精品解析：浙江义乌大成中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

义乌大成中学高三年级第一次阶段练习 物理学科试题卷 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区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度取。 一、选择题1（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. 下列选项中物理量为矢量，且单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. 力 B. 电流A C. 加速度 D. 功 【答案】C 【解析】 【详解】A．力是矢量，但是单位N不是用国际单位制基本单位表示的，A错误； B．电流是标量，单位A是国际单位制基本单位，B错误； C．加速度是矢量，单位是用国际单位制基本单位表示的，C正确； D．功是标量，单位是用国际单位制基本单位表示的，D错误。 故选C。 2. 浙江大学人形机器人创新研究院研发出了世界上跑得最快的“四足机器人”（机器狗）“黑豹2.0”，速度可达10米/秒。下列情境中可将机器狗看作质点的是（　　） A. 研究机器狗行走的姿态 B. 测量机器狗奔跑500m所用时间 C. 观察机器狗的腿的动作 D. 计算机器狗运动时腿承受的冲击力 【答案】B 【解析】 【详解】A．研究机器狗行走的姿态需关注机器狗身体的倾斜角度、四肢的摆放位置、躯干的运动协调性等细节，这些都与机器狗的形状和大小直接相关，无法忽略，不可看作质点，故A错误； B．测量机器狗奔跑500m所用时间，核心是研究机器狗整体的位置变化和运动快慢，机器狗自身的大小（体长、腿长等）与 500m 的位移相比，影响极小，可忽略不计，可看作质点，故B正确； C．观察机器狗的腿的动作需关注腿的伸缩、摆动轨迹等细节，必然依赖于腿部的形状和大小，无法忽略整体与局部的差异，不可看作质点，故C错误； D．计算机器狗运动时腿承受的冲击力与腿的受力面积、结构强度、运动时的受力点位置等直接相关，这些都依赖于腿的具体形状和大小，不可看作质点，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，体重为61kg的体操运动员在吊环比赛中展示“水平十字支撑”动作。此时运动员双臂伸展，身体保持静止，则（　　） A. 此时每根吊绳的拉力为305N B. 双臂越接近水平，吊环对左臂的作用力越小 C. 吊环对左臂的作用力和左臂对吊环的作用力是一对平衡力 D. 改变该动作运动员加速上升时吊环对运动员的作用力大于重力 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平衡条件可得绳子的拉力大于其重力的一半，故A错误； B．“双臂越接近水平”意味着吊绳与竖直方向的夹角θ增大，则 故 则夹角θ增大，减小，T增大，故B错误； C．吊环对左臂的作用力和左臂对吊环的作用力是一对相互作用力，故C错误； D．运动员加速上升，根据牛顿第二定律可得吊环对运动员的作用力大于重力，加速度方向向上，故D正确。 故选D。 4. 在铁架台上挂一个盛沙的漏斗，下方放一张白纸，漏斗左右摆动的同时，沙子匀速流出，经过一段时间后，沙子堆积形成的剖面图是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】漏斗摆动时，经过最大位移处（左右两个端点）时，漏斗的速度最小，通过相同距离所用时间较长，而细沙匀速流出，则白纸上沙子堆积较多；漏斗经过平衡位置时速度最大，通过相同距离所用时间较短，而细沙匀速流出，说明平衡位置堆积的沙子较少。 故选B。 5. 如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。A、B、C为电场中的三个点。则（　　） A. 电场强度EA>EB>EC B. 电势 C. 从A到B和从A到C，电场力对电子做功相等 D. 在A点静止释放的电子将沿其所在电场线运动到金属表面 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题图中等势面和电场线的疏密程度可知，A、B、C三点的场强大小关系为，故A错误； B．由于带正电，离导体越近的等势面电势越高，所以A、B、C三点的电势关系为，故B错误； C．根据，由于A到B的电势差等于A到C的电势差，所以从A到B和从A到C，电场力对电子做功相等，故C正确； D．由于A点所在电场线不是直线，所以在A点静止释放的电子不会沿其所在电场线运动到金属表面，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，宇宙飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的2倍。当飞船通过轨道Ⅰ的点时，将一探测器沿飞船原运动方向发射出去，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道Ⅱ向前运动，其近地点到地心的距离近似为地球半径。已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为时的引力势能。在飞船沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ以及探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和均保持不变。以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变，已知地球表面的重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ运动的速度大小为 B. 飞船在轨道Ⅰ上的运行周期是在轨道Ⅱ上运行周期的2倍 C. 探测器刚离开飞船时的速度大小为 D. 飞船发射后较发射前点的加速度变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在轨道Ⅰ上运动，由万有引力提供向心力得 在地球表面的物体满足 联立解得，故A错误； B．椭圆轨道Ⅱ上的半长轴为 根据开普勒第三定律有 解得，故B错误； C．在轨道Ⅰ上，探测器的引力势能为 根据动能和引力势能之和保持不变，有 解得探测器刚刚离开飞船时的速度大小为，故C正确； D．根据牛顿第二定律可得 可得 可知飞船发射后较发射前点的加速度不变，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在正弦交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，若仅增大交流电源的频率，则（　　） A. 变亮 B. 变亮 C. 变暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．若增大交流电的频率，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流变大，灯泡变亮；的电流变小，灯泡的变暗；对电阻无影响，所以灯泡L3亮度不变，故AC错误，B正确； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈连接定值电阻，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器端输入如图乙所示的正弦式交流电。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，则（　　） A. 间交变电压的有效值为 B. 消耗的功率先增大后减小 C. 滑动变阻器消耗的最大功率为 D. 两端电压减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知间交变电压的最大值为，则有效值为V，故A错误； BCD．将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻，有 则 滑动变阻器滑片缓慢向b端滑动，R增大，等效电阻阻值增大，故电流减小 根据 可知，消耗的功率减小； 由闭合电路欧姆定律，可知 则原线圈电压增大，根据可知，副线圈电压即两端电压增大； 根据 可知当时，等效电阻消耗的功率最大，则滑动变阻器消耗的功率最大，解得W，故BD错误，C正确。 故选C。 9. 如图所示，水平桌面上放有一半球形透明砖，半径为为其圆心，为其一条直径。点有一红色点光源，只考虑第一次射向圆弧的光，当点光源从点沿直径向右缓慢移动时，恰好有光不能从圆弧上射出，下列说法正确的是（　　） A. 透明砖的折射率为 B. 若点光源在点，从圆弧的正上方往下看，看到的像在点上方 C. 将点光源移动时，与直径共面竖直圆弧上有弧长区域没有光射出 D. 将红色点光源改为绿色点光源，移动时，也恰好有光不能从圆弧上射出 【答案】C 【解析】 【详解】A．当点光源从点沿直径向右缓慢移动时，恰好有光不能从圆弧上射出，说明此时光在圆弧面上发生全反射，作出光路图如图所示 设透明砖的折射率为，全反射临界角为，根据几何关系有 根据全反射临界角公式 解得透明砖的折射率为，故A错误； B．当点光源在O点时，光源发出的光都沿半径方向射出，光的传播方向不变，根据光路可逆性可知，光源的像依然在圆心O处，故看到的像和光源距离圆弧的距离都一样，故B错误； C．当点光源往B移动时，画出临界状态图像，如图所示 由正弦定理有， 解得， 由几何关系可得 即不能有光射出的弧长区域对应的圆心角为，而整个圆弧对应的圆心角是，所以不能有光射出的弧长区域占整个与AB直径共面竖直圆弧长的，故C正确； D．绿色光的折射率比红色光大，根据 绿色光的全反射临界角更小；当红色点光源移动时恰好有光不能射出，换成绿色点光源，移动时，会有更多的光发生全反射，不是恰好有光不能从圆弧上射出，故D错误。 故选C。 10. 如图甲所示，倾角为、宽度为l、电阻不计的光滑平行金属轨道足够长，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。轨道上端的定值电阻阻值为R，金属杆MN的电阻为r，质量为m。将金属杆MN由静止释放，杆始终与轨道垂直且接触良好。通过数据采集器得到电流i随时间t的变化关系如图乙所示。当金属杆下滑的位移为x时，可认为电流达到最大值。已知时刻的电流为，重力加速度为g，下列说法中不正确的是（　　） A. 磁感应强度的大小 B. 时刻金属杆的加速度大小 C. 金属杆的最大速度大小 D. 杆下滑位移为x的过程中，电阻R产生的焦耳热 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，金属杆稳定运动的电流为，杆受重力、支持力和安培力三个力平衡，根据平衡条件有 解得 故A正确，不符题意； B．在时刻，对金属杆根据牛顿第二定律可得 解得金属杆的加速度大小为 故B正确，不符题意； C．金属杆速度最大时，克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，则有 解得金属杆的速度大小为 故C正确，不符题意； D．当金属杆下滑的位移为时，可认为电流达到最大值，此过程中，根据动能定理可知 根据功能关系可得产生的总焦耳热为 杆下滑位移为的过程中，电阻产生的焦耳热为 解得 故D错误，符合题意。 故选D。 二、选择题2（本题共3小题，每小题4分，共12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. 下列说法中正确的是（　　） A. 如图甲所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，是由于表面张力的作用 B. 天然放射现象产生的三种射线在磁场中的运动径迹如图乙所示，射线Ⅲ可以用一张A4纸挡住 C. 核反应中，X粒子为中子 D. 如图丙的电冰箱实例中，热量的确从低温物体传到了高温物体，但没有违反热力学第二定律 【答案】AD 【解析】 【详解】A．玻璃管裂口烧熔后，玻璃呈熔融态（类液体），尖端处表面积较大，表面张力会 “拉扯” 熔融玻璃，使尖端向表面积更小的 “钝形” 收缩，最终尖端变钝，A选项正确； B．由左手定则，磁场方向垂直纸面向里，图乙中射线Ⅰ为α射线（偏转方向符合带正电情况），射线Ⅰ穿透能力最弱，可用一张A4 纸挡住，射线Ⅱ 不偏转，为 γ 射线（偏转方向符合带不带电情况），另一射线Ⅲ为β射线（偏转方向符合带负电情况），B选项错误； C．核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，由核反应 则根据守恒质量数：19+4=22+m → m=1 电荷数：9+2=10+z → z=1，故 X 为不中子，C选项错误； D．冰箱通过压缩机消耗电能（外界做功），将内部（低温物体）的热量 “搬运” 到外部（高温环境），此过程不是自发的，依赖外界能量输入，符合热力学第二定律的核心“热量不能自发地从低温物体传到高温物体”，D选项正确。 故选AD 。 12. 图甲为氢原子能级示意图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，能使图乙所示的光电管阴极K发生光电效应的只有两种，现用这两种不同的光a、b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。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，氢原子向低能级跃迁能发出2种不同频率的可见光 B. 图乙中，用光照射时，将滑片P向左滑动，电流表示数一定增大 C. 图丙中，遏止电压的大小之差 D. 光和光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有大于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁能够辐射出的光子种类数为 4能级到1能级 4能级到2能级 4能级到3能级 3能级到1能级 3能级到2能级 2能级到1能级 可知，图甲中，氢原子向低能级跃迁能发出2种不同频率的可见光，故A正确； B．由于电源的正负极不确定，则光电管之间所加电压为加速还是减速也不确定，将滑片P向左滑动，光电管之间电压减小，若所加电压为加速电压，则电流表示数可能减小，故B错误； C．能使图乙所示的光电管阴极K发生光电效应的只有两种，结合上述与图丙可知，a、b光的光子能量分别为， 根据， 解得，故C正确； D．a光的光子能量小于b光的光子能量，则光照射K极产生的光电子的最大动能小于光照射K极产生的光电子的最大动能，由于光电子的动能在0到最大值之间均可能存在，则光照射K极产生的光电子的动能可能大于光照射K极产生的光电子的动能，即光照射K极产生的光电子的动量可能大于光照射K极产生的光电子的动量，根据 可知，光照射K极产生的光电子的德布罗意波长可能小于光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，故D错误。 故选AC。 13. 如图1所示，两根光滑长直导轨AM和AN在A点连接，处于磁感应强度为B的匀强磁场中。一根长直金属杆垂直AM放置，开始时与A点相距L，杆与A点之间的导轨上连接一阻值为R的电阻。时刻，在水平外力作用下，杆沿平行AM方向以初速度水平向右运动，位移为L时到达PQ，杆速度倒数与位移x间的关系如图2所示，不计其余电阻。则（　　） A. 前一半时间内的平均感应电动势比后一半时间内的平均感应电动势小 B. 位移时，速度大小为 C. 运动到PQ过程中，通过电阻的电量为 D. 运动到PQ过程中，电阻上产生的热量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图像可知图线方程 故 所以为一定值，故A错误； B．由可知，当时，，故B错误； C．电流 为一定值，根据图像速度倒数与位移x所围面积为时间，故可得运动到PQ所用时间 通过电阻的电量为，故C正确； D．运动到PQ过程中，电阻上产生的热量为，故D正确。 故选CD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某小组探究“物体加速度与质量、力的关系”。实验装置如图1所示。 （1）关于该实验操作，下列说法正确的是___________ A. 挂小质量的槽码用以补偿小车运动过程中受到的阻力 B. 小车内要装钩码以增大小车质量，需重新补偿阻力 C. 调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行 D. 操作中，若先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 （2）某次操作得到了一条纸带如图2所示，纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，电源频率为50Hz。根据纸带上所给的数据，计时器在打下计数点C时小车的速度大小vC=___________m/s，小车的加速度大小a=___________m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）。若小车质量为M，槽码质量为m，则此条纸带的结果___________（填“能”或“不能”）用验证实验结论。 （3）保持槽码质量（远远小于小车和钩码总质量）不变，多次改变小车上钩码的质量，测得多组加速度a及对应小车上钩码的质量m，作出图像如图3所示，图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为p，若满足牛顿第二定律，则小车的质量为___________（用p、k字母表示）。 【答案】（1）C （2） ①. 0.53 ②. 2.0 ③. 不能 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．挂小质量的槽码使小车做加速运动，在木板下垫木块用来补偿小车运动过程中受到的阻力，故A错误； B．根据 解得 小车内要装钩码以增大小车质量，不需重新补偿阻力，只要保证倾角θ不变即可，故B错误； C．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行，故C正确； D．操作中，若先释放小车再接通电源，得到的纸带若点迹足够多，可以用该纸带求小车的速度和加速度，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]计数点之间的时间间隔为 计时器在打下计数点C时小车的速度大小为 [2]小车的加速度大小为 [3]根据牛顿第二定律得 解得，不能用验证实验结论。 【小问3详解】 设槽码质量为m0，根据牛顿第二定律得 解得 斜率为，截距为 解得 15. 某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻。其中定值电阻。 （1）按照图甲将电路连接好，某次实验时电压表的指针位置如图乙所示，则此时电压表的示数为__________。 （2）改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表和电流表的示数，以电流表示数I为横轴、电压表示数为纵轴，得到如图丙所示的图像。则该电源的电动势的测量值为__________，内阻的测量值为__________（以上两空均保留两位小数）。考虑到电压表不是理想电表，所以电动势的测量值比真实值__________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 （3）该同学将两个上述电源及阻值为的定值电阻和某个伏安特性已知（图丁）的小灯泡串联形成回路，则小灯泡消耗的实际功率为__________（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）2.30 （2） ①. 2.90 ②. 0.60 ③. 偏小 （3）1.3 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，电压表量程为，分度值为。故读数为。 【小问2详解】 [1][2][3]根据闭合电路欧姆定律，有 整理得 由图像可知，纵轴截距表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示。由图丙可知，纵轴截距 则 已知，解得电源内阻 由于电压表的分流作用，电流表测得的电流小于流过电源的真实电流，即。当时，的测量值小于真实电动势，故电动势测量值偏小。 【小问3详解】 两个上述电源串联，总电动势 总内阻 电路中串联了阻值的定值电阻和小灯泡。根据闭合电路欧姆定律，小灯泡两端的电压与电流的关系为 在图丁坐标系中作出直线 该直线与小灯泡伏安特性曲线的交点坐标约为，。则小灯泡消耗的实际功率 16. 海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K，如图所示，在此处将氨水蒸气封闭在横截面积的汽缸内，汽缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离汽缸。氨水蒸气可看作理想气体，汽缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气体体积，大气压强恒为，海水密度。 （1）汽缸从深海上浮到海面，汽缸内气体的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）及内能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； （2）求汽缸在深海中上浮490m到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离（计算结果保留3位有效数字）； （3）在上述过程中，汽缸内含蒸气1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔蒸气的内能，其中常量，1摩尔蒸气质量为17g，求蒸气对外做的功。 【答案】（1）变大，变大；（2）1.47m；（3）80kJ 【解析】 【详解】（1）缸从深海上浮到海面，海水温度升高，气体的温度升高，则分子平均动能变大，内能变大； （2）初始时 根据理想气体状态方程 解得 解得 （3）根据热力学第一定律有 解得 即对外做功80kJ。 17. 如图所示为某游戏装置侧面图，半径R=1.0m的圆弧轨道AB固定，质量M=0.2kg、半径r=0.06m的半圆弧轨道CD锁定在水平面MN上，一长为L=0.8m、质量也为M=0.2kg、的平板小车停在MN轨道的最左端紧靠BM，小车上表面与B、C点等高，将一可视为质点、质量m=0.8kg的滑块从距B点高度为h处静止释放，滑上小车后带动小车向右运动，小车与轨道CD碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在C处，滑块可沿轨道CD继续运动。已知水平轨道MN、BC间距均足够长，滑块与小车的动摩擦因数μ=0.25，其余接触面均光滑，取g=10m/s2，求： （1）若h1=0.2m，滑块运动到圆弧底端B点时受到的支持力大小； （2）要使滑块不会从小车上掉下，最大的高度h2； （3）要使滑块能过最高点D，则h的取值范围： （4）若撤去小车，将半圆弧轨道CD紧靠BM放置且不固定，滑块从h3=0.8m处静止释放运动到D点时受到的压力。 【答案】（1）11.2N （2）1.0m （3） （4）45.3N，方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 滑块从起点滑到圆弧轨道底端B点，根据机械能守恒定律 滑块做圆周运动，在B点，由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 下滑阶段，根据机械能守恒定律有 滑块与车达到共速时，恰好位于小车右端，根据动量守恒定律可得 系统损失的动能转化为摩擦生热 联立求得 【小问3详解】 要使滑块能从D点飞出，最大高度为 设最小高度为h′2，滑块到C轨道的最高点速度为vD，滑块滑到B点速度为v2，与小车达到共速为v共2，小车滑到C点速度为vC，沿AB弧线下滑机械能守恒 根据动量守恒定律 根据能量守恒 在D点，有 联立求得 所以h的取值范围 【小问4详解】 滑块释放高度为h3，且滑块到达D的过程中，有，， 联立得， 根据牛顿第二定律可得 解得 方向竖直向下。 18. 某学习小组设计了如图甲所示装置图，图中飞轮是由对称分布的4根长的金属辐条和金属圆环构成，4根辐条的中间均串联有一个相同的阻值均为的小灯泡，辐条一端均相接于飞轮中心点，另一端与圆环相接。飞轮可绕过点且垂直于纸面的水平固定轴转动（轴的半径不计）。垂直于环面方向存在4个固定的对称分布的顶角为的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为，方向垂直环面向里。飞轮中心点和圆环通过电刷与外电路相连，已知电源电动势，不计其他电阻、空气阻力和摩擦力。开始时4根辐条均静止于扇形磁场区域内，接通开关，飞轮开始转动。 （1）接通S，判断飞轮开始转动的方向，并求出S接通时流过辐条的电流； （2）求稳定后飞轮转动的角速度，以及在飞轮转动一圈时间内电流对辐条上的小灯泡所做的功； （3）若整个空间均存在垂直环面的匀强磁场，磁感应强度大小和方向均保持不变，4根辐条不接小灯泡，换成4根阻值均为的金属辐条，外电路电源电动势保持不变，内阻也不计。学习小组先将改装后的飞轮的中心点和一轻质圆盘中心点固定在一根转轴上，再将一重物通过不可伸长的细线连在圆盘边缘上，如图乙所示。接通S后，飞轮转动起来，带动圆盘转动，从而提升静置于水平面上的重物。已知重物质量，圆盘半径。稳定后，求重物在竖直上升状态时的速度大小。 【答案】（1）逆时针方向， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 S接通时，飞轮转动方向为逆时针方向 由，得 【小问2详解】 稳定后，电源电动势和杆的感应电动势相等 得 得 当杆在磁场中时通过杆的电流为0，当杆在磁场外通过杆的电流，在飞轮转动一圈时间内电流对小灯泡所做功为 由 得 【小问3详解】 设流过杆的电流为则有 解法1：根据能量守恒 由上两式得 解法2：根据力矩平衡 得 稳定时重物上升的速度。 19. 某科研机构自制了一台质子加速器，其主要部件由加速器罩、加速柱、产生偏转磁场的电磁铁等组成，如图所示。加速器罩是半径为a的金属球壳，由一条宽度为b，以恒定速度vb运动的橡胶带对它进行充电；加速区由金属环和绝缘隔板组成；加速器与金属环之间连接一个开关S和阻值R的电阻。从加速罩表面发射初速度近似为0的质子束，经过U0的电压加速后通过一个半径为r的圆形匀强偏转磁场。质子刚进入圆形磁场区域时，入射方向指向圆心。设真空中的静电力常数为k，质子电量e，质子质量m。在某次实验中，质子经加速、偏转后射向一固定靶，该靶由锂原子组成。假设质子对准某锂原子核入射，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。 （1）已知、、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，请写出核反应方程中的X的符号及该核反应放出的核能。 （2）初始时开关S未闭合，橡胶带表面的电荷面密度为σ，若橡胶带上电荷全部充入金属球壳（电容为C0）并且在加速器罩上维持U0的稳定电压， （a）假设经加速后的质子束进入偏转磁场后，产生了θ=60°的偏转角。求偏转磁场的磁感应强度B的大小； （b）求质子束的等效电流I； （c）假设为加速器罩充电的橡胶带停止运行（即外部停止对加速器罩充电），闭合开关S则加速器上的电压将随时间衰减。设质子束的电流保持在I0，加速器罩与金属环之间的电容、以及导线的分布电容均可忽略，求加速器罩上的电压从U0减小50%所用的时间。假设在停止充电之前系统已达到稳定。（可能用到的数学公式：（其中A为常数） 【答案】（1）， （2）（a）；（b）；（c） 【解析】 【小问1详解】 根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为 X的符号； 该核反应的质量亏损 放出的核能 【小问2详解】 （a）在加速区加速 在偏转磁场满足 由几何关系可知 可得 （b）加速器上电压不变，所以电荷量守恒，即单位时间充进去的电荷等于释放出来的电荷。则 （c）闭合开关后，质子束形成的电流和电路构成的回路共同放电。记t时刻，加速器罩上电压为U，所带电荷Q满足 由，可得 则 电压从U0降至50%，对上式两边累加求和得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 义乌大成中学高三年级第一次阶段练习 物理学科试题卷 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区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度取。 一、选择题1（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. 下列选项中物理量为矢量，且单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. 力 B. 电流A C. 加速度 D. 功 2. 浙江大学人形机器人创新研究院研发出了世界上跑得最快的“四足机器人”（机器狗）“黑豹2.0”，速度可达10米/秒。下列情境中可将机器狗看作质点的是（　　） A. 研究机器狗行走的姿态 B. 测量机器狗奔跑500m所用时间 C. 观察机器狗的腿的动作 D. 计算机器狗运动时腿承受的冲击力 3. 如图所示，体重为61kg的体操运动员在吊环比赛中展示“水平十字支撑”动作。此时运动员双臂伸展，身体保持静止，则（　　） A. 此时每根吊绳的拉力为305N B. 双臂越接近水平，吊环对左臂的作用力越小 C. 吊环对左臂的作用力和左臂对吊环的作用力是一对平衡力 D. 改变该动作运动员加速上升时吊环对运动员的作用力大于重力 4. 在铁架台上挂一个盛沙的漏斗，下方放一张白纸，漏斗左右摆动的同时，沙子匀速流出，经过一段时间后，沙子堆积形成的剖面图是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。A、B、C为电场中的三个点。则（　　） A. 电场强度EA>EB>EC B. 电势 C. 从A到B和从A到C，电场力对电子做功相等 D. 在A点静止释放的电子将沿其所在电场线运动到金属表面 6. 如图所示，宇宙飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的2倍。当飞船通过轨道Ⅰ的点时，将一探测器沿飞船原运动方向发射出去，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道Ⅱ向前运动，其近地点到地心的距离近似为地球半径。已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为时的引力势能。在飞船沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ以及探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和均保持不变。以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变，已知地球表面的重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ运动的速度大小为 B. 飞船在轨道Ⅰ上的运行周期是在轨道Ⅱ上运行周期的2倍 C. 探测器刚离开飞船时的速度大小为 D. 飞船发射后较发射前点的加速度变小 7. 如图所示，在正弦交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，若仅增大交流电源的频率，则（　　） A. 变亮 B. 变亮 C. 变暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 8. 如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈连接定值电阻，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器端输入如图乙所示的正弦式交流电。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，则（　　） A. 间交变电压的有效值为 B. 消耗的功率先增大后减小 C. 滑动变阻器消耗的最大功率为 D. 两端电压减小 9. 如图所示，水平桌面上放有一半球形透明砖，半径为为其圆心，为其一条直径。点有一红色点光源，只考虑第一次射向圆弧的光，当点光源从点沿直径向右缓慢移动时，恰好有光不能从圆弧上射出，下列说法正确的是（　　） A. 透明砖的折射率为 B. 若点光源在点，从圆弧的正上方往下看，看到的像在点上方 C. 将点光源移动时，与直径共面竖直圆弧上有弧长区域没有光射出 D. 将红色点光源改为绿色点光源，移动时，也恰好有光不能从圆弧上射出 10. 如图甲所示，倾角为、宽度为l、电阻不计的光滑平行金属轨道足够长，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。轨道上端的定值电阻阻值为R，金属杆MN的电阻为r，质量为m。将金属杆MN由静止释放，杆始终与轨道垂直且接触良好。通过数据采集器得到电流i随时间t的变化关系如图乙所示。当金属杆下滑的位移为x时，可认为电流达到最大值。已知时刻的电流为，重力加速度为g，下列说法中不正确的是（　　） A. 磁感应强度的大小 B. 时刻金属杆的加速度大小 C. 金属杆的最大速度大小 D. 杆下滑位移为x的过程中，电阻R产生的焦耳热 二、选择题2（本题共3小题，每小题4分，共12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. 下列说法中正确的是（　　） A. 如图甲所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，是由于表面张力的作用 B. 天然放射现象产生的三种射线在磁场中的运动径迹如图乙所示，射线Ⅲ可以用一张A4纸挡住 C. 核反应中，X粒子为中子 D. 如图丙的电冰箱实例中，热量的确从低温物体传到了高温物体，但没有违反热力学第二定律 12. 图甲为氢原子能级示意图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，能使图乙所示的光电管阴极K发生光电效应的只有两种，现用这两种不同的光a、b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。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，氢原子向低能级跃迁能发出2种不同频率的可见光 B. 图乙中，用光照射时，将滑片P向左滑动，电流表示数一定增大 C. 图丙中，遏止电压的大小之差 D. 光和光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有大于 13. 如图1所示，两根光滑长直导轨AM和AN在A点连接，处于磁感应强度为B的匀强磁场中。一根长直金属杆垂直AM放置，开始时与A点相距L，杆与A点之间的导轨上连接一阻值为R的电阻。时刻，在水平外力作用下，杆沿平行AM方向以初速度水平向右运动，位移为L时到达PQ，杆速度倒数与位移x间的关系如图2所示，不计其余电阻。则（　　） A. 前一半时间内的平均感应电动势比后一半时间内的平均感应电动势小 B. 位移时，速度大小为 C. 运动到PQ过程中，通过电阻的电量为 D. 运动到PQ过程中，电阻上产生的热量为 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 某小组探究“物体加速度与质量、力的关系”。实验装置如图1所示。 （1）关于该实验操作，下列说法正确的是___________ A. 挂小质量的槽码用以补偿小车运动过程中受到的阻力 B. 小车内要装钩码以增大小车质量，需重新补偿阻力 C. 调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行 D. 操作中，若先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 （2）某次操作得到了一条纸带如图2所示，纸带上各相邻计数点间均有四个点迹，电源频率为50Hz。根据纸带上所给的数据，计时器在打下计数点C时小车的速度大小vC=___________m/s，小车的加速度大小a=___________m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）。若小车质量为M，槽码质量为m，则此条纸带的结果___________（填“能”或“不能”）用验证实验结论。 （3）保持槽码质量（远远小于小车和钩码总质量）不变，多次改变小车上钩码的质量，测得多组加速度a及对应小车上钩码的质量m，作出图像如图3所示，图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为p，若满足牛顿第二定律，则小车的质量为___________（用p、k字母表示）。 15. 某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻。其中定值电阻。 （1）按照图甲将电路连接好，某次实验时电压表的指针位置如图乙所示，则此时电压表的示数为__________。 （2）改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表和电流表的示数，以电流表示数I为横轴、电压表示数为纵轴，得到如图丙所示的图像。则该电源的电动势的测量值为__________，内阻的测量值为__________（以上两空均保留两位小数）。考虑到电压表不是理想电表，所以电动势的测量值比真实值__________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 （3）该同学将两个上述电源及阻值为的定值电阻和某个伏安特性已知（图丁）的小灯泡串联形成回路，则小灯泡消耗的实际功率为__________（结果保留两位有效数字）。 16. 海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K，如图所示，在此处将氨水蒸气封闭在横截面积的汽缸内，汽缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离汽缸。氨水蒸气可看作理想气体，汽缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气体体积，大气压强恒为，海水密度。 （1）汽缸从深海上浮到海面，汽缸内气体的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）及内能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； （2）求汽缸在深海中上浮490m到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离（计算结果保留3位有效数字）； （3）在上述过程中，汽缸内含蒸气1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔蒸气的内能，其中常量，1摩尔蒸气质量为17g，求蒸气对外做的功。 17. 如图所示为某游戏装置侧面图，半径R=1.0m的圆弧轨道AB固定，质量M=0.2kg、半径r=0.06m的半圆弧轨道CD锁定在水平面MN上，一长为L=0.8m、质量也为M=0.2kg、的平板小车停在MN轨道的最左端紧靠BM，小车上表面与B、C点等高，将一可视为质点、质量m=0.8kg的滑块从距B点高度为h处静止释放，滑上小车后带动小车向右运动，小车与轨道CD碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在C处，滑块可沿轨道CD继续运动。已知水平轨道MN、BC间距均足够长，滑块与小车的动摩擦因数μ=0.25，其余接触面均光滑，取g=10m/s2，求： （1）若h1=0.2m，滑块运动到圆弧底端B点时受到的支持力大小； （2）要使滑块不会从小车上掉下，最大的高度h2； （3）要使滑块能过最高点D，则h的取值范围： （4）若撤去小车，将半圆弧轨道CD紧靠BM放置且不固定，滑块从h3=0.8m处静止释放运动到D点时受到的压力。 18. 某学习小组设计了如图甲所示装置图，图中飞轮是由对称分布的4根长的金属辐条和金属圆环构成，4根辐条的中间均串联有一个相同的阻值均为的小灯泡，辐条一端均相接于飞轮中心点，另一端与圆环相接。飞轮可绕过点且垂直于纸面的水平固定轴转动（轴的半径不计）。垂直于环面方向存在4个固定的对称分布的顶角为的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为，方向垂直环面向里。飞轮中心点和圆环通过电刷与外电路相连，已知电源电动势，不计其他电阻、空气阻力和摩擦力。开始时4根辐条均静止于扇形磁场区域内，接通开关，飞轮开始转动。 （1）接通S，判断飞轮开始转动的方向，并求出S接通时流过辐条的电流； （2）求稳定后飞轮转动的角速度，以及在飞轮转动一圈时间内电流对辐条上的小灯泡所做的功； （3）若整个空间均存在垂直环面的匀强磁场，磁感应强度大小和方向均保持不变，4根辐条不接小灯泡，换成4根阻值均为的金属辐条，外电路电源电动势保持不变，内阻也不计。学习小组先将改装后的飞轮的中心点和一轻质圆盘中心点固定在一根转轴上，再将一重物通过不可伸长的细线连在圆盘边缘上，如图乙所示。接通S后，飞轮转动起来，带动圆盘转动，从而提升静置于水平面上的重物。已知重物质量，圆盘半径。稳定后，求重物在竖直上升状态时的速度大小。 19. 某科研机构自制了一台质子加速器，其主要部件由加速器罩、加速柱、产生偏转磁场的电磁铁等组成，如图所示。加速器罩是半径为a的金属球壳，由一条宽度为b，以恒定速度vb运动的橡胶带对它进行充电；加速区由金属环和绝缘隔板组成；加速器与金属环之间连接一个开关S和阻值R的电阻。从加速罩表面发射初速度近似为0的质子束，经过U0的电压加速后通过一个半径为r的圆形匀强偏转磁场。质子刚进入圆形磁场区域时，入射方向指向圆心。设真空中的静电力常数为k，质子电量e，质子质量m。在某次实验中，质子经加速、偏转后射向一固定靶，该靶由锂原子组成。假设质子对准某锂原子核入射，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。 （1）已知、、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，请写出核反应方程中的X的符号及该核反应放出的核能。 （2）初始时开关S未闭合，橡胶带表面的电荷面密度为σ，若橡胶带上电荷全部充入金属球壳（电容为C0）并且在加速器罩上维持U0的稳定电压， （a）假设经加速后的质子束进入偏转磁场后，产生了θ=60°的偏转角。求偏转磁场的磁感应强度B的大小； （b）求质子束的等效电流I； （c）假设为加速器罩充电的橡胶带停止运行（即外部停止对加速器罩充电），闭合开关S则加速器上的电压将随时间衰减。设质子束的电流保持在I0，加速器罩与金属环之间的电容、以及导线的分布电容均可忽略，求加速器罩上的电压从U0减小50%所用的时间。假设在停止充电之前系统已达到稳定。（可能用到的数学公式：（其中A为常数） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $