1、绝密考试结束前2021学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学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、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字；3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；4.考试结束后，只需上交答题卷。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)1.2021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
2、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3.如图所示，两竖直放置的平
3、行长直导线l1和l2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l1对称，b、c两点关于l2对称，b点位于l1和l2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、Um和U0。若有另一直流脉动电压的最大值也为Um，但周期为2T，则该直流脉动电压的有效值为A.2U0 B.U0 C.U0
4、 D.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Am2(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：E=j。下列关于的分析，可能正确的是A.是没有单位的物理量 B.是电阻率，单位为mC.是密度，单位为kg/m3 D.是电荷密度，单位为C/m36.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A1和A2，则下列说法正确的是A.若A1A2，则N、P两处的质点始终静止不动B.若A1A2，则OM中点处的质点
5、始终静止不动C.若A1A2，则O处质点的振幅为|A1-A2|D.若A1A2，则N处质点的振幅为|A1+A2|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粒子的德布罗意波波长之比为A.1：1 B.1：2 C.：1 D.2：18.如图甲所示，某儿童玩具由卡通人物、轻质弹簧和发光小球三部分组成，这三部分自上而下紧密连接在一起。将卡通人物固定在空中某处，用手托住小球竖直向上移动使弹簧处于压缩状态，如图乙所示。现由静止释放小球，已知释放瞬间小球的加速度大小为g(g为重力加速度)，空气阻力不计，弹簧始终在
6、弹性限度内，则小球A.向下运动过程中机械能保持不变 B.向下运动过程中机械能逐渐减少C.释放瞬间，弹簧弹力为小球重力的倍 D.运动到最低处时，弹簧弹力为小球重力的倍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10.2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神
7、舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入近地点高度200km，远地点高度348km，周期1小时30分钟的预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球半径约为6400km，万有引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2，根据以上数据，可求得地球质量的数量级为A.1022kg B.1024kg C.1026kg D.1028kg11.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OO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OO间的夹角分别为=30和=60。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
8、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.当转台角速度为时，甲、乙均有向内侧运动12.如图所示，正方体ABCD-EFGH所处空间中存在匀强电场(图中未画出)。在A、F两点分别放入正、负两等量异种点电荷甲和乙后，B点的场强变为零。下列说法正确的是A.原匀强电场的场强方向从A指向FB.放入点电荷前，B点电势高于H点C.放入点电荷前后，C点场强方向不变D.放入点电荷后，再将甲从A点沿直线移至D点的过程，甲的电势能保持不变13.电阻不可忽略的导电圆盘的边
9、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S1和S2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
10、的圆盘比图乙中的圆盘减速得快二、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，选对但选不全的得1分，有选错的得0分)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”(He)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：，下列说法正确的是A.X是质子 B.H的结合能大于He的结合能C.该核反应的发
11、生对温度无任何要求 D.He与X的质量之和小于He与H的质量之和15.如图所示，矩形ABCD为一玻璃砖的截面，AB=L、AD=2L。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
12、的F-t图像，其中F的最大值Fmax=1.02N。已知摆球质量m=100g，重力加速度取9.8m/s2，2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0.64mC.F的最小值Fmin=0.96N D.若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变非选择题部分三、非选择题(本题共6小题，共55分)17.(6分)(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 (多选)。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
13、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)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 m/s2。(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 (单选)。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18.(8分)某实验小组欲测量一个电阻Rx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0-1
14、00mA，阻值约为5)、电压表V1和V2(量程均为0-6V，阻值约为20k)、滑动变阻器R1(阻值0-5)、滑动变阻器R2(阻值0-300)、开关一个、导线若干。(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Rx= 。(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“R1”或“R2”)。(3)测量并记录多组电压表V1、V2和电流表数据：U1、U2、I。根据测量数据作出的U1-I图像如图丙所示，由图像可知，电源电动势E= V，电源内阻r= (结果均保留两位有效数字)。(4)用U1、U2、I表示待测电阻的阻值，Rx= ，考虑电表内阻对测量结果的影响，实
15、验中待测电阻Rx的测量值与真实值相比 (填“偏大”或“偏小”)。19.(9分)在t=0时刻将质量m=0.5kg的小球从距地面一定高度处以初速度v0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g=10m/s2，求：(1)小球所受空气阻力的大小；(2)v0的大小；(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。20.(12分)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L=4.8m，水平
16、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=37，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t=0.6s，重力加速度g=10m/s2，物块与挡板碰撞前后的速度等大反向，空气阻力不计，sin37=0.6，cos37=0.8。(1)求物块经过B点时的速度大小vB；(2)求圆轨道半径R；(3)设物块与轨道CE间的动摩擦因数为，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与的关系。21.(10分)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
17、导通电压U0=2.5V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UD=2.5V不变(UD附近伏安特性曲线的斜率极陡)，电压小于UD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L=0.5m，MN右侧0.5m处有一根质量m=0.5kg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B=1.0T，宽度d=0.55m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=0.2，重力加速度g=10m/s2，空气
18、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)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；(2)撤去PQ左侧磁场的同时给PQ施加一个水平向右、大小F=6N的恒力，求元件D再次发光时PQ所在的磁场区域编号n的值；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UD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UD，减速时间忽略不计)22.(10分)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
19、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Bx、By、Bz随时间变化的规律如图乙所示，B0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+q、质量为m的离子。已知t=0时刻发射的离子恰好沿z轴负方向撞击装置内壁，T=，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)求离子发射时的速率v；(2)求t=时刻发射的离子在t=T时刻的位置，用坐标(x，y，z)表示；在磁场中做匀速直线运动的时间。
