2021年5月2021届浙江省金丽衢十二校高三下学期5月第二次联考理科综合物理试卷及答案

2021年5月2021届浙江省金丽衢十二校高三下学期5月第二次联考
理科综合物理试卷
★祝考试顺利★
(含答案)
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。

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. 每月月初的时候都会收到电力公司的【智能交费账单】，其中有“尊敬的客户，户号为：3720074×××，户名：*小明，地址为×镇×街道×幢×室。

本期电量为313度”等信息。

则该短信中“电量”对应的物理量及该物理量对应的国际制单位符号表示正确的是（）A. 电荷量C B. 电功率W C. 电功kW h D. 电功J
【答案】D
2. 下列关于物理学史的相关叙述不符合客观事实的是（）
A. 英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场
B. 开普勒提出行星运动三大定律，牛顿总结了万有引力定律并较精确的测出了引力常量
C. 伽利略通过构思理想实验推翻亚里士多德的观点，得出力不是维持物体运动的原因
D. 英国科学家罗杰·彭罗斯、德国科学家安德里亚·盖兹和美国科学家莱因哈德·根泽尔分享2020年诺贝尔奖，以表彰他们在天体物理学领域的贡献
【答案】B
3. 如图所示为2020央视春晚《绽放》中的精彩瞬间，男、女演员成“T”型静止状态。

下列关于各自受力分析正确的是（）
A. 男演员对女演员的作用力斜向右上方
B. 男演员受到地面对他向右的摩擦力作用
C. 男演员受到地面对他的作用力竖直向上
D. 地面对人的支持力与人对地面的压力是一对平衡力
【答案】C
4. 立春以来，鲜花掩映的重庆轨道交通2号线引爆朋友圈，被网友称为“开往春天的列车”。

如图所示为网友所拍的列车经过某一转弯处的照片。

则下列说法中符合事实的是（）
A. 列车转弯的向心力可能只由重力和支持力提供
B. 列车受到重力、支持力和向心力的作用
C. 列车速度超过设计时速时会受到离心力的作用
D. 列车转弯时车内的物品有向内滑的趋势
【答案】A
5. 疫情期间，志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。

红外线与紫外线相比较（）
A. 红外线的频率比紫外线的频率大
B. 在同种介质中红外线的波长比紫外线的波长长
C. 红外线能发生干涉、多普勒现象而紫外线不能
D. 若两种射线照射某金属都能发生光电效应，则紫外线照射时产生的光电子初动能大
【答案】B
6. 2020年人类面临前所未有的巨大挑战，在超难模式下，中国航天不断创造奇迹。

其中嫦娥五号完美完成中国航天史上最复杂任务后于2020年12月17日成功返回，最终收获1731克样本。

图中椭圆轨道Ⅰ、100公里环月轨道Ⅱ及月地转移轨道Ⅲ分别为嫦娥五号从月球返回地面过程中所经过的三个轨道示意图，下列关于嫦娥五号从月球返回过程中有关说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅱ上运行时的周期小于轨道Ⅰ上运行时的周期
B. 在轨道Ⅰ运行时的加速度大小始终大于轨道Ⅱ上时的加速度大小
C. 在N 点时嫦娥五号经过点火加速才能从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道返回
D. 在地月转移轨道上飞行的过程中可能存在不受万有引力的瞬间
【答案】C
7. 如图，锐角三角形MNP △，其中M N P ∠>∠>∠，电荷量为Q 的负点电荷固定在M 点，计无穷远处电势为零。

下列说法正确的是（ ）
A. 带电量为q 的负点电荷从N 点沿NP 运动到P 点的过程中电势能不变
B. 正点电荷从N 点沿NP 运动到P 点的过程中电势能先增大后减小
C. 在N 点引入电量为Q 的正点电荷后，P 点的电势为p 0ϕ<
D. 在P 点引入电量为Q 的负点电荷后，电子在MP 中点的电势能小于在N 点的电势能
【答案】C
8. 抽水蓄能电站是利用用电低谷期的多余清洁能源进行抽水，在用电高峰期的时候代替部分火力发电。

浙江是抽水蓄能电站已建和在建较多的省份，其中丽水缙云的抽水蓄能电站预计
2026年全部投产发电，该电站设计年抽水电量24亿千瓦时，设计年发电量为18亿千瓦时，大大减少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等排放，具有显著的环境效益和经济效益，被称为“超级绿色蓄电池”。

根据发改委提供的数据为火电厂平均每千瓦时供电耗煤约为320g 标准煤，而每吨标准煤产生的二氧化碳为2620kg ，则该蓄电站建成后每年可减少二氧化碳的排放量约为（ ）
A. 15万吨
B. 150万吨
C. 20万吨
D. 200万吨
【答案】B
9. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中Ａ是蜃楼
B. 图乙中平行光a 、b 经过三棱镜后交于M 点，则在棱镜中a 光的速度比b 光的速度大
C. 图丙中仅将红光换成绿光，则第一亮纹的位置P 点将下移
D. 图丁中P 是偏振片，Q 是光屏，白炽灯照射P 时，缓慢转动P ，光屏Q 上亮度发生变化，说明光波是横波
【答案】C
10. 可视为质点的小滑块m 受到沿斜面向上的2N F =的恒力作用，从倾角为37°固定斜面底端以初速度0v 向上运动，如图甲所示，斜面足够长，取底端处为零势能参考平面，小滑块在上升过程中的动能k E 、重力势能p E 与沿斜面上升的距离S 间的关系如图乙所示，取210m /s g =。

下列说法正确的是（ ）
A. 滑块的质量为0.6kg m =
B. 滑块与斜面间的摩擦因数为0.5μ=
C. 滑块到达最高点后将沿斜面返回底端
D. 当6m S =时滑块动能与势能相等
【答案】B
11. 如图所示，一小型交流发电机中，矩形金属线圈的面积为S ，匝数为n ，转轴与线圈相交于a 点，ab 段线圈与滑环Q 相接触，ac 段线圈与滑环P 相接触。

金属线圈处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕轴以角速度0ω匀速转动，1K 闭合2K 断开时，交流电流表的示数为0I ，额定功率为0P 小灯泡恰好正常发光。

假设小灯泡电阻不随温度变化，线圈、滑环、电刷、导线电流表总电阻为r 。

下列说法正确的是（ ）
A. 02I
B. 线圈从水平位置转过90°，通过小灯泡的电荷量为
00
2I πω C. 同时闭合1K 和2K ，其他条件不变，则发电机的输出功率将增大
D. 若仅将角速度减小为012
ω，则灯泡的功率将减小为原来的14 【答案】D
12. 如图所示，CPD 为一半径3m R =的竖直半圆形槽，CD 为直径，O 点为半圆的圆心。

在距CD 上方为h 处有一以06m /s v =的速度顺时针方向转动的传送带，B 端恰好在C 的正上方，传送带滑轮的半径较小，两端点A 、B 间的距离3m L =，现将一与传送带间摩擦因数0.5μ=
的小物块轻放在A 端，最终垂直撞在圆槽的P 点，OP 连线与OD 的夹角为60°。

取210m /s g =，
则高度h 和物块从B 到P 的时间t 分别为（ ）
A. 3m 2h =、310s t =
B. 9m 2h =、310s t =
C. 12m 5h =、33s t =
D. 27m 5h =、33s t = 【答案】A
13. 如图所示为质谱仪的结构图，该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成，已知速度选择器中的磁感应强度大小为0B 、电场强度大小为E ，荧光屏PQ 下方匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为02B 。

三个带电荷量均为q 、质量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O 进入偏转磁场，最终打在荧光屏上的1S 、2S 、3S 处，相对应的三个粒子的质量分别为1m 、2m 、3m ，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。

则下列说法不正确的是（ ）
A. 打在3S 位置的粒子质量最大
B. 质量为1m 的粒子在偏转磁场中运动时间最短
C. 如果13S S x =∆，则20312qB x m m E
⋅∆-= D. 如1m 、2m 在偏转磁场中运动时间差为t ∆，则0212qB t m m π⋅∆-=
【答案】C 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，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
14. 如图，一列简谐横波平行于x 轴传播，图中的实线与虚线分别为0t =和0.1s t =时的波形图。

已知平衡位置在5m x =处的质点在0到0.1s 内运动方向不变。

关于这列简谐波的说法中正确的是（ ）
A. 该波波源的振动频率一定是2.5Hz
B. 该波的传播速度可能为30m/s
C. 从0时刻起1s 内2m x =处的质点经过的路程为10m
D. 3m x =处的质点振动方程为5sin(5)cm y t π=-
【答案】AD
15. 下列关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际情况的是（ ）
A. 图甲为卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型
B. 图乙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来控制金属板或塑料板的厚度
C. 图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D. 由图丁可知，质量数大于60的原子核，质量数越大结合能越小
【答案】AB
16. 如图所示，内壁光滑、绝缘的半球形槽固定在地面上，整个半球形槽处于竖直向下的匀强电场中，质量相等的带异种电荷的A 、B 两小球用轻质绝缘细杆固定连接，两球置于半球形槽中且处于静止状态时，小球A 、B 与半球形槽球心O 点的连线与竖直方向的夹角分别为1θ、2θ，已知12θθ<，则（ ）
A. 无法判断A、B两小球的电性
B. 一定是A球带正电，B球带负电
C. 现用外力将小球B向下移动一小段距离，A、B两小球的电势能将增大
D. 突然撤去匀强电场，则两小球组成的系统仍能静止在原处
【答案】BC
三、非选择题部分（本题共6小题，共55分）
17. 某同学用如图所示的装置做“探究做功与物体动能变化关系”的实验，所用小车的质量m ，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。

0.25kg
①下列说法中正确是______；
A．平衡摩擦力时，应让小车连上纸带但不挂橡皮筋，使小车能在木板上匀速滑动
B．实验时应先释放小车，再接通电源
C．实验时橡皮筋的规格可以不一样，但在每次增加橡皮筋的条数时应使连入铁钉间的橡皮筋形变程度相同
D．选出一段点迹清晰的纸带，求出平均速度作为小车获得的速度
②正确平衡好摩擦力进行实验，小车在橡皮筋弹力作用下运动过程中，橡皮筋和小车组成的系统的机械能______（填“守恒”或“不守恒”）；
③如图是该同学在正确实验过程中得到的一条纸带，相邻的两个读数点间还有一个点没有画出
来，A 、B 、C 、D 、E 、F 各点到O 点的距离分别为：1.87cm 、4.79cm 、8.91cm 、16.92cm 、25.83cm 、34.74cm ，则由纸带可知本次实验中橡皮筋对小车做的功是______J （保留两位有效数字）。

【答案】 (1). A (2). 不守恒 (3). 0.62
18. 如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距0.4mm d =的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离0.5m l =。

然后，接通电源使光源正常工作。

①按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。

若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹变疏。

以下改动可实现这个效果的是______；
A ．仅将凸透镜与滤光片的位置互换
B ．仅将绿色滤芯光片换成红色的滤芯光片
C ．仅将单缝靠近双缝移动少许
D ．仅将单缝远离双缝移动少许
②用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图甲所示，分划板处于B 位置时游标卡尺读数如图乙中所给出，则分划板在图中B 位置时游标卡尺读数为B x =______mm ；
③若已知分划板处于A 位置时，刻度为11.1mm ，该单色光的波长λ=______m （结果保留2位有效数字）。

【答案】(1). B (2). 15.6 (3). 6.0 × 10 - 7
19. （1）某同学想利用电阻箱、电压表、定值电阻、开关、导线、待测电源（由两节相同的干电池组成）来测量一节干电池的电动势E和内阻r（内阻较小）。

实验前，他连接的实物图如图甲，老师看过后说这种连接会造成较大误差，该同学思考片刻后明白了，点点头。

①请你在乙图上画出正确的实物连线图______；
②该同学正确连线后，闭合开关S，通过改变电阻箱的阻值R，测出R两端对应的电压U，并
以1
R
为横轴，以
1
U
为纵轴，画出
11
U R
-的关系图线为一直线。

若直线的斜率为k，在纵轴的截
距为b，定值电阻的阻值为0R，则E=______，r=______（用字母表示）；
（2）在做“练习使用多用电表”的实验中
①在测量电阻时，下列说法正确的有______；
A.每次更换倍率不同的挡位，不必重新进行欧姆调零
B.如果阻值未知，必须先选择倍率最大的挡位进行试测
C.进行欧姆调零时，用一只手捏紧短接的红黑表笔，另一只手细心调节欧姆调零旋钮
D.测量时如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率更大的挡位重新测量
②如图为正在测量中的多用电表表盘如果是用直流5V挡测量电压，则读数为______V。

【答案】 (1). (2). 12b (3). 02k bR b
- (4). C (5). 2.00
20. 如图甲所示为某商场从一楼直达四楼的自动扶梯，其简化模型如图乙所示，倾角为37°，若没有顾客时电梯速度可视为零，当顾客踏上电梯A 端时，电梯沿图乙所示方向匀加速运行，电梯加速度大小为20.5m/s a =，最大速度可达m 1m/s v =。

某质量为60kg 的测试员从A 点出发踏上静止的电梯，到达电梯顶端B 点的过程中始终相对电梯静止。

假设商场每层层高相同且为5m ，取210m /s g =。

求：
（1）测试员从A 点至B 点运动过程中的平均速度；
（2）测试员在加速运动时受到电梯对他的作用力大小；
（3）测试员从A 点至B 点运动过程中电梯对他所做的功和摩擦力对他所做的功分别为多少。

【答案】（1）0.96m/s ；（2）618N ；（3）9030J ，19.2J
21. 如图甲所示为某玩具的部分轨道，该部分轨道可抽象为图乙的模型。

AB 和EF 为两段长度分别为10.6m l =和20.4m l =的水平直管道，BC 为水平半圆形管道，CDE 是由4段半径为0.4m R =的四分之一圆组成的竖直圆管道，FG 由两段半径为0.2m r =的相同圆弧形圆槽轨道组成，其圆心角为60°，竖直放置。

一质量为0.2kg m =的半径略小于管道直径的小球在弹射装置的推动下可以从A 端射入G 端水平射出。

已知小球在运动过程中与直管道AB 及EF 间的阻力恒为0.5N f =，与其他轨道间的阻力可忽略不计，管道直径远小于圆弧轨道半径，且各部分轨道相切并光滑连接，取210m /s g =。

求：
（1）当弹射装置的弹簧压缩一定量时，具有P 1J E =的弹性势能，静止释放后小球第一次刚过竖直圆弧管道C 点时小球对轨道的作用力；
（2）要使小球能完成整个运动过程，即从G 点水平抛出，则弹射装置至少需要多大弹性势能；
（3）若水平轨道EF 长度可以调整，则当弹射装置具有P 2J E =的弹性势能时，发射的小球从G 点抛出后第一落点离E 点的最大距离为多少。

【答案】（1）5.5N ，竖直向下；（2）1.9J ；（3）2311m 5
22. 如图，两间距为0.5m L =的轨道平行放置，AB 、CD 为倾角37θ=︒的倾斜轨道，BM 、DN 水平放置，除EG 、FH 为光滑绝缘外，其他均为电阻不计的光滑金属导轨，其中倾斜部分和GM 、HN 足够长，2m BE DF EG FH ====。

MN 端接有0.8F C =的电容器，AC 端通过单刀双掷开关可以分别连接阻值0.5R =Ω的定值电阻或面积20.2m S =，电阻也为R 的50匝线圈，线圈中通有1(0.50.3)B t T =+随时间均匀变化的磁场，ABEFDC 区域存在竖直向上磁感强度为2B 的匀强磁场，GHMN 区域存在竖直向上磁感强度为322B B =的匀强磁场，现有两长度为L 、电阻为R 、质量为0.2kg m =的相同导体棒a 、b ，导体棒b 棒静止于EGHF 区域内，当开关K 掷向1时，导体棒a 刚好能静止在倾斜轨道上端靠近AC 处，设导体棒运动过程中始终与光滑金属导轨良好接触，且导体棒经过各连接处时均没有动能损失，取210m /s g =（sin370.6︒=、cos370.8︒=）。

求：
（1）线圈中磁场1B 的方向及磁感应强度2B 的大小；
（2）撤去线圈中磁场1B ，开关掷向2时，导体棒a 从静止运动至BD 处时的速度大小；
（3）在（2）的情况下，导体棒a 从BD 至EF 的过程中导体棒a 上产生的焦耳热；
（4）在（2）的情况下，若导体棒a 与b 发生完全非弹性碰撞，则最终电容器的带电量为多少。

【答案】（1）1B 的磁场方向向上，1T ；（2）7.5m/s ；（3）1.56J ；（4）2C 3 23. 如图所示，直线MN 上方有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 下方有平行于纸面的匀强电场（方向末知）。

质量为m 、带电量为q -（0q >）的粒子1在纸面内以速度10v v =从O 点射入磁场，其射入方向与OM 的夹角30α=︒；质量为m 、带电量为q +（0q >）的粒子2在纸面内以速度203v v =，也从O 点射入磁场，其射入方向与ON 的夹角60β=︒，不计粒子重力及粒子间相互作用力对粒子运动的影响。

（1）若粒子1和2分别到达磁场边界的A 、D 两点（图中未画出），求粒子2在磁场中运动时加速度的大小和离边界MN 的最大距离。

（2）若粒子1和2能在磁场中相碰，并假设相碰后结为一体（总质量和电荷量不变），求两个粒子进入磁场的时间间隔t ∆和相碰后在时间t 内的路程。

（3）使粒子1的发射点在边界MN 上向左平移0mv qB
，粒子2还从O 点发射，两粒子发射速度大小和方向不变，已知粒子1和粒子2先后发射，两粒子恰在电场中相碰，且从发射到相碰的时间差是3m qB
π，其中粒子1在电场中做直线运动。

求该电场的电场强度。

【答案】（1（2）3m qB ，0v t ；（3，与MN 成30°角向上偏右。