2022届福建省莆田市高三下学期第二次质量检测物理试卷（解析版）

这是一份2022届福建省莆田市高三下学期第二次质量检测物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
 福建省莆田市2022届高三下学期第二次质量检测物理试卷一、单选题1．2021年5月15日，“天问一号”火星探测器平稳着陆火星；5月22日10：40，“祝融号”火星车安全驶离着陆平台到达火星表面，开始巡视探测，至12月31日，“祝融号”火星车累计行驶突破1400m。下列叙述正确的是（　　）A．“5月22日10：40”指的是时间B．“1400m”指的是“祝融号”火星车的位移大小C．从地球到火星，“祝融号”火星车的惯性发生改变D．研究“祝融号”火星车在火星表面的运行轨迹时，可将其视为质点2．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，它的体积V随热力学温度T的变化关系如图所示。在这个过程中（　　）A．气体压强不断变大 B．气体内能保持不变C．气体对外界做负功 D．气体从外界吸收热量3．带电粒子流的磁聚焦是薄膜材料制备的关键技术之一、磁聚焦原理如图，真空中一半径为r的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一束宽度为2r、沿x轴正方向运动的带电粒子流射入该磁场后汇聚于坐标原点O。已知粒子的质量均为m、电荷量均为q、进入磁场的速度均为v，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用力。则磁感应强度的大小应为（　　）A． B． C． D．4．在我市创建全国文明城市期间，清洁工人经常使用高压水枪来清除墙壁上的小广告。其模型简化为圆形水枪管口贴近竖直墙壁，水以速度v垂直射到墙壁上，随后沿墙面散开，不反弹。设水枪管口的半径为R，水的密度为ρ。则水对墙壁的冲击力为（　　）A． B． C． D．二、多选题5．2021年12月9日，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在天和核心舱进行太空授课。已知天和核心舱绕地球运行周期约90min，天和核心舱和地球同步卫星的轨道均可视为圆形。则（　　）A．天和核心舱的轨道半径比地球同步卫星的大B．天和核心舱的角速度比地球同步卫星的小C．天和核心舱的线速度比地球同步卫星的大D．天和核心舱的加速度比地球同步卫星的大6．如图所示是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加上的交流电压，通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，现想将一个“38V，19W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光的是（　　）A．仅将P顺时针旋转到合适位置B．仅将P逆时针旋转到合适位置C．仅将灯泡并联一个阻值为144Ω的电阻D．仅将灯泡串联一个阻值为144Ω的电阻7．“繁灯夺霁华”，挂灯笼迎新春已成为中国人喜庆节日的习俗。如图所示，一轻质细绳上等距悬挂四个质量相等的灯笼，BC段的细绳是水平的，另外四段细绳与水平面所成的角分别为和，设绳子OA段、AB段的拉力分别为、。则（　　）A． B．C． D．8．如图，两个固定的相同圆环a、b，均匀带有+Q和-Q的电荷，两环圆心O、O′在同一中心轴线上，P为OO′的中点。则（　　）A．沿中心轴线从O点到O′点，电势逐渐降低B．过P点垂直于OO′的平面为等势面C．O点与O′点的电场强度相同D．两环间距越小，P点的电场强度一定越大三、填空题9．一列机械波在某一均匀介质中传播。如果将波源的振动频率调为原来的一半，而其他条件保持不变，则这列波在该介质中的传播速度　     　（填“变大”“变小”或“不变”），波长变为原来的　     　倍。10．氦原子被电离一个核外电子后形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量，氦离子能级结构如图所示。现有大量类氢结构的氦离子从能级向低能级跃迁，最多能辐射出　     　种不同频率的光子，辐射的光子最大能量为　     　eV。四、实验题11．某同学用如图甲所示的实验装置来探究绳子拉力做功与小车动能变化的关系。在水平桌面上放有一端装有定滑轮的气垫导轨，气垫导轨上固定有甲、乙两个光电门，用来测量遮光片通过光电门时的遮光时间，滑块经绕过定滑轮的轻质细绳与装有砂的砂桶连接。（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度。①测量时需要用图乙中的　     　（填“A”或“B”）测量爪；②测量结果如图丙所示，则遮光片的宽度为　     　mm。（2）气垫导轨没有定滑轮的一端　     　（填“需要”或“不需要”）垫高来平衡摩擦力。（3）实验中将砂和砂桶的重力当作细绳的拉力，经多次实验发现拉力做功总是　     　（填“大于”“等于”或“小于”）小车动能的增量。12．某小组要测量一个电池组的电动势E和内阻r。已知电池组的电动势约为6V，内阻约为几十欧。可选用的实验器材有电流表A（量程0～100mA，内阻RA=5Ω）电压表V（量程0～3V，内阻RV=1000Ω）定值电阻R1（阻值为1000Ω）定值电阻R2（阻值为2000Ω）滑动变阻器R（阻值0～300Ω）开关S一个，导线若干（1）实验电路如图甲所示。因电压表V量程过小，要把它改装成量程为0～6V的电压表，应把它与定值电阻　     　（填“R1”或“R2”）串联。（2）实验过程如下：①正确连接电路，将变阻器R的滑片移到最　     　（填“左”或“右”）端，闭合开关S。②改变变阻器R的阻值，测量并记录多组电压表V和电流表A的示数U、I。③根据测量数据作出U-I图像如图乙所示，求得电源电动势E=　     　V，内阻r=　     　Ω。五、解答题13．图甲为北京2022年冬奥会的“雪如意”跳台滑雪场地，其简化示意图如图乙，助滑道AB的竖直高度，B、C间的距离，B、C连线与水平方向的夹角。某质量的运动员从出发点A沿助滑道无初速下滑，从起跳点B处沿水平方向飞出，在着地点C处着地，不计空气阻力，g取10m/s2.求（1）运动员在起跳点B处的速度v0；（2）运动员在助滑过程中阻力做的功。14．如图甲所示，两平行且固定的金属导轨与水平面夹角θ=30°，间距为0.4m，上端连接一阻值R=0.3Ω的定值电阻；垂直导轨的虚线两侧各有一匀强磁场，磁感应强度的大小B1=B2=0.5T，方向与两导轨所在平面垂直。t=0时，长L=0.4m、质量m=0.05kg、电阻r=0.1Ω的金属导体棒在沿平行导轨向下的外力F作用下，由MN处以初速度v0开始向下运动，运动过程中始终与导轨接触良好，流过电阻R的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。已知0～1s内外力F=0.1N，两导轨和导线的电阻不计，g取10m/s2，求（1）导体棒初速度v大小；（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数μ；（3）1～2s内外力F与时间t的关系表达式。15．如图甲所示，带电量q=+1.0×10-4C、质量M=0.25kg的物块放在足够大的绝缘粗糙水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2；长l=m的轻质细线上端固定，下端系着一质量m=0.5kg的绝缘小球，小球静止时位于O点。以O为原点，水平向右为x轴建立坐标。O点右侧空间有一水平电场，电场强度E随位置x的变化关系如图乙所示，规定水平向右为场强正方向。现将小球拉至与竖直方向夹角θ=37°的位置静止释放，运动至最低点O时与物块发生弹性正碰。设物块在碰撞和滑行过程中电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，小球与物块均视为质点。已知cos37°=0.8，g取10m/s2，求（1）碰撞前瞬间细线对小球的拉力；（2）碰撞后瞬间物块的速度大小；（3）物块最终停止的位置坐标。
答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．指的是时刻并非时间，A不符合题意；B．指的是路程大小并非位移大小，B不符合题意；C．惯性仅与质量有关，从地球到火星，火星车的惯性不发生改变，C不符合题意；D．在研究火星车在火星表面的运行轨迹时，火星车的大小和形状可以忽略不计，可以视为质点，D符合题意。故答案为：D。
【分析】火星车着陆时间代表时刻；其运动的路径长度代表路程；由于质量不变其火星车的关系不变；研究火星车的运动轨迹不能把火星车作为质点。2．【答案】D【解析】【解答】A．由可得 图线的斜率不变，则压强不变，A不符合题意；B．理想气体不考虑势能，温度升高气体分子的平均动能增大，则气体内能增大，B不符合题意；C．气体体积增大，气体对外界做正功，C不符合题意；D．气体对外界做正功，且气体的内能增大，由热力学第一定律可知气体一定从外界吸收热量，D符合题意。故答案为：D。
【分析】利用理想气体的状态方程结合图像斜率不变可以判别气体压强不变；利用其温度的变化可以判别内能的变化，结合体积的变化可以判别气体对外界做功；再结合热力学第一定律可以判别气体吸收热量。3．【答案】C【解析】【解答】利用圆形区域匀强磁场实现对带电粒子流的磁聚焦，需要满足：粒子匀速圆周运动半径与圆形磁场区域的半径相等，设粒子做匀速圆周运动的半径为R，则有粒子匀速圆周运动所需向心力等于洛伦兹力，则有   解得   故答案为：C。
【分析】画出粒子聚焦的轨迹，利用几何关系可以求出轨迹半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出其磁感应强度的大小。4．【答案】B【解析】【解答】在时间内流出水的质量为根动量定理得   联立解得   。故答案为：B。
【分析】已知一定时间流出水的质量，结合动量定理可以求出水对墙壁冲击力的大小。5．【答案】C,D【解析】【解答】A．同步卫星的周期为24小时，根据开普勒第三定律，天和核心舱的轨道半径比地球同步卫星的小，A不符合题意；B．根据牛顿第二定律得解得   天和核心舱的角速度比地球同步卫星的大，B不符合题意；C．根据牛顿第二定律得   解得   天和核心舱的线速度比地球同步卫星的大，C符合题意；D．根据牛顿第二定律得   解得   天和核心舱的加速度比地球同步卫星的大，D符合题意。故答案为：CD。
【分析】利用开普勒第三定律可以比较轨道半径的大小；结合引力提供向心力可以比较线速度、角速度和加速度的大小。6．【答案】A,D【解析】【解答】输入电压的有效值为根据变压器两端的电压与线圈匝数的关系可知   灯泡的额定电压为   ，可知现想将一个“38V，19W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光，可以仅将P顺时针旋转到合适位置减小副线圈的匝数或串联一个电阻，根据   又   联立解得   AD符合题意，BC不符合题意。故答案为：AD。
【分析】利用输入电压的峰值可以求出有效值的大小；结合匝数之比可以求出输出电压的大小；利用其灯泡额定电压结合欧姆定律可以求出灯泡串联电阻的大小；或者可以改变其副线圈的匝数使其输出电压等于灯泡的额定电压。7．【答案】B,C【解析】【解答】设每个灯笼质量为，先将四个灯笼看成一个整体，由平衡条件得将下面两个灯笼看成一个整体，则有   对最左边的灯笼受力分析，水平方向上有   联立可得   BC符合题意，AD不符合题意。故答案为：BC。
【分析】将四个灯笼作为整体，利用其平衡方程可以求出左右两端绳子拉力的大小；结合其左边灯笼的平衡方程可以求出两段拉力的大小比值。8．【答案】A,B,C【解析】【解答】A．由场强的叠加可知从O点到O′点场强方向一直向右，因此电势一直降低，A符合题意；B．由场强的叠加可知电场线垂直于过P点且垂直于OO′的平面，在此平面上移动电荷时电场力不做功，因此该平面为等势面，B符合题意；C．+Q在O点产生场强为零，O点的场强由-Q和距离决定，同理O′点的场强由+Q和距离决定，由几何关系结合场强叠加知O点与O′点场强大小相等，且方向均向右，C符合题意；D．两环间距越小时，P点的电场强度不一定越大，比如当两环均向P靠拢且间距无穷小时，P点场强近似为零，D不符合题意。故答案为：ABC。
【分析】利用电场线的方向可以判别电势的高低；利用其电场强度的叠加可以判别其场强的方向进而判别其等势面的位置；当两环距离趋近于0时其P点的场强等于0.9．【答案】不变；2【解析】【解答】机械波的传播速度只与介质本身有关，与频率无关，所以振动频率调为原来的一半，波在该介质中的传播速度不变。根据   可知，当振动频率变为原来的一半，波长会变为原来的2倍。
【分析】机械波的传播速度与频率无关，当振动频率变为原来一半时其传播速度不变；结合频率的变化可以求出波长的变化。10．【答案】6；51.0【解析】【解答】大量类氢结构的氦离子从能级向低能级跃迁，最多能辐射出的光子种数为辐射的光子最大能量为  
【分析】利用排列组合可以求出辐射出光子的种数；利用其能级跃迁的能量差可以求出辐射光子的最大能量。11．【答案】（1）B；5.2（2）不需要（3）大于【解析】【解答】（1）①由图可知，测量时需要用图乙中的B测量爪；②遮光片的宽度为   （2）气垫导轨的摩擦力可以忽略不计，气垫导轨没有定滑轮的一端不需要垫高来平衡摩擦力。（3）实验中将砂和砂桶的重力当作细绳的拉力，则实验中计算的拉力做功等于砂和砂桶重力做的功，砂桶的重力不仅提供给小车加速，还提供自己加速，则拉力总是小于砂桶的重力，实验中计算的拉力做功偏大，则发现拉力做功总是大于小车动能的增量。
【分析】（1）测量其遮光片宽度需要使用外测量抓；利用其游标卡尺的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）气垫导轨不计摩擦力所以不需要垫高平衡摩擦力；
（3）由于其拉力总是小于砂桶的总重力，所以其拉力做功大于动能的增量。12．【答案】（1）R1（2）左；5.8；45【解析】【解答】（1） 电源电动势约为6V，可以把电压表改装成6V的电压表，电压表量程为3V，内阻为1000Ω，把电压表改装成6V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻分压是3V，由串联电路特点可知，串联电阻阻值电压表内阻相等，即串联电阻阻值为1000Ω，定值电阻应选择R1（2） 正确连接电路，将变阻器R的滑片移到阻值最大处，即滑片移到最左边 改装后电压表量程是原电压表量程的2倍，电压表示数为U时改装后电压表的示数为2U，由图示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得   整理得   由图示U-I图象可知，纵轴截距   图象斜率的绝对值   解得  
【分析】（1）利用电动势的大小可以判别其电压表需要改装，结合其串联电路的欧姆定律可以求出串联上电阻的大小；
（2）当开关闭合前其滑动变阻器的滑片应该打在最左端；利用其闭合电路的欧姆定律结合图像截距和斜率可以求出电动势和内阻的大小。13．【答案】（1）解：运动员从B点做平抛运动水平方向竖直方向解得（2）解：由动能定理得解得【解析】【分析】（1）运动员从B点做平抛运动，利用其位移公式可以求出经过B点速度的大小；
（2）运动员在助滑过程中，利用动能定理可以求出阻力做功的大小。14．【答案】（1）解：0～1s内导体棒做匀速直线运动产生的感应电动势①由图乙可知I=0.5A   ②由闭合电路欧姆定律有③由①②③式得v0=1m/s（2）解：依题意，0～1s内导体棒做匀速运动，其受力情况如图1，其中FA1为导体棒受到的安培力，f、FN分别为轨道对导体棒的滑动摩擦力和支持力。④⑤由②④⑤式得⑥（3）解：在1～2s内，由图乙可得，电流大小随时间变化情况i=t-0.5（1s<t≤2s）⑦当导体棒的速度为v时，电动势大小E2=B2Lv   ⑧感应电流⑨由⑦⑧⑨式得v=2t-1（1s<t≤2s） ⑩由⑩式可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度大小a=2m/s2⑪在1～2s内，其受力情况如图2，由牛顿第二定律得⑫⑬由⑥⑦⑪⑫⑬式得F=0.2t（N）（1s<t≤2s）【解析】【分析】（1）导体棒做匀速直线运动，利用动生电动势的表达式及欧姆定律结合电流的大小可以求出其导体棒初速度的大小；
（2）导体棒做匀速直线运动，利用平衡方程结合安培力的表达式可以求出动摩擦因数的大小； 
（3）已知电流随时间变化的关系式，结合动生电动势的表达式可以求出速度和时间的关系；再利用牛顿第二定律可以求出导体棒加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出外力与时间的关系式。15．【答案】（1）解：对小球释放后运动至0点的过程，由动能定理有①解得v=1.5m/s   ②碰前瞬间细线对小球的拉力为T，有③由②③式得T=7N（2）解：设碰撞后瞬间小球与物块的速度分别为v1、v2，取向右为正方向，由动量守恒定律有④由机械能守恒定律有⑤由②④⑤式得v2=2m/s（3）解：碰后瞬间，物块的动能大小此后运动过程中物块受到最大电场力Fm=qE=1N摩擦力大小f=μMg=0.5N0～0.4m内，电场力做功WF=0J摩擦力f做功Wf=-μMgx=-0.2J合外力对物块做功W=WF+Wf=-0.2J此后按该规律可知物块到达x=0.9m处速度为0 ，此时Fm>f，物块将反向运动，令物块在速度再次为0处受到的电场力为F，反向运动的位移为s，则解得F=0，可知物块速度再次为0时所在处电场强度为0，所以物块最终停止的位置坐标x=0.8m【解析】【分析】（1）小球释放过程中，利用动能定理可以求出下落到最低点速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出拉力的大小；
（2）小球与木块碰撞的过程中，利用动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出物块碰后速度的大小； 
（3）碰撞后，利用动能的表达式可以求出木块的动能的大小；结合电场力和摩擦力的大小可以求出合力做功的大小；再利用动能定理可以求出物块最后停止的位置。