浙江省A9协作体2021届高三暑假返校联考物理试题 Word版含答案
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浙江省A9协作体暑假返校联考
高三物理试题卷
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，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，在本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的区域内，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。
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．国际单位制中功的单位符号是J，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是
A．N·m B．W·s C．kg·m2·s-2 D．kg·m2·s
第2题图
2．我国2020珠峰高程测量登山队从珠峰大本营出发，途径海拔高度分别为5800m中间营地、8300m三号营地，于北京时间5月27日上午11时整，成功登顶珠峰（如图所示），开始雪深、重力测量等测量作业。下列说法正确的是
A．“11时整”是时间间隔
B．中间营地与三号营地之间的路程是2500m
C．进行测量作业时可以将登山队员看成质点
D．同一物体在珠峰峰顶受到的重力比浙江地区小
第3题图
3．一部机器由电动机带动，皮带与两轮之间不发生滑动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，B、C分别是轮子边缘上的两点，A点到转轴的距离为机器皮带轮半径的一半，如图所示。下列说法正确的是
A．A、B两点的线速度大小相等
B．A、C两点的角速度大小相等
第4题图
C．B点的向心加速度小于C点的向心加速度
D．A点的向心加速度大于B点的向心加速度
4．2020年7月23日，长征五号遥四运载火箭托举着我国“天问一号”探测器（如图所示），在中国文昌航天发射场点火升空，开启我国首次火星探测任务。已知火星半径约为地球半径的1/2倍，火星质量约为地球质量的1/9倍，则火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
A．倍 B．倍 C．倍 D．倍
5．如图所示，两根完全相同的轻弹簧和一根张紧的细线，将甲、乙两物块束缚在光滑的水平面上。已知甲的质量小于乙的质量，弹簧在弹性限度范围内。剪断细线后，在两物块运动的过程中
第5题图
A．甲的振幅大于乙的振幅
B．甲的最大速度大于乙的最大速度
C．甲的最大动能小于乙的最大动能
D．甲的最大加速度等于乙的最大加速度
甲
乙
第6题图
6．如图甲所示，手机置于充电垫上进行无线充电。充电过程中，安装于充电垫内的线圈（线圈1）通过一定频率的正弦交流电，手机内部的受电线圈（线圈2，如图乙）产生感应电动势，为手机电池充电，实现能量的传输。下列说法正确的是
A．无线充电利用线圈的自感原理工作
B．充电过程中，穿过线圈2的磁通量不变
C．线圈2产生的电能不可能大于线圈1消耗的电能
D．线圈1和线圈2两端的电压之比等于线圈的匝数之比
a
b
R1
c
d
R2
E、r
P
Q
S
V
第7题图
7．如图所示，电阻R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，R1的表面边长是R2的2倍，a、b和c、d分别是两个导体的接线柱。已知将a、b分别与电路中P、Q接线柱连接时，电压表示数为U1，将c、d分别与电路中P、Q接线柱连接时，电压表示数为U2，则
A．R1=R2，U1=U2
B．R1>R2，U1>U2
第8题图
C．R1
U2
D．R1Sc>Sb
D．从图示时刻开始再经过0.1s时间，x=-2cm处的质点恰好到达波谷位置
非选择题部分
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17．（7分）李明同学利用如图所示装置开展“探究小车速度随时间变化的关系”（实验一）和“改变重物质量探究做功与小车速度变化的关系”（实验二）的实验研究。
第17题图甲
重物
（1）关于两个实验的相关操作，下列说法正确的是 ▲ ；
A．两个实验都需要平衡摩擦力
B．图中的打点计时器使用220V交流电
C．“实验一”中重物的质量可以大于小车的质量
D．“实验二”中通过在轨道左端垫木块可调节牵引小车的细绳与轨道平行
（2）实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示。
第17题图乙
取纸带上某点为计数点0，后每隔一个点取一个计数点，分别记为1、2、3、4、5、6，以计数点0为坐标原点，各计数点坐标如下表所示。
计数点
0
1
2
3
4
5
6
坐标/cm
0
1.04
2.80
5.28
8.45
12.35
17.10
速度/（m/s）
0.35
0.53
▲
0.88
1.08
根据表格信息，完成下列问题：
①计数点3的速度大小为 ▲ m/s；
②在答题纸相应位置作出小车运动的速度—时间图像（以坐标原点为计时零点）；
③根据图象信息和实验原理，该纸带数据适用于哪个实验？答： ▲ 。
A．仅适用于实验一 B．仅适用于实验二
C．两个实验均适用 D．两个实验均不适用
18．（7分）张强同学在实验室对规格为“3.8V，0.3A”的小灯泡进行“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验。
（1）根据图甲所示实验电路图连接电路，为检验电路通电情况，接通开关后，电压表和电流表示数如图乙所示，此时电压为 ▲
V（结果保留3位有效数字），而电流表示数为零。出现上述情况的可能原因是 ▲ 。
A．电流表接线处断路 B．电压表接线处短路
C．小灯泡接线处断路 D．小灯泡接线处短路
mA
S
R0
L
第18题图甲
V
第18题图乙
（2）正确连接电路，记录多组数据，在I -U图象中描出各对应点并连线。 与实验用的小灯泡相对应的I-U图象可能是图丙中的图线 ▲ 。（填“甲”、“乙”或“丙”）
第18题图丙
U/V
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
I/mA
50
100
150
200
250
300
350
甲
丙
乙
（3）当小灯泡两端电压为2.50V时，其消耗的实际功率约为 ▲ W。
A．0.75 B．0.55 C．0.48 B．0.35
19．（9分）为全面提升电动自行车的安全性能，最新的《电动自行车安全技术规范》规定，电动自行车须具有脚踏骑行能力、最高设计车速不超过25km/h（计算时可近似取7m/s）
、整车质量（含电池）不超过55kg、电机功率不超过400W。假设某人驾驶如图所示型号的电动自行车由静止开始做匀加速直线运动，经25s速度达到18km/h，电机功率恰好达到额定功率，此后以额定功率继续行驶。已知人、车总质量为100kg，行驶过程中受到的阻力恒为人、车总重的0.05倍。求：
（1）匀加速运动时自行车的加速度大小及受到的牵引力大小；
（2）通过计算判断该车电机功率是否符合规定；
（3）该车以额定功率继续行驶1min时间内前进的距离是多少（车子已达最大速度）？
第19题图
20．（12分）如图甲所示是某款名为“云霄飞车”的玩具，其部分结构简化示意图如图乙所示。小球
（可视为质点）从传送立柱的位置A由静止开始出发，沿连接滑道①经B点进入水平圆轨道P，再通过连接滑道②经C点进入竖直圆轨道Q，最后通过连接滑道③回到立柱底部位置D，并通过传送装置缓慢传送到位置A，以此往复运动。已知小球质量m=8g，立柱位置A、D之间高度差h=16cm，圆轨道P、Q的半径均为R=3.6cm，A、B间高度差h1=3.2cm， B、C间高度差h2=8cm，到达D点时速度v=0.5m/s，各部分平滑连接。
（1）在一次完整的运动过程中，小球从A运动到D损失的机械能E1是多少？
（2）调整滑道③的长度可调节圆轨道Q的半径，若不考虑机械能损失，要使小球不脱离轨道Q，其轨道半径应满足什么条件？
（3）若小球第一次经过C点与第二次经过C点时对轨道的压力差为0.02N，小球经过竖直圆轨道过程中损失的机械能E2是多少？
乙
甲
①
②
③
小钢球
R
R
A
D
h1
h2
h
P
Q
B
C
第20题图
可控电源
电子枪
-
+
B
E
F
A
N
M
O
L
2L
x
第21题图
21．（10分）如图所示，一电子枪可以连续发射质量为m，带电量为-e的电子，两平行极板E、F分别与可控电源正、负极相接，电源电压U可在0～U0之间任意调节。电子经E、F之间的电场加速后，从x=0处沿x轴垂直磁场和边界AB进入磁场区域。已知在和区域内分别充满垂直纸面向外和向内的匀强磁场，两磁场磁感应强度大小相等，MN是垂直x轴的足够长荧光屏。现从0开始调节电源电压至最大值U0，当电压调至时，荧光屏上恰好出现亮点P（未画出）。忽略电子初速度，不计电子重力和电子间相互作用，求：
（1）磁感应强度大小；
（2）在磁场中运动时间最短的电子在荧光屏上的亮点与x轴之间的距离d0；
（3）设荧光屏上亮点与x轴的距离为d，请写出d与U的函数关系式。
22．（10分）如图甲所示，两导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成，相互平行放置，光滑倾斜导轨处在一垂直斜面的匀强磁场区Ⅰ中，Ⅰ区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图乙所示（以垂直斜面向上的磁场方向为正）。水平导轨粗糙且足够长，其左端接有理想电压表，水平导轨处在一竖直向上的磁感应强度恒定不变的匀强磁场区Ⅱ中，金属棒cd锁定在磁场Ⅱ区域。在t=0时刻，从斜轨上磁场Ⅰ区外某处垂直于导轨释放一金属棒ab，棒下滑时与导轨保持良好接触，棒由倾斜导轨滑向水平导轨时无机械能损失，导轨的电阻不计。若棒在斜面上向下滑动的整个过程中，电压表的示数大小保持不变，ab棒进入水平轨道的同时，对cd棒解锁，最后两棒同时停止运动。已知两导轨相距L=1m，倾斜导轨与水平面成θ=30°角，磁感应强度大小B2=1T，两金属棒的质量均为m=0.1kg，电阻值相等，g取10m/s2。
（1）判断0-1s时间内通过导体棒ab的感应电流的方向；（填“a到b”或“b到a”）
（2）求磁场区Ⅰ在沿倾斜轨道方向上的长度x；
（3）求ab棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量；
（4）若两金属棒沿水平导轨运动过程中受到的阻力大小与金属棒速度大小成正比，比例系数k=0.2N·s/m，从ab棒进入水平轨道至棒停止运动的过程中，两金属棒前进的位移之比是多少？
第22题图
V
B1
B2
θ
x
a
b
c
d
Ⅱ
Ⅰ
B1/T
t/s
0
-1
1
1
甲
乙
浙江省A9协作体暑假返校联考
高三物理参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
D
C
B
B
C
A
D
题号
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
C
D
D
B
C
BD
ABD
AC
0
v/（m/s）
t/s
0.04
0.20
0.08
0.12
0.16
0.60
0.20
0.40
0.80
1.00
17．
（1）C；1分
（2）①0.70-0.72均算对；2分
②见右图；2分
③A；2分
18．
（1）1.80；1分 C；2分
（2）乙；2分
（3）B；2分
19．（9分）解：
（1）设运动过程中加速度大小为a，根据匀变速直线运动规律
v=at 1分
a=0.2m/s2 1分
设牵引力大小为F，阻力大小为f，根据牛顿第二定律
F-f=ma，f=0.05mg 1分
F=70N 1分
（2）电机功率P=Fv 1分
联立方程得：P=350W，符合规定。 1分
（3）设运动的最大速度为vm，则
P=f vm 1分
设继续行驶的距离为x，根据动能定理
1分
联立方程得：x=396m 1分
20．（12分）解：
（1）损失的机械能 2分
（2）①若小球恰好到达与圆心等高处时速度为零，则r=h1+h2=11.2cm 1分
②若小球恰好过圆轨道Q的最高点，在最高点：
2分
根据机械能守恒定律
2分
联立方程，代入数据得：
r=4.48cm 1分
所以轨道半径应满足r≥11.2cm或r≤4.48cm 1分
（3）设小球第一次经过C点时速度大小为v1，第二次经过C点时速度大小为v2，第一次经过C点时轨道对小球的支持力大小为F1，第二次经过C点时轨道对小球的支持力大小为F2，则：
1分
根据牛顿第三定律，F1-F2=0.02N
损失的机械能 1分
联立方程，代入数据得，E2=3.6×10-4J 1分
21．（10分）解：
（1）当电压调至时，荧光屏上恰好出现亮点P，所以此时电子恰好能够进入的磁场区域中（进入磁场时速度方向垂直x轴），运动轨迹如图所示。设此时电子运动半径为R，电子进入磁场时速度大小为v1，则：
1分
1分
由几何关系：R=L 1分
联立方程，得： 1分
（2）根据题目信息，当加速度电压为U0时，电子进入磁场时速度最大，电子在磁场中圆周运动的半径最大，电子在磁场中运动时间最短。设此时电子进入磁场时速度为v2，电子在磁场中圆周运动半径为r，则：
，联立（1）可知，r=2R=2L 1分
根据几何关系，此时电子在两个磁场中运动转过的角度均为30°，亮点与x轴之间的距离为
1分
代入数据得： 1分
（3）设电压为U时，电子在磁场中做圆周运动的半径为r＇，可知：
1分
由几何关系可得：
1分
1分
22．（10分）解：
（1）a到b 1分
（2）电压表读数不变，说明回路中感应电动势不变，所以t=1s时导体棒a恰好进入B1磁场区域，且匀速下滑。设0-1s时间内感应电动势大小为E1，1s后感应电动势大小为E2，则： 1分
E2=BLv，v=at=gtsinθ 1分
联立方程，代入数据得：x=2.5m 1分
（3）设导体棒电阻为r，ab棒匀速进入磁场时 1分
解得：r=5Ω 1分
导体棒ab匀加速下滑时间t=1s，在磁场区Ⅰ运动时间
所以ab棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量
1分
Q=1.875J 1分
（4）以ab棒为研究对象，根据动量定理
1分
以两导体棒为系统研究，根据动量定理
设ab棒前进距离为x1，cd棒前进距离为x2，则
联立方程得：
1分
