2022届福建省厦门市高中毕业班第四次质量检测物理试题及答案

厦门市2022届高三毕业班第四次质量检测

物理试题

考试时间75分钟  总分100分

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 1970年4月24日，中国第1颗人造地球卫星东方红一号发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘，和平利用太空、造福人类的序幕，因此4月24日定为“中国航天日”。52年过去了，东方红一号仍然在太空飞行，运行在近地点441千米，远地点2286千米的椭圆轨道上，卫星质量173千克，运行周期114分钟。则（　　）

A. 东方红一号在近地点的运行速率比远地点小

B. 东方红一号在近地点受到地球的万有引力比远地点小

C. 地球位于东方红一号椭圆轨道的一个焦点上

D. 东方红一号的运行周期大于同步卫星的运行周期

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据开普勒第二定律知东方红一号与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，则东方红一号卫星在近地点的速率大于在远地点的速率，A错误；

B．根据

因为近地点到地心的距离小于远地点到地心的距离，则东方红一号在近地点受到地球的万有引力比远地点大，B错误；

C．东方红一号绕地球在椭圆轨道上，则地球位于东方红一号椭圆轨道的一个焦点上，C正确；

D．根据开普勒第三定律，东方红一号轨道的半长轴小于同步卫星轨道的半径，则东方红一号的运行周期小于同步卫星的运行周期，D错误。

故选C。

2. 高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（　　）

A. 图中A点的电场强度小于B点的电场强度

B. 图中A点的电场强度大于B点的电场强度

C. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大

D. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．距离O点越远的位置场强越小，则图中A点的电场强度小于B点的电场强度，选项A正确，B错误；

CD．根据U=Ed可知，行人在OA连线上跨步时，两脚间距离越大跨步电压越大；沿着某同心圆上跨步时，无论两脚间距离多大，则电势相等，选项CD错误；

故选A

3. 如图甲所示，一列简谐横波在均匀介质中沿直线向右传播，选取平衡位置在同一直线上的7个质点，相邻两质点间的距离均为d。t＝0时该波传播到质点1，且质点1向下运动，时刻该波第一次出现如图乙所示的波形，则（　　）

A. 时质点2向下运动 B. 时质点5的速度为0

C. 该波的波长为10d D. 该波的波速为

【答案】D

【解析】

【详解】A．简谐波向右传播，根据“上下坡”法，可知时质点2向上运动，故A错误；

B．时质点5处于平衡位置，速度最大，故B错误；

C．由图乙可知，波长为8d，故C错误；

D．由题意，时刻质点1经过1.5次全振动，即

波速

得

故D正确。

故选D。

4. 图甲所示为生活中巧妙地利用两根并排的竹竿，将长方体砖块从高处运送到低处的场景。将竹竿简化为两根平行放置，粗细均匀的圆柱形直杆，砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高处下滑，图乙所示为垂直于运动方向的截面图（砖块截面为正方形）。若仅将两竹竿间距增大一些，则砖块（　　）

A. 下滑过程中竹竿对砖块的弹力变大

B. 下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力不变

C. 下滑的加速度变小

D. 下滑到底端的时间变短

【答案】B

【解析】

【详解】A．假定两竹竿与地面倾角为、砖块的质量为m，每一根竹竿对砖块的支持力为N，以砖块为研究对象，只在垂直于竹竿平面内对其受力分析，如图所示，依题意有

则有

若仅将两竹竿间距增大一些，由于支持力垂直于接触面，角保持不变，则N不变，故A错误；

B．假定砖块与竹竿的动摩擦因数为，则摩擦力为

据前面分析，由于N不变，则下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力变大，故B正确；

C．根据牛顿第二定律有

解得

由于角不变，则下滑的加速度不变，故C错误；

D．由于下滑加速度变小，根据匀变速直线运动规律，，则下滑时间不变，故D错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

5. 墙体探测仪是一种新型的建筑装潢辅助工具，用于探测墙体内水管、电线和钢筋的位置。如图所示为其探测水管的原理示意图，主要感应元件为电容器，当探测仪靠近水管时，指示灯亮起，便可确定水管的位置。则探测仪靠近水管前后（　　）

A. 电容器的电介质发生变化

B. 电容器的两板间距离发生变化

C. 电容器极板的正对面积发生变化

D. 电容器的电容发生变化

【答案】AD

【解析】

【详解】探测仪靠近水管后，电容器的两板间距离和极板正对面积均未变，而指示灯亮起说明电容器发生了充电或放电，即电容发生改变，根据可知电容器的电介质发生变化，故AD正确，BC错误。

故选AD。

6. 氮化镓（GaN）充电器具有体积小，效率高和安全性强的优点，如图甲所示为其部分电路示意图，主要由氮化镓开关管和一个变压器构成。工作时ab端输入恒定的电压U，通过氮化镓开关管高频率的通断，使变压器cd端获得如图乙所示的输入电压u，则（　　）

A. cd端输入电压的有效值为

B. cd端输入电压的有效值为

C. 若氮化镓开关管因故障短路，ef端无输出电压

D. 若氮化镓开关管因故障短路，ef端仍有输出电压

【答案】BC

【解析】

【详解】A B．由图乙可知，在周期T内只有一半时间cd端电压为U，若cd端接定值电阻R，由电压有效值定义

得

A错误；B正确；

C D．若氮化镓开关管因故障短路，cd端电压恒定不变，不能产生互感效果，ef端无输出电压。C正确；D错误。

故选BC。

7. 如图甲所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中，受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为已知量，则（　　）

A. 过程，物块所受的摩擦力方向向右

B. 过程，物块做匀加速运动

C. 弹簧的劲度系数为

D. 传送带的速度为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．物块在刚释放的一段时间内相对传送带向左滑动，受到的滑动摩擦力向右，同时弹簧弹力逐渐增大，由题图乙可知当x=x0时，摩擦力发生突变，瞬间减小后，随着x正比例增大，考虑到弹簧弹力也是随x而正比例增大，由此可推知当x=x0时，物块刚好达与传送带达到共同速度，之后随着传送带继续向右运动，在x~2x0过程物块始终相对传送带静止，弹力和静摩擦力同时增大且平衡，物块做匀速直线运动，当x=2x0时，弹簧弹力大小增大至与滑动摩擦力大小相同，故A正确，B错误；

C．根据前面分析可知，弹簧的劲度系数为

故C正确；

D．在0~x0过程，弹簧弹力从0线性增大到kx0，则此过程的平均弹力大小为

设传送带的速度为v，此过程对物块根据动能定理有

解得

故D错误。

故选AC。

8. 绝缘光滑水平面上存在着垂直纸面向里的磁场，以水平向右为正方向建立x轴，x≥0区域内磁感应强度大小与坐标的关系满足B＝kx（k>0，且为常数），俯视图如图所示。一匀质单匝正方形金属线框abcd静止于水平面上，ab边位于x＝0处。一根与ab边完全相同的金属棒MN以水平向右的初速度ν和线框并排碰撞，碰后瞬间合在一起（MN与ab接触良好）。已知金属线框质量为4m，边长为L、电阻为4R，则（　　）

A. 碰撞后瞬间，线框的速度大小为

B. 碰撞后，回路中的感应电流为逆时针方向

C. 线框cd边产生的总焦耳热为

D. 线框停止运动时，ab边处于的位置

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由于金属线框质量为4m，金属棒MN与金属线框ab边完全相同，因此金属棒MN的质量为m，设碰撞后瞬间合在一起的速度为，根据动量守恒定律得

解得

故A正确；

B．由于B＝kx（k>0，且为常数），根据楞次定律和右手螺旋定值可得，碰撞后回路中的感应电流为逆时针方向，故B正确；

C．碰撞后，在安培力的作用下，金属线框最终会静止，根据能量守恒定律可得

由于MN与金属线框ab边完全相同，碰撞后金属棒MN与金属线框ab边瞬间合在一起，并且MN与ab接触良好接触良好，因此金属棒MN与金属线框ab边合一起，电阻为，因此碰撞后回路中的总电阻为

根据焦耳热公式可得

故C错误；

D．设ab边产生的感应电动势为，cd边产生的感应电动势为，则

因此

因此合感应电流为

安培力大小为

根据动量定理可得

解得

故D正确。

故选ABD。

三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12为实验题，13-15题为计算题。考生根据要求作答。

9. 科学家对三星堆6个坑73份炭屑样品利用年代检测法，推断其中4号祭祀坑埋藏年代有95.4%的概率落在距今3148~2966年前的时间范围内，属商代晚期。的衰变方程为：________。地下的压力，温度，湿度等因素________（选填“会”或“不会”）影响的半衰期。

【答案】    ①.     ②. 不会

【解析】

【详解】[1]根据电荷数守恒和质量数守恒可知，电荷数为-1，质量数为0，所以碳14衰变方程为

[2]半衰期为放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

10. 如图所示，飞机在飞行时外界空气经由压缩机进入机舱，同时由排气通道排出部分舱内气体，从而保持机舱内空气的新鲜。已知舱外气体温度低于舱内气体温度，由此可判断舱外气体分子平均动能________（选填“大于”“等于”或“小于”）舱内气体分子平均动能。若机舱内气体质量保持不变，空气压缩机单位时间内压入舱内气体的压强为2p、体积为V、温度为T，则单位时间内机舱排出压强为p，温度为的气体体积为________。

【答案】    ①. 小于    ②.

【解析】

【详解】[1] 舱外气体温度低于舱内气体温度，舱外气体分子平均动能小于舱内气体分子平均动能

[2] 舱内气体质量保持不变，则压入和排出的气体质量相等，根据理想气体的状态方程，则

则

解得排出气体体积

11. 某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系。实验器材有：一条两端带有细绳套的橡皮筋，钩码若干，刻度尺，铁架台等。

（1）以下实验装置安装最为合理的是________；

A. B. C. D.

（2）将橡皮筋上端固定在铁架台上，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一个钩码均记下对应的橡皮筋伸长量x（橡皮筋始终在弹性限度内），记录多组实验数据如下表：

（3）如图所示，以拉力F为横坐标，橡皮筋伸长量x为纵坐标，根据测量数据在坐标纸上进行描点；

（4）根据x-F图判断：橡皮筋弹力与橡皮筋伸长量________（填“是”或“不是”）正比关系；

（5）根据x-F图可知，当橡皮筋伸长量为50.0mm时，该橡皮筋的弹力大小为________N（结果保留小数点后两位）。

【答案】    ①. C    ②. 不是    ③. 1.09

【解析】

【详解】（1）[1]A、B选项中的橡皮筋左右两侧受力不平均，会导致误差。而D选项中的刻度尺离橡皮筋太远，不利于测量橡皮筋的拉伸长度。C选项中的实验装置最合理。

（4）[2]从图像中可以看出各点之间的关系不是一次函数关系，橡皮筋弹力与橡皮筋伸长量不是正比关系。

（5）[3]将图中的点用顺滑的曲线连接起来，可以看出当橡皮筋伸长量为50.0mm时，该橡皮筋的弹力大小为1.09N。

12. 某同学为了测量一段粗细均匀电阻丝AB的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路。已知电源为一节干电池（约1.5V），滑片P与电阻丝接触良好。实验步骤如下：

（1）连接好电路，闭合开关前，滑片P应置于________端（填“A”或“B”）；

（2）闭合开关S，调节滑片P的位置，测出电阻丝AP部分的长度L和电压表的读数U；当滑片P处在某一位置时，电压表的指针位置如图乙所示，则读数U＝________V；

（3）改变P的位置，测得多组L与U的值；

（4）在坐标纸上作出的图像，如图丙所示；

（5）若不计电源内阻，定值电阻阻值为R，金属丝的直径为d，图像的纵轴截距为b，斜率为k，则金属丝的电阻率为________（用R，d，π，b，k表示）；

（6）若考虑电压表内阻的影响，则金属丝电阻率的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

【答案】    ①. B    ②. 1.00    ③.     ④. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]连接好电路，闭合开关前，滑片P应置于B端，此时回路电阻最大，电流最小；

（2）[2]电压表选择的是0-3V量程，最小刻度为0.1V，则读数U＝1.00V

（3）[3]由电路可知

即

由题意可知

解得

（4）[4]若考虑电压表内阻的影响，因RV与R并联的阻值为

电阻率的真实值应该为

则测量值偏大。

13. 我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富于2022年4月16日9时56分搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在离地面约6000m的高空打开主伞（降落伞），在主伞的作用下返回舱速度从80m/s降至10m/s，此后可视为匀速下降，当返回舱在距离地面1m时启动反推发动机，速度减至0后恰落到地面上。设主伞所受的空气阻力为f＝kv，其中k为定值，v为速率，其余阻力不计。已知返回舱（含宇航员）总质量为3000kg，主伞的质量忽略不计，忽略返回舱质量的变化，重力加速度g取，设全过程为竖直方向的运动。求：

（1）在主伞打开后的瞬间，返回舱的加速度大小；

（2）若在反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，则反推发动机在该过程中对返回舱做的功。

【答案】（1）70m/s2；（2）

【解析】

【详解】（1）由牛顿第二定律可知

由题意

联立可得

所以加速度大小为70m/s2；

（2）从离地一米到速度为0时，由动能定理可知

解得

14. 如图所示是某研究室设计的一种飞行时间质谱仪。该质谱仪的离子源能产生比荷不同但初速度均为0的带正电粒子，带电粒子经同一加速电场作用后垂直于磁场Ⅰ区域的左边界进入磁场。其中Ⅰ区域的磁场垂直纸面向里，Ⅱ区域的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，区域宽度均为d。粒子从Ⅱ区域的右边界飞出后进入一圆筒形真空无场源漂移管，检测器能测出粒子在漂移管中的飞行时间。已知加速电压为U，漂移管长度为L、直径为d，且轴线与离子源中心处于同一直线上，不计带电粒子重力和粒子间的相互作用。

（1）若带电粒子的质量为m，电荷量为q，求该粒子在磁场Ⅰ区域运动轨迹的半径；

（2）若测得某一粒子在漂移管中运动的时间为t，求该粒子的比荷为多少；

（3）求该装置能检测粒子的比荷的最大值。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）带电粒子在加速电场中加速，根据动能定理有

  ①

再由粒子磁场中洛伦兹力提供向心力，有

  ②

联立解得

  ③

（2）粒子在漂移管中做匀速直线运动

  ④

联立①④解得

  ⑤

（3）粒子进入磁场区域后作圆周运动，最后从Ⅱ区域的右边界离开时出射方向与边界垂直，根据第（1）问中的结果可知，比荷越大，粒子在磁场中运动的轨迹半径越小，故当粒子恰好从漂移管的边缘进入时，轨迹半径最小时，比荷最大。粒子运动轨迹如图

由几何关系有

  ⑥

解得

  ⑦

联立③⑦解得粒子的比荷的最大值为

  ⑧

15. 如图甲所示。光滑曲面PO和一条水平轨道ON平滑连接，水平轨道右侧固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于M点。一质量为的物块A从距离地面高为h＝1.8m处由静止开始下滑，下滑后与静止于O点的物块B发生碰撞。现以O点为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴，得到物块B开始运动的部分图像如图乙所示。已知水平轨道OM长度为L＝1.0m，两物块与OM段之间的动摩擦因数相同，其余部分光滑，物块A、B均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞，重力加速度g取。求：

（1）物块B的质量；

（2）弹簧最大的弹性势能；

（3）ⅰ物块B最终停止位置的坐标；

ⅱ在图乙中把物块B运动全过程的图像补充完整（仅作图，不要求写出计算过程）。

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【答案】(1)5kg；(2) ；(3) ⅰ，ⅱ见详解

【解析】

【详解】(1)物块从P点到O点，由动能定理得

解得物块A到O点的速度为

物块A、B在O点碰撞后物块B的速度由图乙可得

解得

由动量守恒定律，机械能守恒定律可得

，

解得

，

(2)物块B与物块A碰撞后做匀减速运动，则

解得

由牛顿第二定律得

解得

物块B到M点由动能定理可得

解得

说明物块B运动到M点刚好速度为0。

物块A运动到M点，由动能定理得

解得

物块A、B再次发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒定律得

，

解得

弹簧压缩最短时弹性势能最大

(3) ⅰ物块B被弹簧弹开后向左匀减速运动，由动能定理得

解得

物块B最终停止位置的坐标

ⅱ物块B运动全过程的图像