2022届福建省泉州市高三上学期物理质量监测试卷（一）（解析版）

福建省泉州市2022届高三上学期物理质量监测试卷（一）

一、单选题

1．玻璃杯从同一高度自由落下，掉在水泥地板上易破碎，而掉在草地上不易破碎，这是由于玻璃杯（　　） 

A．刚接触草地时的动量较小

B．刚接触草地时的动量较大

C．与草地碰撞过程中的动量变化较慢

D．与草地碰撞过程中的动量变化较快

2．2021年6月17日，“神舟十二号”飞船成功发射，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，并与“天和”核心舱顺利对接，如图所示对接前，它们在离地面高约为 的同一轨道上一前一后绕地球做匀速圆周运动，则此时“神舟十二号”与“天和”核心舱（　　） 

A．均处于平衡状态 B．向心加速度均小于

C．运行周期均大于  D．运行速度均大于

3．氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于 的能级，跃迁到 的能级时辐射出某一频率的光，用此光照射某金属板，发生光电效应，测得光电子的最大初动能为 ，则该金属的逸出功为（　　） 

A． B． C． D．

4．如图，正方形 区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，O、P分别为 、 边的中点。a点有一质子源，持续沿 方向发射速率不同的质子。一段时间后，有些质子分别从b点、O点、P点射出，不计重力及质子间的相互作用，则（　　） 

A．从b点和O点射出的质子速率之比为2：1

B．从P点和O点射出的质子速率之比为2：1

C．从b点和O点射出的质子在磁场中运动的时间之比为2：1

D．从O点和P点射出的质子在磁场中运动的时间之比为2：1

二、多选题

5．如图为奥运会撑杆跳高比赛情景图，在运动员撑杆上升过程中（　　） 

A．运动员对杆的作用力与杆对运动员的作用力总是大小相等

B．运动员对杆的作用力改变了运动员的运动状态

C．运动员始终处于失重状态

D．运动员的机械能不断变化

6．如图，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴 匀速转动，理想变压器原、副线圈的匝数比为6：1，副线圈并联两灯泡a、b，电压表示数为 ，不计发电机线圈的电阻，电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） 

A．灯泡两端电压的最大值为

B．当发电机线圈平面与磁场垂直时，电压表示数为0

C．若灯泡a烧断，电流表示数将变大

D．若灯泡a烧断，灯泡b的亮度不变

7．如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端栓接重物，当车轮高速旋转时，重物由于离心运动拉伸弹簧后才使触点M、N接触，从而接通电路，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） 

A．安装时A端比B端更靠近气嘴

B．转速达到一定值后LED灯才会发光

C．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光

D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光

8．如图，光滑绝缘细杆竖直固定，杆上套有一带正电小环，与杆相距为d的竖直方向上固定等量异种点电荷 和 ，两点电荷相距为 。现将小环从与 等高处由静止释放，经过杆上与两点电荷距离相等的O点时速度大小为v，则小环（　　） 

A．经过O点时与杆间的作用力为零

B．经过关于O点对称的上、下两点时加速度相同

C．经过关于O点对称的上、下两点时机械能相等

D．经过与 等高处时速度大小为

三、填空题

9．如图，一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，已知状态A的压强为 ，则状态B的压强 　     　；B到C过程中气体　     　（选填“吸热”“放热”或“与外界无热交换”）． 

10．一列简谐横波在 时刻的波形如图甲所示，图乙为质点A的振动图象，则这列波的波速大小为　     　 ，在 的时间内，质点P通过的路程　     　（选填“大于”“等于”或“小于”）质点Q通过的路程。 

四、实验题

11．某小组利用图甲和图乙探究平抛运动。

（1）在图甲中，让小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，观察到两球同时着地．改变整个装置的高度H做同样的实验，观察到A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了　                                           　；

（2）通过另一实验装置描出小球做平抛运动的部分轨迹如图乙，该小组在轨迹上取水平距离 相等的三点a、b、c，则小球从a到b的时间与从b到c的时间　     　（选填“相等”或“不相等”）。测得 ，它们之间的竖直距离分别为 、 ，取 ，则小球的水平初速度大小为　     　 。 

12．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室提供如下器材：待测干电池（电动势E约 ，内阻r约 ） 

电流计G（满偏电流 ，内阻 ）

电流表A（量程 ，内阻约 ）

滑动变阻器 （最大阻值 ）

定值电阻

定值电阻

开关S和导线若干

（1）为了把电流计G改装成量程为 的电压表，应________。 

A．将 与电流计G串联 B．将 与电流计G并联

C．将 与电流计G串联 D．将 与电流计G并联

（2）在尽可能减小实验误差的情况下，请在虚线框内将实验电路原理图补充完整；

（3）以 表示电流计G的示数， 表示电流表A的示数，若已测出电源的内阻为r，则电动势 　                     　（用上述所给符号表示）。 

五、解答题

13．小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用如图，一架质量 的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，匀加速上升 ，历时 已知无人机运动过程中受到的空气阻力大小恒为自身重力的0.2倍，g取 。求该过程 

（1）无人机的加速度大小及末速度大小；

（2）无人机受到的升力大小。

14．如图，两根固定的光滑平行导轨 、 的倾角为 ，导轨间距为L，M、 两端接有阻值为R的电阻．在导轨间长度为L、宽度为d的长方形区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上。一质量为m的金属杆 从导轨上的位置1由静止释放，恰好能匀速穿过整个磁场区域。已知重力加速度大小为g， 杆和导轨的电阻均不计，两者始终垂直且接触良好。 

（1）求位置1与磁场上边界间的距离 ； 

（2）若 杆从磁场外导轨上某位置2由静止释放，到达磁场下边界时加速度恰好为零，穿过磁场区域过程中电阻R产生的焦耳热为Q，求位置2与位置1间的距离 。 

15．如图，倾角 的足够长光滑绝缘斜面固定在水平向右的匀强电场中，一质量为m、电荷量为 的小滑块A放在斜面上，恰好处于静止状态．质量也为m的不带电小滑块B从斜面上与A相距为L的位置由静止释放，下滑后与A多次发生弹性正碰，每次碰撞时间都极短，且没有电荷转移，已知重力加速度大小为g。求： 

（1）斜面对A的支持力大小和匀强电场的场强大小；

（2）两滑块发生第1次碰撞到发生第2次碰撞的时间间隔；

（3）在两滑块发生第1次碰撞到发生第5次碰撞的过程中，A的电势能增加量。

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】AB．杯子从同一高度下落，故到达地面的速度相等，着地时的动量一定相等，A、B不符合题意；

CD．杯子与地面接触后速度减为零，故动量的变化相等，由于掉在落在草地上的作用时间比落在水泥地上的时间长，因此与草地接触过程的动量变化慢，C符合题意，D不符合题意；

故答案为：C。

【分析】利用速度位移公式可以判别落地动量相同，且动量变化量相同，结合动量定理可以比较动量变化的快慢。

2．【答案】B

【解析】【解答】A．“神舟十二号”与“天和”核心舱在轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，因此“神舟十二号”与“天和”核心舱所受合外力不为零，不处于平衡状态，A不符合题意；

B．物体在表面上时，万有引力提供重力，则有

解得

“神舟十二号”与“天和”核心舱在轨道上，则有

解得

由于“神舟十二号”与“天和”核心舱半径较大，因此

B符合题意；

C．由于“神舟十二号”与“天和”核心舱的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，因此“神舟十二号”与“天和”核心舱的周期小于地球同步卫星的周期，即“神舟十二号”与“天和”核心舱运行周期均小于 ，C不符合题意；

D．“神舟十二号”与“天和”核心舱绕地球转动，因此运行速度小于第一宇宙速度，即运行速度均小于 ，D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】由于引力提供卫星的向心力做匀速圆周运动，所以卫星不处于平衡状态；利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用轨道半径的大小可以比较周期的大小和线速度的大小。

3．【答案】A

【解析】【解答】由 的能级，跃迁到 的能级时辐射出某一频率的光有

用此光照射某金属板，发生光电效应，测得光电子的最大初动能为

代入数据可得

所以A符合题意；BCD不符合题意；

故答案为：A。

【分析】利用能级跃迁产生的能量结合光电效应方程其光电子的最大初动能可以求出逸出功的大小。

4．【答案】B

【解析】【解答】AB．设正方形边长为 ，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有

解得

由几何关系可得

解得

从b点和O点射出的质子速率之比为

从P点和O点射出的质子速率之比为

A不符合题意，B符合题意；

CD．由几何关系可得

从b点、O点和P点射出的质子在磁场中运动的时间之比为

CD不符合题意；

故答案为：B。

【分析】利用几何关系可以求出轨道半径的大小结合牛顿第二定律可以求出运动速率的比值；利用运动轨迹所对圆心角的大小可以比较运动的时间。

5．【答案】A,D

【解析】【解答】A．运动员对杆的作用力与杆对运动员的作用力是一对相互作用力，总是大小相等方向相反，A符合题意；

B．运动员对杆的作用力改变了杆的形状和运动状态，B不符合题意；

C．运动员起跳以后有一个加速上升阶段，加速度方向向上，处于超重状态，当杆对运动员的弹力小于重力以后到运动员达到最高点的过程中，加速度方向向下，处于失重状态，所以运动员是先处于超重状态，再处于失重状态，C不符合题意；

D．在运动员撑杆上升过程中，除了重力外，还有杆一直对运动员做功，所以运动员的机械能不断变化，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】运动员和杆之间的作用力属于相互作用其大小相等方向相反；杆对运动员的作用力改变了运动员的运动状态；利用加速度的方向可以判别运动员的超重和失重；利用弹力做功可以判别机械能不断改变。

6．【答案】A,D

【解析】【解答】A．根据理想变压器电压关系有

解得

所以灯泡两端电压的最大值为

则A符合题意；

B．电压表示数为电压的有效值，所以不为0，所以B不符合题意；

C．若灯泡a烧断，但是根据理想变压器的电压关系，副线圈两端的电压保持不变，所以副线圈的总电流减小了，根据原副线圈总功率不变的关系，所以电流表示数将变小，所以C不符合题意；

D．若灯泡a烧断，但是根据理想变压器的电压关系，副线圈两端的电压保持不变，则灯泡b的亮度不变，所以D符合题意；

故答案为：AD。

【分析】利用匝数之比可以求出灯泡两端电压的大小；电压表显示有效值所以不等于0；当灯泡a断开时，副线圈电阻增大其输出电流和输入电流减小；由于电压不变所以其灯泡亮暗保持不变。

7．【答案】B,C

【解析】【解答】A．要使重物做离心运动，M、N接触，则A端应靠近圆心，因此安装时A端比B端更远离气嘴，A不符合题意；

B．转速越大，所需向心力越大，弹簧拉伸的越长，M、N接触时灯就会发光，B符合题意；

C．灯在最低点时

解得

因此增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，C符合题意；

D．灯在最低点时

灯在最高点时

匀速行驶时，在最低点时弹簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，D不符合题意；

故答案为：BC。

【分析】利用物体做离心运动其灯泡才会发光所以其B端靠近气嘴；利用离心运动可以判别转速越大其灯泡才能发亮；利用牛顿第二定律可以求出角速度的表达式进而判别可以增大重物的质量导致灯发光；利用牛顿第二定律可以判别灯泡发光的速度大小。

8．【答案】A,B,D

【解析】【解答】A．根据等量异种电荷的电场分布可知，在其连线的垂直平分线上的O点的场强竖直向下，则此时环与杆间的作用力为零，A符合题意；

B．根据等量异种电荷的电场分布可知，关于O点对称的上、下两点电场强度大小相等，电场力竖直向下的分量相等，则经过关于O点对称的上、下两点时加速度相同，B符合题意；

C．因小环从上向下运动时，电场力一直做正功，则机械能增加，即经过关于O点对称的上、下两点时机械能不相等，C不符合题意；

D．因为从开始运动到到达O点，再从O点达到与 等高处时，电场力做功相等，根据动能定理

解得经过与 等高处时速度大小为

D符合题意。

故答案为：ABD。

【分析】利用电场线分布可以判别电场力的方向，利用水平方向不受力可以判别经过O点时其小环与杆的作用力等于0；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小；利用电场力做功可以比较机械能的大小；利用动能定理可以求出速度的大小。

9．【答案】；放热

【解析】【解答】由题图可知，从状态A经过状态B为等温变化，则有

已知

解得

由题图可知， B到C过程中，温度降低，内能减少，即

体积变小，则外界对气体做功，即

由热力学第一定律

可知

即气体放热。

【分析】利用等温变化可以求出气体的压强；利用热力学第一定律结合内能的变化可以判别气体的热传递情况。

10．【答案】5；小于

【解析】【解答】根据图甲可知波长为

根据乙图可知周期为

这列波的波速大小为

根据振动图像可知A点开始向y轴的正方向振动，根据上下坡法是可知，在 的时间内，质点P向上振动通过 其通过的路程为4cm，质点Q先向y轴的正方向振动到达最大位移，再向振动，其平均速率较质点P的小，所以其通过的路程小于4cm。

【分析】利用波长和周期可以求出波速的大小；利用振动的时间及质点的位置可以判别质点运动的路程大小。

11．【答案】（1）平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动

（2）相等；1.60

【解析】【解答】（1）该实验现象说明了平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动；

（2）根据平抛运动的特点，在水平方向上做匀速直线运动，有

所以有小球从a到b的时间与从b到c的时间相等；

在竖直方向有

水平方向有

代入数据解得

【分析】（1）两个小球同时落地说明平抛运动在竖直方向为自由落体运动；
（2）利用平抛运动的位移公式可以判别运动的时间，结合竖直方向的邻差公式可以求出初速度的大小。

12．【答案】（1）C

（2）

（3）

【解析】【解答】（1）为了把电流计G改装成量程为 的电压表需要串联一个大的电阻，则有

所以C符合题意；ABD不符合题意；

故答案为：C。

（2）在尽可能减小实验误差的情况下，电路采用伏安法外接法，电压表需要用改装后的电表表示，电路图如图所示

根据闭合电路欧姆定律可知

整理得

【分析】（1）利用电压表的量程结合欧姆定律可以求出串联电阻的大小；
（2）利用改装后的电压表已知内阻，所以其伏安法实验外接法；
（3）利用闭合电路的欧姆定律可以求出电动势的大小。

13．【答案】（1）解：设无人机匀加速上升的加速度大小为a，末速度大小为v，则

联立解得

（2）解：设无人机受到的升力大小F，根据牛顿第二定律，有

且

联立解得

【解析】【分析】（1）无人机向上做匀加速直线运动，利用位移公式可以求出上升的加速度，结合速度公式可以求出速度的大小；
（2）无人机向上做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出升力的大小。

14．【答案】（1）解：设 杆到达磁场上边界时的速度大小为v，由机械能守恒定律得

导体棒切割磁感线产生的电动势

由闭合电路欧姆定律得

杆受到的安培力大小

杆匀速穿过磁场区域，有

解得

（2）解：设位置2与磁场上边界的距离为 ，由于 杆到达磁场下边界时加速度恰好为零，故 杆到达磁场下边界时速度大小仍为v，由能量守恒定律有

又

解得

【解析】【分析】（1）ab刚还没进入磁场时，利用机械能守恒定律可以求出进入磁场速度的表达式，结合动生电动势及平衡方程可以求出位置1与磁场边界的距离；
（2）ab从位置2下滑时，利用能量守恒定律可以求出两个位置之间距离的大小。

15．【答案】（1）解：滑块A受力受力如图，A处于静止状态，则

斜面对滑块A的支持力大小为

滑块A受到的电场力大小为

可得

（2）解：B下滑过程中，加速度大小为a，第1次与A碰撞时的速度为乙，有

由运动学公式

第1次碰撞后A的速度为 ，B的速度为 ，由动量守恒和机械能守恒得

解得

第1次碰撞后，A匀速下滑，B匀加速下滑，发生第1次碰撞到发生第2次碰撞的过程中两滑块下滑的位移相等，所用时间为 ，有

解得

（3）解：由（2）可知，第2次碰撞前瞬间B的速度为

即第2次碰撞前瞬间，两滑块速度分别为

碰撞后速度交换，可得

发生第2次碰撞到发生第3次碰撞的过程中两滑块下滑的位移相等，所用时间为 ，有

解得

即第3次碰撞前瞬间，两滑块速度分别为

碰撞后速度交换

以此类推，每次碰撞后A的速度分别为

…

相邻两次碰撞的时间间隔T均相等，且

所以，在两滑块发生第1次碰撞到发生第5次碰撞的过程中，A的位移为

A的电势能增加量为

解得

【解析】【分析】（1）滑块处于静止，利用滑块的平衡方程可以求出支持力和电场强度的大小；
（2）B下滑过程中，利用牛顿第二定律看求出加速度的大小；结合速度位移公式可以求出滑块B碰前速度的大小，结合动量守恒定律和动能守恒定律可以求出碰后两者速度的大小；结合第一次碰后两者运动的位移相等可以求出第一次碰撞到第二次碰撞后的时间；
（3）从（2）可得第二次碰后B的速度大小；利用位移公式可以求出第三次开始碰撞所花时间，结合速度公式可以求出两者碰前速度的大小；结合速度的交换可以求出碰后速度的大小；以此类推可以求出每次碰后两者的速度大小；结合位移的大小及电场力的大小可以求出电势能增加量的大小。