中物理试题（含答案解析）

2022学年第一学期9+1高中联盟期中考试高三年级物理学科试题考生须知：1.本卷满分100分，考试时间90分钟；2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息；3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效，考试结束后，只需上交答题卷；4.本卷中重力加速度均取；一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39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.下列选项中的物理量是矢量且单位正确的是（）A.磁通量 B.磁感应强度C.电场强度 D.电势【答案】B【解析】【详解】A．磁通量是标量，A错误；B．磁感应强度是矢量，单位为，B正确；C．电场强度的单位为，C错误；D．电势是标量，D错误；故选B。2.下列关于物理学家的说法正确的是（）A.伽利略有很多成就，单摆周期公式是他众多发现之一B.库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量C.法拉第发现了法拉第电磁感应定律，还首先提出了场的概念D.爱因斯坦建立了相对论，还最早提出光子的概念【答案】D【解析】【详解】A．伽利略最早发现了摆的等时性原理，后来惠更斯得出了单摆周期公式，故A错误；B．库仑发现了库仑定律，但没有测出静电力常量，故B错误；C．法拉第发现了电磁感应现象，还首先提出了场的概念，纽曼和韦伯得出了法拉第电磁感应定律，故C错误；D．爱因斯坦建立了相对论，还最早提出光子的概念，故D正确。故选D。3.关于运动下列说法正确的是（）A.匀速圆周运动是一种匀变速运动B.平抛运动在相等时间内速度的变化可能不等C.简谐运动的加速度随时间均匀变化D.匀变速直线运动的动量变化率是恒定的【答案】D【解析】【详解】A．匀速圆周运动加速度是不断变化的，是非匀变速运动，选项A错误；B．平抛运动的加速度是恒定的g，根据可知，在相等时间内速度的变化相等，选项B错误；C．简谐运动的加速度随位移均匀变化，而位移随时间不是均匀变化，可知加速度随时间不是均匀变化的，选项C错误；D．根据动量定理，动量变化率为则匀变速直线运动的合外力是恒定的，则动量变化率是恒定的，选项D正确。故选D。4.陈梦在乒乓球比赛中发了一个高抛球，乒乓球以初速度竖直向上抛出，乒乓球在空中运动过程中空气阻力大小与速率成正比，以向上为正方向，则乒乓球从抛出到落回抛出点的过程中速度随时间的变化图像是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】乒乓球上升过程中，有乒乓球上升过程中，速度逐渐减小，可知乒乓球的加速度逐渐减小；乒乓球下降过程中，有乒乓球下降过程中，速度逐渐增大，可知乒乓球的加速度逐渐减小。图象的斜率表示加速度，可知B正确，ACD错误。故选B。5.如图所示，一半径为的玻璃半球，点是半球的球心，虚线表示光轴（过球心与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。则以下说法错误的是（）A.该光在玻璃中的传播速度是B.该光在玻璃半球面处的全反射临界角正弦值为C.从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值为D.距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到点的距离为【答案】D【解析】【详解】A．该光在玻璃中的传播速度是选项A正确，不符合题意；B．该光在玻璃半球面处的全反射临界角正弦值为选项B正确，不符合题意；C．当光线在球面发生全反射，即入射角为临界角C时，入射光线到光轴距离最大，由解得选项C正确，不符合题意；D．由折射定律可得由三角函数定义由正弦定理联立解得选项D错误，符合题意。故选D。6.如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，一间距为的“U”形金属导轨水平置于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，金属棒置于导轨上，且始终与导轨接触良好。若磁感应强度随时间的变化满足（其中、均为非零常量，为时的磁感应强度），为使金属棒向右运动过程中所受安培力为零，从时刻起，金属棒应在外力作用下做（）A.匀速直线运动 B.加速度减小加速运动C.加速度增大的加速运动 D.匀加速直线运动【答案】D【解析】【详解】由金属棒运动过程中所受安培力为零可知，回路中感应电流为零，设t=0时，金属棒距导轨左端距离为，为了不产生感应电流，任意时刻t的磁通量应与刚开始时的磁通量相同，即解得可知金属棒由静止开始向右做匀加速直线运动。故选D。7.右图为一海上风电厂的照片，该海上风电厂的风力发电机的叶片长为52米，有40个发电机组。假设一年中有三分之一的时间可以发电，且发电时风速约；发电机将风能转变为电能的效率约为。空气密度为，试通过估算判断：该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】在∆t时间内吹到风叶上空气的质量每台发电机发电的功率一年的发电量带入数据故选B。8.如图所示，为一电阻可忽略的线圈，为一电阻，为电容器，开关处于闭合状态，现突然断开，并开始计时，能正确反映回路中电流i（规定顺时针方向为正）及电容器中电场的变化（由板指向板为电场的正方向）随时间变化的图像是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】因为为一电阻可忽略的线圈，可知当电键闭合时，电容器带电量为零，通过线圈L的电流向下；断开电键S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加，则选项ABD错误，C正确。故选C。9.如图所示，2022年1月22日我国“实践21号”卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号卫星后，成功将其送入“墓地轨道”（可视为圆轨道），此后“实践21号”又回归同步轨道，这标志着中国能够真正意义上实现“太空垃圾清理”。已知同步轨道和墓地轨道的轨道半径分别为、，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于、点，地球自转周期为，则对北斗二号卫星的下列说法中错误的是（）A.在墓地轨道运行时的速度小于其在同步轨道运行的速度B.在转移轨道上运行时卫星处于完全失重状态C.若要从点逃脱地球的引力束缚，则在该处速度必须大于D.沿转移轨道从点运行到点所用最短时间为【答案】C【解析】【详解】A.因为在墓地轨道运行半径大于其在同步轨道运行的轨道半径，根据可知，在墓地轨道运行时的速度小于其在同步轨道运行的速度，选项A正确，不符合题意；B.在转移轨道上运行时地球的引力充当向心力，则卫星处于完全失重状态，选项B正确，不符合题意；C.若要从地球表面逃脱地球的引力，则在地球表面的速度必须大于11.2km/h，而若要从点逃脱地球的引力束缚，则在该处速度只需小于即可，选项C错误，符合题意；D.根据开普勒第三定律，则则沿转移轨道从点运行到点所用最短时间为选项D正确，不符合题意。故选C。10.一定质量理想气体的状态变化如图所示，为圆弧，为半径相同的圆弧。气体从状态经状态、、，最终回到状态，则（）A.从状态到状态是等温膨胀过程B.从状态到状态，气体吸收热量，内能不变C.处于状态时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态少D.从状态经、、回到状态，气体吸收热量【答案】C【解析】【详解】A．从状态到状态是体积减小。等温过程为双曲线，为圆弧，从状态到状态不是等温过程。故A错误；B．从状态a到状态c，气体压强相等，体积增大，根据理想气体状态方程可知其温度必定升高，且对外界做功，根据热力学第一定律，有气体吸收热量故B错误；C．根据上一选项分析，在状态c，气体体积较大，分子数密度较小，气体温度升高导致分子平均动能增加，在保持压强不变的情况下，单位时间撞击单位面积的次数一定较少。故C正确；D．从状态a经b、c、d回到状态a，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做功等于图形的面积，根据热力学第一定律，有气体放出热量。故D错误。故选C。11.一交流电源的输出电压如图甲所示，通过理想变压器对电路供电，电路如图乙所示。已知原、副线圈匝数比为4∶1，灯泡的额定功率为，排气扇电机线圈的电阻为，电流表的示数为，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（）A.交流电源电压瞬时值的表达式为B.电压表的示数为C.通过保险丝的电流为D.排气扇电机的发热功率为【答案】D【解析】【详解】A．因则交流电源电压瞬时值的表达式为选项A错误；B．初级电压有效值为U1=220V，则次级电压有效值即电压表的示数为选项B错误；C．通过保险丝的电流为选项C错误；D．通过灯泡的电流排气扇电机的电流为发热功率为选项D正确。故选D。12.如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，P为二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，下列说法正确的是（）A.若保持开关闭合，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将变小B.若保持开关闭合，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将不变C.若断开开关后，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将变小D.若断开开关后，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将不变【答案】C【解析】【详解】A．若保持开关闭合，根据可知将A、B两极板靠近些，电容增大，电容器A、B两极板间的电势差等于电源电动势，电容器带电量增大，二极管正向导通，电容器充电，可得静电计两端的电势差不变，故指针张开角度将不变，故A错误；B．若保持开关闭合，根据将A、B两极板正对面积变小些，电容减小，电容器带电量将减小，由于二极管反向截止，电路中没有电流，故电容器带电量不变，根据可知电容器A、B两极板间的电势差增大，故指针张开角度将增大，故B错误；C．若断开开关后，电容器带电量保持不变，根据可知将A、B两极板靠近些，电容增大，根据可知电容器A、B两极板间的电势差减小，故指针张开角度将变小，故C正确；D．若断开开关后，电容器带电量保持不变，根据将A、B两极板正对面积变小些，电容减小，根据可知电容器A、B两极板间的电势差增大，故指针张开角度将增大，故D错误。故选C。13.如图所示，洗衣机内的漏斗状容器可以绕竖直对称轴匀速转动，质量为的物块B放在容器倾斜侧壁上，倾斜侧壁的倾角为，质量也为的物块A贴在竖直侧壁上，A、B与容器侧壁间的动摩擦因数均为，A、B两物块到转轴的距离分别为，，不计物块的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使两物块均相对于容器静止，容器转动的角速度大小范围为（）A B.C. D.【答案】B【解析】【详解】对于物块A刚好不下滑时N1=m×2rμN1=mg求得当物块B刚好不下滑时N2sin－μN2cos=m×rN2cos+μN2sin=mg求得当物块B刚好不上滑时N3sin+μN3cos=m×rN3cos=μN3sin+mg求得要使A、B均不滑动，则转动的角速度必须满足故选B。二、选择题II（本题共3小题，每小题2分，共6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2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）14.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（）A.图丙中的图线所表示的光的光子能量为B.图丙中的图线所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的C.处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为的光子并电离D.用图丙中的图线所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时更大【答案】AC【解析】【详解】AB．图丙中图线所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量较大，原子跃迁对应的能级差较大，即对应于从到的跃迁，则光子能量为故A正确，B错误；C．处于第4能级的氢原子至少要吸收的能量才能电离，则处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为的光子并电离，故C正确；D．用图丙中的图线所表示的光照射阴极K时，遏止电压小于图线表示的光子的遏止电压，可知表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时更小，故D错误。故选AC。15.玉兔二号月球车是采用核能来提供能量，它的核能电池系统主要包括两个组成部分：一个装填钚二氧化物的热源和一组固体热电偶。该装置使钚238衰变产生的核能转化为电能，这一系统设计使用寿命为14年。钚238的半衰期为88年，原来静止的一个钚238衰变时放出粒子和光子，生成原子核。已知钚238、粒子、的质量分别为、、，普朗克常量为，真空中的光速为，下列说法正确的是（）A.的中子数比钚238的中子数少4个B.经过176年，钚238将全部衰变C.钚238衰变过程一定有质量亏损，释放出能量D.光子的波长大于【答案】CD【解析】【详解】A．钚238的中子数为根据质量数守恒与电荷数守恒可知，X的质量数为电荷数为所以中子数故A错误；B．经过176年，也就是经过两个半衰期，钚238的质量还剩，故B错误；C．钚238衰变过程一定有质量亏损，释放出能量，故C正确；D．钚238衰变时动量守恒和能量守恒，总动量为零，衰变后射线动能不为零，因此释放的核能只有一部分以光子的形式辐射出去，则有又因此故D正确。故选CD。16.如图甲所示，在某介质中波源、相距，点位于距波源A点处。时两波源同时开始上下振动，两波源的振动图像如图乙和丙所示，只振动了半个周期，连续振动，所形成的波的传播速度都为。下列说法正确的是（）A.两列波不能相遇B.两列波能相遇但不能产生干涉现象C.质点，在到内所经过的路程为D.在到内从发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数为6个【答案】BCD【解析】【详解】A．波源振动，波可以向四周传播，所以两列波会相遇，故A错误；B．根据乙丙图可知两拨的周期分别为，根据周期和频率的关系可知两列波的频率不同，所以两列波不能发生干涉现象，故B正确；C．A的振动先到达P点，则质点P先经过的路程为B波产生的波到P点的时间为B波产生的波使P振动了即P振动了1.5个周期，所以B波使P振动的路程为综上可得在到内所经过的路程为故C正确；D．16s内两列波相对运动的长度为A波的宽度为B波的波长为所以在到内从发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数为故D正确。故选BCD。三、实验题（第17题7分，第18题7分）17.某同学“探究小球加速度与合外力的关系”的实验装置如图所示，他用无线力传感器来测量绳子的拉力。他将无线力传感器和小车固定在一起，将细绳的一端挂一小球，另一端系在传感器的挂钩上，调整细绳与木板平行。则在改进后的实验中以下步骤是否还有必要？①把木板的右端垫高以补偿阻力______（选填“有必要”或“没必要”）。②控制小球的质量远小于小车（含传感器）的总质量______。（选填“有必要”或“没必要”）。（2）实验中打出的其中一条纸带如下图，由该纸带可求得小球的加速度______（结果保留三位有效数字）（3）本实验中，保持绳端所挂小球质量不变，先按住小车，记下传感器读数为；而后在小车上陆续放置钩码，让小车运动，从而得到绳子的不同拉力大小与小球相应的加速度大小，作出图像。则下面图像中正确的是（）A.B.C.D.【答案】①.有必要②.没必要③.1.10④.B【解析】【详解】（1）①[1]为了保证细绳的拉力为小车的合力，需要平衡摩擦力，有必要把木板的右端垫高以补偿阻力。②[2]由力传感器可以直接读出细绳的拉力，没必要控制小球的质量远小于小车（含传感器）的总质量。（2）[3]相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，根据逐差法，小球的加速度（3）[4]根据题意得可知a与成正比关系。故选B。18.实际电流表有内阻，测量实际电流表的内阻，可供选择的器材如下：①待测电流表（量程，内阻约）②电压表V（量程，内阻约）③电流表（量程，内阻约）④定值电阻⑤定值电阻⑥滑动变阻器⑦滑动变阻器⑧干电池（，内阻不计）⑨电键及导线若干（1）定值电阻选______，滑动变阻器选______。（在空格内填写序号）（2）在右框中画出实验电路图______，相应器材标上符号。（3）写出待测电流表内阻的表达式______。（注明各字母的意义）（4）某次实验中表指针如右图所示，则示数______。【答案】①.②.③.④.（、分别是电流表和的示数）⑤.3.58##3.59##3.60##3.61##3.62【解析】【详解】（1）[1]根据电路连接特点，应该测量定值电阻和电流表的总电流，若定值电阻选，则易使流过的总电流超过其满偏值，所以选，应选C；（2）[2]本实验应采用滑动变阻器分压接法，则滑动变阻器选择阻值较小的；（3）[3]由题意可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法；同时因待测电阻较小；故应采用电流表外接法；原理图如下图所示（4）[4]由欧姆定律得得其中、分别是电流表和的示数。（5）[5]某次实验中表指针如右图所示，则示数四、计算题（本题共4小题，19题9分、20题12分、21题10分，22题10分，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）19.“羊角球”因跳跳球身上长了两个手柄而得名，如图所示，“羊角球”是用进口PVC材料设计的一种最新型、集娱乐和健身为一体的运动器材，具有坐、骑、跳、拍等功能，使用安全可靠，有助于锻炼腿部力量和掌握协调平衡能力。某同学发现在7℃的室外的“羊角球”有点瘪了需重新充气，此时“羊角球”体积为，压强为。现将“羊角球”拿到温度为27℃的室内进行充气，充气筒每次可为其充入的气体，充气后，“羊角球”内气体压强增大至。忽略“羊角球”体积变化及充气过程中气体温度的变化。求：（1）拿到室内，充气前“羊角球”中气体压强将变为多少；（2）充气筒需要充气多少次。【答案】（1）；（2）次【解析】【详解】（1）温度变化，气体发生等容变化，由查得定律得解得（2）在室温下把球内的气体折算成下的体积为的气体。由波意耳定律得设打气次数为，把打进去的气体与折算后体积为的气体看成一整体，由波意耳定律得：解得次20.如图所示，轨道由三部分组成，即：半径的光滑圆弧轨道，长度的粗糙水平轨道，以及足够长的光滑水平轨道。物块质量、物块质量压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不连接）静止于段中间，物块、可视为质点。紧靠的右侧水平地面上停放着质量的小车，其上表面段粗糙，与等高，长度；段为半径的光滑圆弧轨道；小车与地面的阻力可不计。、与，间的滑动摩擦因数均为，现解除弹簧锁定，物块、由静止被弹出（、脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块进入轨道，而物块滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。（1）若物块经过后恰好能到达A点，求通过点时圆弧轨道对的弹力大小；（2）若物块经过后恰好能到达A点，请分析物块能否冲出小车最高点；（3）若弹簧解除锁定后，要求物块不从轨道滑出，物块滑上小车后始终不滑离小车，求被锁定弹簧的最大弹性势能。【答案】（1）；（2）能；（3）【解析】【详解】（1）从B到A由动能定理得解得在B点由牛顿第二定律得解得（2）P从C到B由动能定理得弹簧释放时由动量守恒定律得解得设物块滑上小车后与车共速时上滑的高度为，共同速度为，由动量守恒定律得解得由动能定理得解得即物块能冲出小车最高点G；（3）①P不从左侧轨道A点冲出，弹簧解除锁定时②P不从左侧轨道点滑出，弹簧解除锁定时解得③滑上小车，且刚好不从小车最高点冲出则解得④滑上小车，且刚好不从小车左端滑出解得综上所述此时所以，弹簧解除锁定前具有的最大弹性势能21.如图所示，间距为的两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左端连接一电容为的电容器（初始不带电），导体棒质量为、电阻为；导体棒质量为、电阻为，两导体棒分别置于导轨左侧和中间，初始均静止。导轨处于大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，仅在棒所在处磁场为零。棒在沿导轨方向的外力作用下开始运动，达到最大速度时撤去外力，同时棒刚好出磁场与棒碰撞，粘合在一起即刻进入磁场，碰撞时间不计，导轨足够长，在运动过程中，棒、始终与导轨接触良好，且与导轨垂直，不计导轨电阻，忽略磁场边界效应。（已知电容器储能表达式，为电容器两板间的电压，忽略电磁辐射）（1）求施加在棒上的外力的大小；（2）求两棒的最终速度；（3）若外力做的功为，求整个运动过程中电路产生的焦耳热。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）棒速度最大时，电容等效为开路，于是（2）碰撞过程动量守恒电容器带电量对粘合棒由动量定理，有（3）碰撞过程损失的动能由能量关系解得22.在平面内第一象限的某一区域内（图中未画出）有一个场强大小为