2021届浙江省名校新高考研究联盟(Z20联盟)高三(上)第一次联考物理试题

绝密★考试结束前（高三暑假返校联考）

Z20名校联盟（浙江省名校新高考研究联盟）2021届第一次联考

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. 牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验比较准确地测出了引力常量 B. 库仑通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量

C. 伽利略直接通过自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀变速直线运动 D. 法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线形象地表示电场在空间的分布 2. 如图所示是正在月球表面行驶的“玉兔”月球车，当它在月球表面行驶时

A. 仍受地球的引力 C. 没有惯性

B. 不受阻力

D. 不遵循牛顿运动定律

3. 下列各物理量数值中的负号表示方向的是 A. 重力势能Ep10J

B. 速度v10m/s

C. 电荷量q1C

D. 电势10V

4. 四个质点作直线运动，它们的位移-时间图象、速度-时间图象分别如下图所示，在2s末能回到出发点的是

A. B.

C. D.

5. 人造地球卫星根据不同任务特点选择不同的轨道，如北斗导航卫星采用中圆轨道兼顾信号强度和覆盖区域大小，美国的天基红外预警卫星为了发现不同高度上的导弹和火箭发射而采用椭圆轨道。若有1、2两颗人造卫星分别以圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针方向运动，两轨道相切于卫星2轨道的远地点A点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法正确的是

A. 卫星1的周期小于卫星2的周期 B. 两卫星在A点时线速度大小相等 C. 两卫星在A点时加速度大小相等

D. 卫星2从A点向近地点B运动过程中，做减速运动

6. 2022年北京将举行第24届冬季奥运会，跳台滑雪是热门项目。跳台滑雪可简化为如下示意图，运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在足够长的斜坡上b点，不考虑空气阻力，视运动员为质点，则运动员在空中运动过程中，

A. 在相等的时间间隔内，运动员竖直方向下落高度相等 B. 在相等的时间间隔内，动量的改变量相等 C. 在下落相等高度的过程中，动量的改变量相等

D. 若初速度加倍，则在空中运动的时间也加倍，落点到a点的距离也加倍

7. 某同学发现家里的电动牙刷充电插孔及其充电器如图所示，并没有常见充电器的外接金属接头和接口，而是全防水和绝缘，则你认为其主要工作原理跟下列哪种器材相同

A. B.

C. D.

8. 如图所示，正六边形abcdef，中心为O，两个等量异种电荷放在a、d位置，其中正电荷在a处，负电荷在d处，设无穷远处电势为0，下列说法正确的

A. f、b两点的场强相同 B. e点的电势高于0

C. e、b两点电势差与c、f两点电势差相等 D. 负电荷从b点移动到c点时电势能减小 9. 氘核

21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式

24161H22He21H2X43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.01022个，以下说法正确的是 A. X粒子是电子

B. 能够发生聚变反应的条件是反应物的体积超过临界体积

C. 若1kg海水中含有的氘核全部发生上述聚变反应，释放的能量为4.3151023MeV D. 上述反应过程发生的质量亏损为

43.15MeV，其中c为真空中的光速 2c10. 如图所示，一足球在操场上被某同学踢出，在竖直平面内运动，经位置1、2、3后落地，位置1、3等高，位置2在最高点，离地高度为h，不考虑足球的旋转，则足球

A. 在位置2时受到的合力与速度方向相反 B. 在位置2的加速度比位置3的加速度小

C. 从位置1到2过程空气阻力做的功大于从位置2到3过程空气阻力做的功 D. 在位置3的动能大于在位置1的动能

11. 如图甲，倾角为的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1（v1v2）的小物块

从传送带的底端滑上传送带，在传送带上运动时速度随时间变化的v-t图象如图乙，则

A. 0~t3时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变 B. 小物块与传送带间的动摩擦因数满足tan C. t2时刻，小物块离传送带底端的距离达到最大

D. 小物块从最高点返回向下运动过程中摩擦力对其始终做负功

12. 如图所示，A、B、C三个带电小球质量均为m，A、B分别穿在同一竖直线上的两根绝缘细杆上，上方细杆粗糙，下方细杆光滑。已知A、B带电量大小均为q0，且A带正电，当系统处于静止状态时，AB和AC间距相等，A、C间绝缘细线与竖直细杆成60°角，细线伸直且恰无拉力。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则

A. C小球带电量大小为q0 B. A、C间的绝缘细线长为q0132k mgC. A小球受到细杆的摩擦力大小为2mg

D. 若保持B小球位置不变，缓慢增加B的带电量，使A、C两球处于同一水平线，则此时A、C间的绝缘细线拉力大小为0

13. “道威棱镜”是一种用于光学图像翻转的仪器。如图，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，其横截面ABCD为底角45°的等腰梯形，O为AB中点，P为OA中点，光线1和光线2两条与BC平行的光线，分别从P和O点入射棱镜，均在BC面上发生一次全反射后从CD面射出，其

中光线2的出射点为CD中点Q（未画出），已知棱镜对两光线的折射率n2，AB2L，光在真空

中的传播速度为c，sin1562，则 4

A. 光线1在棱镜中的传播速度为2c

B. 光线2在棱镜中的传播时间为

C. 光线1在棱镜中经过的路程长为

62Lc5

624

D. 光线1从CD边射出点到BC边的距离为2L 4二、选择题Ⅱ（本题共3小题，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。）

14. 无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是 A. 超声波和毫米波一样都能在真空中传播 B. 红外线的光子能量比可见光的小 C. 真空中激光的传播速度比毫米波的大 D. 可见光能发生偏振现象，而超声波不能

15. 如图所示是氢原子的能级En随轨道半径rn的关系图，其中r1为基态氢原子核外电子的轨道半径，E1为基态氢原子的能级，a、b、c分别为量子数n=1、2、3时氢原子的三个状态。下列说法正确的是

A. 当核外电子轨道半径为2r1时，对应能级为E1/2 B. 从状态a跃迁到状态c需要吸收能量为E1/9的光子 C. 处于状态c的一群氢原子能辐射出3种不同频率的光子

D. 从状态b跃迁到状态a辐射光子的波长小于从状态c跃迁到状态b辐射光子的波长

16. 沿水平放置的足够长弹性绳建立x轴，从左向右有M、O、N三个质点（N点未画出），位于坐标原点处的O质点在外力作用下做简谐振动，形成沿x轴传播的简谐横波。t=0时刻波形如图甲所示，其中M点再经过1s时间（小于一个周期），位移仍与t=0时相同，但振动方向相反。N点与M点平衡位置距离小于一个波长，且振动方向总相反。

A. N点平衡位置坐标为x=8cm C. N点振动图像如图乙所示

B. 此简谐波在x轴上的传播速度为4m/s D. M比N先振动，且二者起振方向相反 非选择题部分

三、实验题（本题共2小题，共14分。） 17. （7分）

（1）下图游标卡尺的读数为__________mm。

（2）用图甲所示的实验装置研究小车加速度与小车受力之间的关系。

①图乙所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0. 10s，由图中数据可计算出小车的加速度a=________m/s2。（结果保留2位有效数字）

②若实验中砂和桶的总质量为m，则从理论分析可得砂和桶的总重力mg与细绳对小车的拉力F的大小关系为mg_________F（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）。

③某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图丙所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。则在改进后的实验中以下步骤是否还有必要？

a. 调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力。___________（选填“有必要”或“没必要”）。

b. 控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量。_________（选填“有必要”或“没必要”）。 ④在上述③改进之后，实验中保持小车质量不变，改变砂桶和砂的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出a-F图象。下面图象中正确的是___________

A.

18. （7分）

B. C. D.

（1）某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。她经过粗略的调试后，出现了干涉图样，但不够清晰明亮。于是她又________（填“上下”“左右”或“前后”）拨动金属杆E，得到了清晰明亮的图样。

（2）两同学研究小灯泡的发光情况，对同一灯泡分别采用图甲和图乙两种电路进行实验： ①请在图丙中按图乙电路补画完整连线。

②连线完毕，在闭合开关准备实验操作前，还需要进行的一步操作是：_______。

③根据实验数据两同学分别画出了小灯泡的伏安特性曲线如图丁A、B所示，由图线可知当电压升高时，小灯泡的电阻值___________（填“增大”、“减小”或“不变”），其中与甲电路相对应的实验曲线是_______（填“A”或“B”）

四、计算题（本题共4小题，共41分。）

19. （9分）某中学生体重50kg，现进行一次弹跳训练，他从站直状态先下蹲使重心下降0. 4m，然后用力蹬地，把人蹬地的力看做恒力，大小为1500N，重心从静止开始匀加速升高至人站直，之后离地，若不计空气阻力，g=10m/s2，求：

（1）该同学在蹬地起跳过程中的加速度； （2）离地后该同学能上升的最大高度？ （3）一次蹬地起跳过程消耗多少人体能量？

20. （12分）一条粗糙水平轨道OB右端与一半径R=1m的光滑竖直圆形轨道相连，圆形轨道间不相互重叠，如图甲所示，水平面上O点处有一质量m=0. 5kg的小物块，物块与水平轨道OB面间的滑动摩擦力为f，f大小与物块离O点的距离d的关系如图乙所示，且xOB2m，从静止开始在水平向右恒力F作用下运动，通过B点时立即撤去力F，小物体恰好通过圆形轨道最高点A后继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，壕沟的C、D两点的竖直高度h=5m，水平距离s=6m，水平轨道BC粗糙且长为L=4m，设BC段的动摩擦因数为。g=10m/s2。求：

（1）物块通过B点时速度vB大小； （2）恒力F大小；

（3）小物块不能掉进壕沟，求水平轨道BC的动摩擦因数的取值范围？

21. （10分）如图是两根间距均为L的光滑平行金属导轨，左段倾角为，M1N1M2N2区间有垂直导轨向上的匀强磁场，右段水平轨道P1P2区间右侧有足够长的竖直向上的匀强磁场，大小均为B，水平部分和倾斜部分导轨平滑连接。M1M2之间接有电阻R。闭合开关K，固定水平轨道上的金属棒cd，使金属棒ab从倾斜导轨上端静止释放，达到匀速后再进入水平导轨（量损失），此时断开开关K并撤去固定cd的装置，静止释放cd。当cd速度增大到v2时，ab恰好追上并碰到cd。运动过程中，ab、cd棒与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知ab、cd棒质量均为m=0. 1kg，阻值和电阻R的阻值均为R=0. 2Ω，L=0. 5m，θ=53°，B=0. 4T，v22m/s，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：

（1）ab棒到达水平轨道时的速度v0；

（2）cd棒速度增大到v2时，ab棒速度v1为多大？

（3）从ab棒进入右段磁场区域到与cd发生碰撞的过程中，ab棒产生的焦耳热；cd棒最初与磁场边界P1P2的距离x0为多少？

22. （10分）如下图所示，方向垂直纸面向外的匀强磁场分布在圆心O所在的圆内，圆半径为R（磁场未画出），虚线区域PQQP内存在沿x轴正方向的匀强电场，PP与圆形边界相切。MM是一块长L1=1. 4R

的收集板，平行y轴放置在匀强电场最右端且距离PP为L22R，M离Q的距离为0. 2R。原点O处有一粒子源，每秒向x轴上方区域各方向均匀发射个数为N、电荷量为+q、质量为m、初速度为v0的粒子，经磁场偏转后，沿y轴正向发出的粒子恰能从PP与圆边界的切点水平向右进入匀强电场，击中收集板并被收集板吸收。电场强度E和磁感应强度B大小未知，但满足关系v03E，不计粒子重力、粒子间的相B互作用以及粒子对电场和磁场的影响，cos53°=0. 6，sin53°=0. 8。求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）粒子对收集板的平均作用力F的大小；

（3）如右图所示，若保持虚线区域内的电场强度大小不变，方向改为竖直向下，收集板可沿QQ所在竖直线上下移动，由O点发射的所有粒子最终均能打在收集板上，则收集板至少多长？

Z20名校联盟（浙江省名校新高考研究联盟）2021届第一次联考

物理参

1 D 11 B 17. （7分） （1）4. 70（1分）

（2）1. 1（2分） 略大于（1分） 有必要（1分） 没必要（1分） C（1分） 18. （7分） （1）左右（1分）

2 A 12 D 3 B 13 C 4 D 14 BD 5 C 15 CD 6 B 16 AC 7 A 8 C 9 D 10 C

（2）

把滑片移到最左端（1分） 19. （9分） （1）F-mg=ma 得：a=20m/s2

（2分）

增大（1分）

A（2分）

1分 1分 1分 1分 1分 1分 1分 1分 1分

方向：竖直向上

2（2）蹬地起跳：2ax1v0

得：v=4m/s

2离地减速上升：2gx2v

得：x20.8m

（3）根据能量守恒Emgx1得：E=600J 20. （12分）

2mvA（1）A：mg

R12mv 2

1分

AB：mg2R1212mvBmvA 22

1分 2分 1分 1分 1分

得：vB52m/s

（2）O到B，由图乙可得摩擦力对物块做功为Wf动能定理：FdWf得F=35/4N

f1f2d 2

12mvB0 2

（3）离开C点后做平抛运动，当恰好能到达D点时，设运动的时间为t，则：

h12gt 2svCt

可得：vC6m/s

1分 1分 1分

从B到C的过程中摩擦力做功，则：mgL得：0.175，00.175 考虑另一临界：刚好到C点停下： 从A到C：mg2RmgL0得：0.625，故0.625 21. （10分）

（1）在斜面上匀速时：mgsinBIL

1212mvCmvB 22

12mA 2

1分 1分

1分 1分

BLv0 3R23Rmgsin得：v06m/s 222BLI

1分

（2）ab进入右段磁场，cd、ab视为整体，合外力为零，动量守恒

mv0mv1mv2

得：v14m/s

1分 1分

（3）ab进入右段磁场到发生碰撞，回路焦耳热等于系统损耗的动能：

121212Qmv0mv1mv20.8J

2221 QabQ0.4J

2

1分 1分

又cd、ab在磁场中向右运动时，EBLv1BLv2

IE 2R

1

0 1分

对ab棒：BILtmvmv

1分

B2l2v1v2tmv1mv0 即：2R其中：x0vvt

12

得：x00.2m 22. （10分）

1分

（1）由已知，轨迹半径等于磁场半径，r=R

mv2qvB

r得：Bmv0 qR 1分

（2）根据分析，所有粒子从O点射出，平行于x轴进入电场，与y轴成左53°右37°的粒子能达到收集

5337 N

180112电场中加速：qEL2mv2mv0

22板，N

1分 1分 1分

对打在收集板上的粒子：Ft0Nmv

FF

得：F21Nmv0 6 1分

（3）粒子经过磁场后以平行x轴方向进入电场，做类平抛运动，设离x轴为y1的粒子恰好到达Q点，有：

1y1at2

2qE amL2v0t

得y12R 34R 3

1分

即从QQ飞出的粒子中从P进入电场离开Q点最远为2Ry1从P点上方距离P点小于y02R的粒子将从PQ边飞出，再直线到达QQ所在直线，设与QQ所在直线3

交点到Q距离为y2，考虑电场中偏转的特点：

y12at2 xv0t

y2Lyx 2x2得：y2v203t3Rt22v0 当tRv时，y2有最大值：y12R 03故粒子打在QQ所在竖直线上的区域长度为2Ry1y523R则收集板至少长为L12Ry1y523R

1分2分1分