福建省泉州市高三质量检测二模物理试卷（含答案解析）

2021~2022学年福建省泉州市高三质量检测二模物理试卷

1.     2021年8月，第四届材料强度和应用力学国际会议在我国澳门召开。材料强度可用单位面积上所承受的力来表示，其单位采用国际单位制的基本单位表示，应为(    )

A.  B.  C.  D.

2.     2021年东京奥运会上，我国运动员全红婵获得10米跳台冠军。从全红婵离开跳台开始计时，取竖直向下为正方向，不考虑空气阻力和水平方向的运动，其速度随时间变化的图像简化为如图所示，则全红婵(    )

A. 在时刻运动到最高点
B. 在时间内的加速度先减小后增大
C. 在时间内的平均速度大小为
D. 在时间内的平均速度大小为

3.     如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一斜坡，赛车手骑着摩托车可视为质点从A点水平飞出，落到斜坡上的B点。已知斜坡的倾角为，重力加速度大小为g，空气阻力不计，则可求出(    )

A. A点与B点间的距离 B. 摩托车从A点运动到B点的时间
C. 摩托车落到B点时速度的大小 D. 摩托车落到B点时速度的方向

4.     如图，水平固定的细圆环上均匀分布着正电荷，O为圆环的圆心，a、b为圆环中心轴线上的两点，且。一带负电的小球从a点由静止释放，经过O点到达b点，下列说法正确的是(    )

A. O点的电势最低
B. a、b两点的场强相同
C. 小球从a到b过程中加速度一直减小
D. 小球从a到b过程动能的增加量等于重力势能的减少量

5.     2021年10月神舟十三号载人飞船与绕地球做圆周运动的天和核心舱首次径向对接成功，将为后续空间站建造和运营打下坚实的基础。对接前神舟十三号位于天和核心舱的下方轨道，则(    )

A. 对接前，核心舱处于平衡状态
B. 对接前，飞船应加速以提高轨道高度
C. 对接后，飞船的线速度小于第一宇宙速度
D. 对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将明显变小

6.     已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小B与电流I成正比，与该点到直导线的距离r成反比，即。水平面上有一正方形abcd，O点为正方形的中心，过a、b，d分别竖直固定三根长直导线，俯视图如图所示。只有a导线通入方向竖直向上、大小为的电流时，c点的磁感应强度大小为；再给b、d通入方向竖直向下、大小均为的电流时，c点的磁感应强度为零，O点的磁感应强度大小为，则(    )

A.  B.  C.  D.

7.     如图，ABC是竖直面内的固定半圆形光滑轨道，O为其圆心，A、C两点等高，过竖直半径OB的虚线右侧足够大的区域内存在沿AC方向的匀强电场。一带正电小球从A点正上方P由静止释放，沿轨道通过B、C两点时的动能分别为和，离开C点后运动到最高点图中未画出。已知P与A间距离等于轨道半径，则(    )

A. D点与P点等高
B. 小球在电场中受到的电场力是其重力的两倍
C. 小球在C处对轨道的压力是其重力的两倍
D. 小球通过 D点时的动能大于

8.     如图甲所示，光滑金属导轨ab、ac成角固定放置在水平面上，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一导体棒在水平拉力作用下，以某一初速度由MN处减速到PQ处，此过程中棒始终与ac垂直，所受安培力F随位移x变化的图像如图乙所示。除阻值为R的电阻外，其余电阻不计，。在棒由MN处运动到PQ处的过程中(    )

A. 棒做匀减速直线运动 B. 通过电阻的电流恒定
C. 通过电阻的电荷量为 D. 电阻产生的焦耳热为

9.     变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线__________填“粗”或“细”。远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的__________。
10. 如图，某运动员在水平地面上用轻绳拉质量为的重物进行体能训练。当他离重物的水平距离，肩膀离重物距离，用大小为的力拉时，未能拉动，此时重物受到摩擦力的大小为__________N。取重力加速度大小，重物与水平地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若仅增大拉力到恰好能拉动重物，此时拉力的大小为__________N。
11. 用如图甲所示装置验证动量守恒定律，A、B两球的质量分别为和。

安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O

不放小球B，小球A从斜槽上挡板处由静止释放，并落在水平地面上。重复多次，落地点的平均位置记为P，用刻度尺测量，如图乙所示，刻度尺读数为_______；

小球B静置在斜槽前端边缘处，小球A从挡板处由静止释放，重复实验，标记小球A的落地点平均位置1和小球B的落地点平均位置2；

图甲中，M点是落地点平均位置_______填“1”或“2”；

水平射程分别用OM、OP、ON表示，则验证两球碰撞动量守恒的表达式为________。

12. 磁电式电流表内部结构如图a所示，线圈由长而细的铜丝绕制而成。常温状态下，某同学为测定一量程为的电流表内阻，从实验室找到的器材有：待测电流表内阻约为、标准电流表量程为，内阻约为、滑动变阻器、电阻箱、电源内阻可忽略、开关S。

该同学用电流表测量电流时，指针位置如图b所示，测得的电流大小为_______；

根据实验室提供的器材，在图c所示虚线框内将测量电流表内阻的电路原理图补充完整______；

连接好电路进行实验，常温下，当电阻箱的示数为R时，电流表的示数为，电流表的示数为，则电流表的内阻为_________；

常温下将电流表改装成大量程的电流表，若电流表在高温环境下使用，只考虑线圈铜丝的电阻率随温度的升高而增大，则其示数将_______填“大于”“等于”或“小于”实际电流值。

13. 第24届冬季奥运会将于2022年2月在我国举行，冰壶是比赛项目之一。如图，运动员用水平恒力F推着冰壶从起始位置由静止出发，到投掷线时放手，冰壶沿虚线滑行，恰能停在圆垒中心O点。已知恒力，冰壶的质量，冰壶起始位置到投掷线的距离，投掷线到圆垒中心的距离，取重力加速度大小。求：

冰壶离手前后的加速度大小之比；

冰壶离手瞬间的速度大小。

14. 如图，水平轻质弹簧的一端固定在墙壁上，处于自然状态时另一端在水平地面上的O点，O点左侧地面光滑，右侧粗糙。小物块与弹簧不拴接在外力作用下将弹簧压缩至某一位置静止时，弹簧的弹性势能。撤去外力，P被弹出后与静止在M点的小物块Q发生弹性正碰碰撞时间极短。已知P、Q的质量分别为、，P、Q与右侧地面间的动摩擦因数均为，O、M间的距离，取重力加速度大小。

求P第一次经过O点时的速度大小；

求P在M点与Q碰后瞬间的速度大小；

通过计算分析P、Q能否发生第二次碰撞。

15. 如图，在xOy坐标系中，第一象限内存在沿方向的匀强电场；第二象限内在以为圆心、R为半径的圆形区域内，存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场；第四象限内含坐标轴上存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B；带电粒子甲以某一初速度从A点沿方向射入磁场后从原点O射出，带电粒子乙以相同的初速度从磁场边界上的C点射入磁场，也从原点O射出，并沿与轴正方向成方向射入第四象限，经过磁场，进入电场中运动时离x轴的最大距离为，已知甲、乙的质量均为m，电荷量均为，不计重力及粒子间相互作用。

求甲的初速度大小；

若垂直轴放置一足够大的接收屏，使乙在电场中恰好垂直击中接收屏，求乙从C点运动到接收屏的最短时间t；

若垂直轴放置一足够大的接收屏，使乙在磁场中恰好垂直击中接收屏，求甲从O点运动到接收屏的总路程s。

s

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】由题意，材料强度可用单位面积上所承受的力来表示，力的单位采用国际单位制可表示为，面积的国际单位为，所以材料强度单位采用国际单位制的基本单位可表示为

故选B。

2.【答案】C 

【解析】A.从全红婵离开跳台开始计时，取竖直向下为正方向，由图像可读出时间内向上做匀减速直线运动，时间内向下做匀加速直线运动，时间内向下做加速度减小的变减速直线运动，故应在时刻运动到最高点，故A错误；

B.的斜率表示加速度，在时间内的图像斜率恒定为负值，即为加速度大小恒定，方向向下，故B错误；

C.在时间内做匀变速直线运动，平均速度等于初末速度的一半，则大小为

故C正确；

D.在时间内向下做加速度减小的变减速直线运动，其位移小于相同时间内做匀减速直线运动的位移，则有

故D错误；

故选C。

3.【答案】D 

【解析】B.当摩托车从A点落到B点时，斜坡的倾角恰好为位移与水平方向的夹角，由几何关系可得

解得

因为初速度未知，所以无法求出时间，B错误；

因为时间无法求出，所以无法计算位移、落到B点时的速度，AC错误；

D.由平抛运动推论可知，速度与水平方向的夹角的正切值为位移与水平方向的夹角的正切值的二倍，因为摩托车位移方向恰好为斜坡的倾角，保持不变，故速度方向不变，设速度与水平方向的夹角为，则

D正确。

故选D。

4.【答案】D 

【解析】A.根据场强的叠加原理可知，细圆环在其中心轴线上的场强方向为：细圆环上方沿 oa向上，下方沿ob向下，则O点的电势最高，故A错误；

B.根据场强的矢量叠加和对称性可知a、b两点的场强等大反向，故B错误；

C.根据场强的矢量叠加和对称性，可知O点的场强为零，所以小球从O到b过程中场强是增大的，故C错误；

D.根据对称性可知a、b两点的电势相等，故小球从a到b过程电场力做的总功为零，根据能量守恒可知，小球从a到b过程动能的增加量等于重力势能的减少量，故D正确。

故选D。

5.【答案】BC 

【解析】A.对接前核心舱做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，不是平衡状态，A错误；

B.对接前，飞船需要从较低轨道做离心运动到达较高轨道，故应加速以提高轨道高度，B正确；

C.第一宇宙速度等于近地卫星的线速度，是最大的运行速度，由公式

得

对接后，飞船的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，故飞船的线速度小于第一宇宙速度，C正确；

D.由运行速度表达式，可知速度与飞船质量无关，D错误。

故选BC。

6.【答案】AC 

【解析】设通电长直导线周围某点的磁感应强度大小表达式为

根据安培定则做出a、b，d三根导线分别在c点的磁感强度方向如图

Bd与Bb相垂直，而且等大，两者合磁感强度与等大反向，设正方形边长为x，则有

可解得

故A正确，B错误；

到O点的距离是到c点的一半，则a在O点产生的磁感应强度大小为，方向如图，b，d在O点产生的磁感应强度等大反向，则

故C正确，D错误。

故选AC。

7.【答案】BD 

【解析】A.若在A点速度等于C点的速度，在竖直方向对称性可知，D点与P点等高，由动能定理可知A点的速度小于C点的速度，所以D点高于P点，故A错误；

B.设小球在电场中所受电场力为F，轨道半径为R，小球从P到B过程，由动能定理得

小球从P到C过程，由动能定理得，联立可得，故B正确；

C.由动能定理的表达式，在C点时，由牛顿第二定律得

结合，联立可得，由牛顿第三定律得小球在C处对轨道的压力

故C错误；

D.因为，可知小球从C点飞出后，竖直方向的加速度小于水平方向的加速度，竖直方向由逆向思维，看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，则小球从C到D过程中，水平方向的位移大于竖直放的位移，根据，可知电场力所做正功大于重力做所负功，则小球通过D点时的动能大于，故D正确。

故选BD。

8.【答案】BD 

【解析】解：导轨ab、ac成角，导体棒在磁场中的长度为

则导体棒受到的安培力

由乙图可得，的斜率恒定，则BI恒定，故通过导体棒的电流恒定

故B正确；

A.设导体棒的速度为v，导体棒切割磁感线，则 ，

则

可得的关系式不满足匀变速直线运动速度与位移的关系，故A错误；

C.由，，可得

故C错误；

D.此过程电阻产生的焦耳热等于导体棒运动过程克服安培力所做的功，等于安培力F随位移x变化的图像中图线在这段距离上所围的面积

故D正确。

故选BD。

9.【答案】粗

【解析】电压与匝数成正比，升压变压器副线圈匝数较多，即

电流与匝数成反比，故

因为原线圈电流较大，需要原线圈导线粗一些。

当输送电功率一定时，由可得

所以输电线上损失的功率为

输送电压升高为原来的n倍时

故

所以输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的倍。

10.【答案】160

250

【解析】设绳子与水平方向的夹角为由，由几何关系得

，

用大小为的力拉时，未能拉动，由平衡条件得此时的摩擦力大小为

当恰能拉动重物时，设拉力为，由平衡条件得：水平方向

竖直方向

又

联立解得

11.【答案】

 

【解析】由图看出，落地点的平均位置在刻度尺上左右；

小球A与B碰撞后速度减小，平抛后的落点肯定在P位置的的左侧，故落地点M点平均位置肯定是“1”

两球碰撞动量守恒的表达式

由平抛运动规律，

可知

可知等式左右的速度可以通过平抛后的水平位移进行代换，所以有

12.【答案】 
     
  
小于 

【解析】根据电流表表盘刻度特点知一小格是，不需要估读到下一位，所以指针所指刻度为。

提供的器材除了待测电流表外，还有标准电流表和电阻箱R，所以可以将与R并联，再与串联，这样就可以测出的内阻了。电路原理图补充如下

根据欧姆定律可得

电流表在高温环境下使用时，线圈铜丝的电阻率在高温下比常温下大，内阻变大，根据并联分流特点可知支路的电流变小，指针偏转变小，读数变小，故填“小于”。

13.【答案】设冰壶离手前加速度大小为，离手后的加速度大小为，离手瞬间的速度大小为v，则有

①

②

联立①②得

设冰壶与冰面的摩擦力为f，根据牛顿第二定律有

③

④

联立①②③④得

【解析】利用牛顿第二定律及运动学公式即可求解。
 

14.【答案】设物块P第一次经过O点时的速度大小为，根据能量守恒定律得

解得

设P与Q碰前的速度为，碰撞后P的速度为，Q的速度为，根据能量守恒定律有

取水平向右为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律有

联立解得：，

假设Q停止后，P与Q会发生第二次碰撞，设Q速度减为零时的位移为，根据动能定理有

设P与Q第二次碰撞前的速度大小为，根据动能定理得

联立解得

所以假设成立，故P、Q能发生第二次碰撞。

【解析】本题考查的是弹性碰撞以及动能定理的应用。
 

15.【答案】设甲在磁场中运动轨迹的半径为r，则

由几何关系可知

联立解得

由题意，作出乙进入组合场运动的部分轨迹如下图

乙沿与轴成方向射入第四象限，由几何关系及对称性可知，圆心角

又

乙在第二象限运动时间

乙第一次在第四象限运动时间

乙第一次进入电场开始运动到接收屏的所用的时间设为，则

乙从C点运动到接收屏的最短时间

联立解得

由题意，作出甲、乙在y轴右侧的部分轨迹如下图
 

在问中乙第一次进入电场开始运动到接收屏的水平位移大小设为x，则

联立解得

设甲、乙在电场中运动的加速度大小为a，甲在电场中向上运动最大距离为y，则有，对甲有

对乙有

联立解得

乙在磁场中做圆周运动时的圆心角，使乙在磁场中恰好垂直击中接收屏，由几何关系可知屏的位置需满足

代入x解得

当屏的位置处在等奇数的位置时，甲运动到屏的路程满足

代入y解得

当屏的位置处在等偶数的位置时，甲运动到屏的路程满足

代入y解得

【解析】对于粒子在组合中运动的问题，首先要规范地作出粒子运动轨迹图，再找到几何关系，从而进行求解。