福建省三明市2022-2023學年高三上學期第一次質量檢測（期末）物理試題

福建省三明市2022-2023學年高三上學期第一次質量檢測（期末）物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四五總分評分一、單選題1．某靜電除塵器的除塵原理如圖所示，一帶正電的金屬板和一個帶負電的放電極形成電場，它們之間的電場線分布如圖所示，虛線為一帶電煙塵顆粒的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點。設a點和b點的電勢分別為φ1、φ2，顆粒在a和b時加速度大小分別為a1、a2，速度大小分別為v1、v2，電勢能分別為Ep1、Ep2。下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)1＜a2 B．v1＜v2 C．φ1＞φ2 D．Ep1＜Ep22．通電矩形導線框abcd與通有恒定電流的長直導線AB在同一平面內且相互平行，電流方向如圖所示。關于AB的磁場對線框的作用，下列敘述正確的是（）A．線框有兩條邊所受安培力方向相同B．cd邊所受安培力垂直紙面向外C．線框中所受安培力合力向右D．線框中有兩條邊所受安培力大小相同3．北京時間2022年10月31日，長征五號B遙四運載火箭將夢天實驗艙送上太空，后與空間站天和核心艙順利對接。假設運載火箭在某段時間內做無動力運動，可近似為如圖所示的情景，圓形軌道Ⅰ為空間站運行軌道，橢圓軌道Ⅱ為運載火箭無動力運行軌道，B點為橢圓軌道Ⅱ的近地點，橢圓軌道Ⅱ與圓形軌道Ⅰ相切于A點，設圓形軌道Ⅰ的半徑為r，橢圓軌道Ⅱ的半長軸為a，地球的自轉周期為T，不考慮大氣阻力。下列說法正確的是（）A．根據(jù)題中信息，可求出地球的質量M=B．運載火箭在軌道Ⅱ上由B點運動到A點機械能逐漸增大C．空間站運動到A點的加速度大于運載火箭運動到A點的加速度D．空間站在軌道Ⅰ上運行的周期與運載火箭在軌道Ⅱ上運行的周期之比為r4．體育器材室里，籃球擺放在如圖所示的球架上.已知球架的寬度為d，每個籃球的質量為m，直徑為D(D>d)，不計球與球架之間的摩擦，重力加速度為g.則每個籃球對一側球架的壓力大小為（）A．12mg B．mgDd C．mgD二、多選題5．傳感器是智能社會的基礎元件。如圖為電容式位移傳感器的示意圖，觀測電容C的變化即可知道物體位移x的變化，ΔCΔx表示該傳感器的靈敏度。電容器極板和電介質板長度均為L，測量范圍為?A．電容器的電容變大，物體向?x方向運動B．電容器的電容變大，物體向+x方向運動C．電介質的介電常數(shù)越大，傳感器靈敏度越高D．電容器的板間電壓越大，傳感器靈敏度越高6．一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時刻和t=1.0s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知x=0處的質點在0~1.0s內運動的路程為25.0cm。下列說法正確的是（）A．波沿x軸正方向傳播B．波源振動周期為0.8sC．波的傳播速度大小為4.0m/sD．t=1s時，x=3m處的質點沿y軸負方向運動7．投壺是從先秦延續(xù)至清末的中國傳統(tǒng)禮儀和宴飲游戲，《禮記傳》中提到：“投壺，射之細也。宴飲有射以樂賓，以習容而講藝也?！比鐖D所示，甲、乙兩人沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壺中時與水平面的夾角分別為53o和37o；已知兩支箭質量相同，忽略空氣阻力、箭長，壺口大小等因素的影響，下列說法正確的是（sin37o=0.6，cos37o=0.8，sin53o=0.8，cos53o=0.6）（）A．若箭在豎直方向下落的高度相等，則甲、乙所射箭初速度大小之比為9：16B．若箭在豎直方向下落的高度相等，則甲、乙所射箭落入壺口時速度大小之比為4：3C．若兩人站在距壺相同水平距離處射箭，則甲、乙所射箭初速度大小之比為1：1D．若兩人站在距壺相同水平距離處射箭，則甲、乙所射箭在空中運動時間比為4：38．“娛樂風洞”是一項新型娛樂項目，在一個特定的空間內通過風機制造的氣流把人“吹”起來，使人產(chǎn)生在天空翱翔的感覺。其簡化模型如圖所示，一質量為m的游客恰好靜止在直徑為d的圓柱形豎直風洞內，已知氣流密度為ρ，游客受風面積（游客在垂直風力方向的投影面積）為S，風洞內氣流豎直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度為g。假設氣流吹到人身上后速度變?yōu)榱?，則下列說法正確的是（）A．氣流速度大小為mgB．單位時間內流過風洞內某橫截面的氣體體積為mgSC．風若速變?yōu)樵瓉淼?2，游客開始運動時的加速度大小為D．單位時間內風機做的功為π三、填空題9．如圖為一種服務型機器人，其額定功率為48W，額定工作電壓為24V。機器人的鋰電池容量為20A·h，則機器人額定工作電流為A；電源充滿電后最長工作時間約為h。10．根據(jù)玻爾原子結構理論，氦離子（He+）的能級圖如圖所示．電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離（選填“近”或“遠”）．當大量He+處在n=4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有條．四、實驗題11．用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小的表達式。勻速轉動手柄，可以使變速塔輪以及長槽和短槽隨之勻速轉動，槽內的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂的擋板對小球的壓力提供，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺。（1）本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪些實驗是相同的____；A．探究平拋運動的特點B．探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系C．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律D．探究加速度與物體受力、物體質量的關系（2）根據(jù)標尺上露出的等分標記，可以粗略計算出兩個球所受的向心力大小之比。為研究向心力大小跟轉速的關系，應比較表中的第1組和第組數(shù)據(jù)。組數(shù)小球的質量m/g轉動半徑r/cm轉速n/(r·s-1)145.015.001290.015.001345.015.002445.030.001（3）本實驗中產(chǎn)生誤差的原因有。（寫出一條即可）12．為測量一捆不明材質電線的電阻率，選用器材如下（所有器材均已校準）：A．電源（電動勢約為1.B．待測電線（長度約100m，橫截面積未知）；C．電流表A1（量程150mA，內阻r1約為D．電流表A2（量程100mA，內阻rE．滑動變阻器R1（0～20Ω，額定電流0F．開關、導線若干。（1）實驗小組成員先用螺旋測微器測量該材質電線的直徑d，其中一次測量如圖（a）所示，其讀數(shù)d=mm。（2）該實驗小組設計的測量電路如圖（b）所示，則P是，(填對應器材符號)，通過正確操作，測得數(shù)據(jù)，作出的圖像如圖（c）所示（3）由圖（b）電路測得的該材質電線的電阻，其測量值比真實值(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出這捆電線的電阻率ρ約為____A．2.0×10C．6.1×10五、解答題13．某民航客機在一萬米左右高空飛行時，需利用空氣壓縮機來保持機艙內外氣體壓強之比為4∶1。機艙內有一導熱汽缸，活塞質量m=2kg、橫截面積S=10cm2，活塞與汽缸壁之間密封良好且無摩擦?？蜋C在地面靜止時，汽缸如圖（a）所示豎直放置，平衡時活塞與缸底相距l(xiāng)1=8cm；客機在高度h處勻速飛行時，汽缸如圖（b）所示水平放置，平衡時活塞與缸底相距l(xiāng)2=10cm。汽缸內氣體可視為理想氣體，機艙內溫度可認為不變。已知大氣壓強隨高度的變化規(guī)律如圖（c）所示地面大氣壓強p0=1.0×105Pa，地面重力加速度g=10m/s2。（1）判斷汽缸內氣體由圖（a）狀態(tài)到圖（b）狀態(tài)的過程是吸熱還是放熱，并說明原因；（2）客機在地面靜止時，汽缸內封閉氣體的壓強p1；（3）求高度h處大氣壓強，并根據(jù)圖（c）估測出此時客機的飛行高度。14．“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種粒子物理實驗設備，可用于探測宇宙中的奇異物質。在研究太空粒子探測器的過程中，某科研小組設計了一款探測器，其結構原理如圖所示，豎直平面內有一半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，區(qū)域內的磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外，在圓形磁場區(qū)域的右側有一寬度L=R的足夠長的勻強磁場，磁感應強度大小也為B，方向垂直紙面向里，該磁場的右邊界放有一足夠長的熒光屏PQ，左邊界MN板與圓形磁場相切處留有小孔S?，F(xiàn)假設太空中有一群分布均勻的正離子以速度v=qBRm（1）求正離子在圓形磁場中的軌道半徑大小；（2）各個從S點進入右側磁場的粒子中能到達熒光屏PQ的最短時間；（3）單位時間內有多少個離子擊中熒光屏PQ。15．如圖（a）所示，質量m1=2.0kg的絕緣木板A靜止在水平地面上，質量m2=1.0kg可視為質點的帶正電的小物塊B放在木板A上某一位置，其電荷量為q=1.0×10?3C?？臻g存在足夠大的水平向右的勻強電場，電場強度大小為E1=5.0×102V/m。質量（1）撤去變力F瞬間滑塊C的速度大小v1；（2）滑塊C與木板A碰撞后，經(jīng)多長時間，小物塊B與木板A剛好共速；（3）若小物塊B與木板A達到共同速度時立即將電場強度大小變?yōu)镋2

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A、根據(jù)電場線的疏密程度可知，a點場強大于b點場強，則顆粒在a點受到的電場力大于在b點受到的電場力，則根據(jù)牛頓第二定律可知，顆粒在a和b時加速度大小關系為：a1>a2。故A錯誤；

BD、由于顆粒只受電場力作用，根據(jù)運動軌跡可知，顆粒受到的電場力與電場方向相反，粒子從a運動到b的過程中，電場力做正功，電勢能減小，動能增大，即：Ep1>Ep2，Ek1<Ek22．【答案】D【解析】【解答】AB、直導線中的電流方向由A到B，根據(jù)安培定則，導線右側區(qū)域磁感應強度方向向內。再根據(jù)左手定則，ab邊受向左的安培力，bc邊受到向上的安培力，cd邊受到向右的安培力，ad受到向下的安培力，方向全不同，故AB錯誤；

CD、離AB越遠的位置，磁感應強度越小，故根據(jù)安培力公式F=BIL可知，ab邊受到的安培力大于cd邊，bc邊受到的安培力大小等于da受到受到的安培力但方向相反，故線框所受安培力的合力向左，故C錯誤，D正確。

故答案為：D。

【分析】確定線框所處磁場的來源，根據(jù)安培定則判斷線框所處磁場的方向。根據(jù)左手定則判斷各邊所受安培方向及安培力公式定性分析各邊安培力大小關系。離直導線越遠，磁感應強度越小。3．【答案】D【解析】【解答】A、由于空間站的運行周期、角速度及線速度均未知，故無法求出地球質量，故A錯誤；

B、運載火箭在軌道Ⅱ上由B點運動到A點為無動力運行，只有萬有引力做功，故機械能保持不變，故B錯誤；

C、據(jù)牛頓第二定律可得：a=GMr2?？臻g站運動到A點和運載火箭運動到A點到地心距離r相同，故向心加速度相同，故C錯誤；

D、設空間站在軌道Ⅰ上運行的周期為T1，運載火箭在橢圓軌道Ⅱ上運行的周期為T2，根據(jù)開普勒第三定律得：r3T12=4．【答案】C【解析】【解答】以任意一只籃球為研究對象，分析受力情況，如圖所示，設球架對籃球的支持力N與豎直方向的夾角為α.由幾何知識得cosα=(D2)2?故答案為：C

【分析】利用籃球的平衡方程結合幾何關系可以求出壓力的大小。5．【答案】A,C【解析】【解答】AB、根據(jù)電容決定式C=εrS4πkd可知，電容器的電容變大，說明電容器極板間的介電常數(shù)變大，即電介質板長度增加，則物體沿-x方向運動，故A正確，B錯誤；

C、電介質的介電常數(shù)越大，則電容器的電容越大，電介質板移動相同的位移，電容的變化量?C越大，傳感器靈敏度越高，故C正確；

D、電容器的板間電壓變化，電容不發(fā)生變化，則傳感器靈敏度不變，故D錯誤。6．【答案】B,D【解析】【解答】A、由題意，x=0處的質點在0~1s的時間內通過的路程為25.0cm，即質點運動了54個周期，則結合圖可知t=0時刻x=0處的質點沿y軸的負方向運動，則由質點的振動和波的傳播方向關系可知，該波的傳播方向沿x軸負方向，故A錯誤；

B、由題意可知，54T=1s。解得：T=0.8s。故B正確；

C、根據(jù)波速公式可得：v=λT7．【答案】A,D【解析】【解答】AB、若箭在豎直方向下落的高度相等，根據(jù)：vy2=2gh可知，甲、乙插入壺中時豎直方向的分速度相同。將落點速度進行正交分解，則有：tanθ=vyv0，sin=vyv。故甲、乙所射箭初速度大小之比為：v甲0v乙0=tan37°tan53°=916。可得甲、乙所射箭落入壺口時速度大小之比為：v甲v8．【答案】A,D【解析】【解答】A、設氣流速度為v，時間t內吹向游客的氣體柱質量為m1，時間t內氣體對游客的平均作用力大小為F。則：m1=ρ·vt·s。由于游客處于靜止狀態(tài)，故根據(jù)平衡條件有：F=mg。以氣體柱為研究對象，由動量定理可得：-Ft=-m1v。聯(lián)立可得：v=mgρs。故A正確；

B、單位時間內流過風洞某橫截面的氣體體積為：V=vπd22=πd24mgρs。故B錯誤；

C、設此時時間t內氣體柱對游客的平均作用力大小為F2，氣體柱質量為m2，以氣體柱為研究對象，由動量定理可得：-F2t=-m2v9．【答案】2；10【解析】【解答】機器人工作電流為：I=PU=2A10．【答案】近；6【解析】【解答】從圖上可知n=3軌道上的能級比n=5軌道的能級低．根據(jù)玻爾原子結構理論：離核越近，能級越低可知n=3軌道上的電子離氦核的距離近．處于第4激發(fā)態(tài)的He+的發(fā)射光子的種類為：N=C42=6種．11．【答案】（1）B；D（2）3（3）質量的測量引起的誤差；彈簧測力套筒的讀數(shù)引起的誤差【解析】【解答】（1）A、本實驗所采用的實驗探究方法為控制變量法，而探究平拋運動的特點采用的方法為等效思想，故A錯誤；

B、探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系采用控制變量法，故B正確；

C、探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律采用等效替代的思想，故C錯誤；

D、探究加速度與物體受力、物體質量的關系采用控制變量法，故D正確。

故答案為：BD。

（2）為研究向心力大小跟轉速的關系，即要保證小球的質量和轉動半徑不變，故應比較表中的第1組和第3組數(shù)據(jù)。

（3）本實驗中產(chǎn)生誤差的原因有質量的測量引起的偶然誤差，彈簧測力套筒的讀數(shù)引起的誤差。

【分析】明確各類實驗的探究方法及實驗原理和實驗步驟。實驗誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差，偶然誤差主要是由于人為的操作不精確導致。12．【答案】（1）1.498/1.497/1.499（2）A（3）不變（4）D【解析】【解答】（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，該材質電線的直徑為：d=1mm+49.8×0.01mm=1.498mm

（2）已知內阻的電流表可當作電壓表使用，根據(jù)圖（b）可知，電表P為電壓表，因此電表P是電流表A2。

（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點，通過導線的電流為：I=I1-I2，導線兩端的電壓為：U=I2r2。根據(jù)歐姆定律，待測導線的電阻為：Rx=UI=I2r2I13．【答案】（1）解：由題意，根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q可知，由于氣體溫度不變，體積膨脹，氣體對外做功，而內能保持不變，因此可知吸熱。（2）解：初態(tài)封閉氣體的壓強p（3）解：根據(jù)p可得p機艙內外氣體壓之比為4：1，因此艙外氣體壓強p對應表可知飛行高度為104m?！窘馕觥俊痉治觥浚?）理想氣體的溫度不變，則內能不變。氣體體積膨脹，則氣體對外做功。再根據(jù)熱力學第一定律進行分析；

（2）選擇恰當?shù)难芯繉ο?，在地面靜止時，活塞處于平衡狀態(tài)，對氣缸進行受力分析，根據(jù)平衡條件進行求解；

（3）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求出高度h時，氣缸內氣體壓強，再根據(jù)機艙內外氣體壓強之比求出大氣壓強，再結合圖像c求出高度h。14．【答案】（1）解：粒子在圓形磁場中運動時qvB=解得r=R（2）解：粒子在右側磁場中運動的軌跡最短時對應的運動時間最短，如下圖所示根據(jù)幾何知識可得sin可得θ=30°根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得粒子在該磁場做圓周運動的周期為T=故粒子在右側磁場中得最短運動時間為t（3）解：由于在右側磁場中r=R根據(jù)幾何關系可知，粒子由S點射入右側磁場中時，入射方向與MN邊夾角間于90°～180°之間的粒子能集中收集板。設其中入射S點速度方向與MN恰為90°的粒子在入射圓形磁場前與MN邊的水平距離為x，如下圖所示由幾何關系可知x=R故單位時間內集中收集板的粒子數(shù)為N【解析】【分析】（1）由于正離子的質量、電荷量、運行速度及磁感應強度均已知。根據(jù)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動向心力與線速度的關系進行求解；

（2）帶電粒子運動的時間最短，則對應的圓心角及運動軌跡最小。離子運動的半徑不變，畫出符合條件的運動軌跡，根據(jù)幾何關系求出圓心角。再根據(jù)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的規(guī)律進行解答；